黎碧存 衷明華

(韓山師范學(xué)院化學(xué)系，廣東潮州 521041)

中和滴定是一種重要的滴定分析方法，也是繼配制一定物質(zhì)的量濃度溶液以后的一個(gè)重要的定量實(shí)驗(yàn)。酸堿中和滴定綜合了物質(zhì)的量濃度的計(jì)算、溶液的pH、酸堿指示劑的變色范圍和應(yīng)用、滴定儀器的使用等知識(shí)，使化學(xué)研究從定性分析轉(zhuǎn)化為定量分析。中和滴定原理并不復(fù)雜，但對(duì)用指示劑判斷滴定終點(diǎn)理解起來(lái)比較困難，因此，本實(shí)驗(yàn)在滴定過(guò)程中使用手持技術(shù)來(lái)直觀地展示出滴定過(guò)程中溶液pH變化，并以圖像的形式表現(xiàn)出來(lái)，由不可見的變?yōu)榭梢姷模勺ゲ蛔〉淖優(yōu)樽プ〉?，達(dá)到掌握中和滴定的操作和其原理，充分理解“滴定突躍”的目的。

1、儀器和試劑

1.1 儀器

多功能手持分析儀、pH傳感器、磁力攪拌器、100mL燒杯、100mL量筒、酸堿式滴定管(具四氟塞)、鐵架臺(tái)。

1.2 試劑

1.0 mol/L NaOH 溶液、1.0 mol/L 鹽酸、酚酞(2g/L乙醇溶液)、蒸餾水。

2、實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)一:觀察整個(gè)滴定過(guò)程pH的變化。

在滴定管裝1.0 mol/L NaOH溶液，燒杯加入攪拌子并再加10mL 1.0 mol/L HCl、30mL H20和2滴酚酞溶液，向鹽酸溶液中勻速加入NaOH溶液(4～6滴/s)，待燒杯中的溶液變成紅色以后，再繼續(xù)滴加少許NaOH溶液，停止數(shù)據(jù)采集。

實(shí)驗(yàn)二:繪制與書一樣的滴定曲線。

每次固定加入X mL NaOH溶液，采集對(duì)應(yīng)pH，繪制“V堿－pH”曲線圖，進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，并與理論圖比較，其中 X 分別為 3mL、2mL、1mL、0.5mL。

實(shí)驗(yàn)三:分析酸堿中和反應(yīng)溶液中的微觀變化。

取10mL 1mol/L HCl溶液于燒杯中，向滴定管加入9mL NaOH溶液，再每次固定加入X mL NaOH溶液，采集相應(yīng)的pH，推測(cè)引起滴定突躍的最少堿用量。其中X 分別為 0.3mL、0.2mL、0.1mL、1 滴。

3、結(jié)果與討論

3.1 由實(shí)驗(yàn)一可得以下的曲線:

圖 滴定曲線

發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)所得曲線的橫坐標(biāo)是“s”(時(shí)間)，而人教版化學(xué)選修四課本上的橫坐標(biāo)是“mL”(體積)，為了得到與課本一致的滴定曲線，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)二。

3.2 由實(shí)驗(yàn)二可得以下滴定曲線:

圖 滴定曲線

發(fā)現(xiàn)不管以多大的NaOH溶液的體積加入，所有的滴定都有突躍，但仔細(xì)觀察圖可知，每次加入的體積的量越小，滴定曲線越圓滑，越接近理論值。

那是什么因素引起突躍?滴定突躍與NaOH溶液的加入的量是否有聯(lián)系?減少滴定突躍附近加入NaOH溶液的量能夠解決我們的問(wèn)題，因此進(jìn)入實(shí)驗(yàn)三。

3.3 由實(shí)驗(yàn)三可得以下滴定曲線:

圖 滴定曲線

可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)NaOH加入量減少到1個(gè)分子時(shí)，最后1個(gè)OH－的加入會(huì)使溶液由酸轉(zhuǎn)化為中性，再加入1個(gè)OH－會(huì)使溶液從中性變?yōu)閴A性。

3.4 手持技術(shù)可以自動(dòng)的采集、處理大量數(shù)據(jù)，直觀地展示出滴定過(guò)程中溶液pH變化，并以圖像的形式表現(xiàn)出來(lái)，結(jié)果準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)便，可以由不可見的變?yōu)榭梢姷?，由抓不住的變?yōu)樽プ〉模_(dá)到掌握中和滴定的操作和其原理，充分理解“滴定突躍”的目的。