实验六 全自动电位滴定法测定混合酸

1 实验目的

（1）初步了解和掌握自动电位滴定仪的原理和操作；

（2）掌握多元酸或混合酸分步滴定的有关规律；

（3）用NaOH溶液滴定由HCl与H3PO4组成的混合溶液，分别测出这两种酸的浓度。 2 实验仪器和试剂

2.1 实验仪器

798MPT（或702SM）自动电位滴定仪，氢离子选择性复合电极（滴定仪和电极均由瑞士万通公司生产）。

100mL烧杯，100mL量筒，10mL（或5mL）移液管，洗耳球。

2.2 实验试剂

0.1031mol/L NaOH标准溶液（已用基准邻苯二甲酸氢钾标定）；由HCl与H3PO4组成的待测混合溶液。

3 实验原理和步骤

3.1 实验原理

由于HCl 是强酸，H3PO4的pKa1、pKa2及pKa3分别为2.12、7.20及12.36，用NaOH溶液滴定由HCl与H3PO4组成的混合溶液，滴定曲线有两个突跃。第一个突跃对应的NaOH溶液的体积记作V1，相应的滴定产物是H2O和H2PO4-，滴定反应是

H+ + OH- = H2O （1）

和

H3PO4 + OH- = H2PO4- （2）

第二个突跃对应的NaOH溶液的体积记作V2，相应的滴定产物是HPO42-，滴定反应是

H2PO4- + OH- = HPO42- （3）

在上述滴定中，V2 -V1是滴定H2PO4- 所消耗的NaOH溶液的体积（见反应（3）），也是滴定H3PO4所消耗的NaOH溶液的体积（见反应（2））；V1 -（V2 - V1）= 2V1 - V2 是滴定HCl所消耗的NaOH溶液的体积（见反应（1））。因此，利用上述两个突跃对应的滴定终点V2和 V1 ，按以下两式，可以分别求出混合溶液中HCl和H3PO4的浓度：

cHCl?(2V1?V2)?cNaOH （4） 5.00

cH3PO4?

3.2 实验步骤 (V2?V1)?cNaOH （5） 5.00

实验步骤：在100mL烧杯中，用移液管吸入5.00mL HCl和H3PO4混合溶液，加50mL H2O，加入搅拌子，放好电极，用0.1031mol/L NaOH标准溶液电位滴定。仪器自动记录滴定曲线和滴定数据，并测出滴定终点V1和V2。

仪器的设置：选择Met（等体积）滴定模式，滴定步长0.10mL，平衡时间30s，滴定至加入的标准溶液体积为10.00mL。

4 实验结果和讨论

测定结果（见下表）；

表1 HCl和H3PO4混合溶液的测定结果

V1/mL V2/mL 混合溶液中HCl的浓度/(mol·L) -1混合溶液中H3PO4的浓度/(mol·L) -16.035

5 思考题 8.955 0.06423 0.06021

（1）多元酸（二元酸或三元酸）分步滴定的条件是什么？混合酸（如由HCl与H3PO4组成的混合酸）分步滴定的条件是什么？

答：多元酸分步滴定的条件是其相邻两级离解常数相差足够大（大等于10000），且C×Ka1≥10∧-9,C×Ka2≥10∧-9;

混合酸分步滴定的条件是：

（C1×Ka1）/（C2×Ka2）≥10∧-4；C×Ka1≥10∧-9,C×Ka2≥10∧-9;两个滴定突跃。 （C1×Ka1）/（C2×Ka2）≥10∧-4；C×Ka1≥10∧-9,C×Ka2＜10∧-9;一个滴定突跃。 （C1×Ka1）/（C2×Ka2）＜10∧-4；C×Ka1≥10∧-9,C×Ka2≥10∧-9;一个滴定突跃。

（2）电位滴定法确定滴定终点有哪些方法？这些方法的依据是什么？

答：1、绘E-V曲线图，曲线上折点即化学计量点；?2、一级微商法，曲线尖峰即滴定终点；，此法较准确，但手续复杂，且尖峰有实验点外推出，所以也有一定误差。?3、三级微商法，二级微商为零时为终点。?

（3）自动电位滴定仪确定滴定终点的依据是什么？

答：通过测量电极电位变化，来测量离子浓度。被测离子的浓度不断发生变化，因而指示电极的电位随之变化。在滴定终点附近，被测离子的浓度发生突变，引起电极电位的突跃，因此根据电极电位的突跃可确定滴定终点，并给出测定结果。?

（4）本实验所用的氢离子选择性复合电极的构造和原理是怎样的？

答：构造：电极内一定浓度的HCl溶液（内参比溶液），插入银-氯化银电丝（内参比电极），电极玻璃泡的下端是一层特殊的玻璃膜（电极膜）；

原理：玻璃膜中的Na+于溶液中的H+可以发生交换，对H+有选择性响应。

（5）在本实验的滴定过程中，若存在CO2的干扰，对测定结果有什么影响？

答 ：若存在CO2，使消耗的碱量V2增大所以盐酸浓度偏小，磷酸浓度偏大。

第二篇：全自动电位滴定法测定混合酸

实验1 全自动电位滴定法测定混合酸

1 实验目的

①初步了解和掌握自动电位滴定仪的原理和操作；

②掌握多元酸或混合酸分步滴定的有关规律；

③用NaOH溶液滴定由HCl与H3PO4组成的混合溶液，分别测出这两种酸的浓度。

2 实验仪器和试剂

自动电位滴定仪，氢离子选择性复合电极，100mL烧杯，100mL量筒，5mL移液枪，0.1000mol/L NaOH标准溶液；由HCl与H3PO4组成的待测混合溶液。

3 实验原理

由于HCl 是强酸，H3PO4的pKa1、pKa2及pKa3分别为2.12、7.20及12.36。第一个突跃对应的NaOH溶液的体积记作V1，相应的滴定产物是H2O和H2PO4-。利用两个突跃对应的滴定终点V2和 V1 ，按以下两式，可以分别求出混合溶液中HCl和H3PO4的浓度：

4 实验步骤

用移液枪将5.00mL HCl和H3PO4混合待测溶液吸入烧杯中，加50mL H2O，加入搅拌子，放好电极，用0.1000mol/L NaOH标准溶液电位滴定。仪器自动记录滴定曲线和滴定数据，并测出滴定终点V1和V2。

5 实验数据记录

V1/mL V2/mL 混合溶液中HCl的浓度/(mol·L-1) 混合溶液中H3PO4的浓度/(mol·L-1)

5.617 9.176 0.0424 0.7334

5 思考题

①多元酸（二元酸或三元酸）分步滴定的条件是什么？混合酸分步滴定的条件是什么？

答：多元酸分步滴定的条件是其相邻两级离解常数相差足够大（大等于10000），且 C×Ka1≥10∧-9,C×Ka2≥10∧-9; 混合酸分步滴定的条件是：（C1×Ka1）/（C2×Ka2）≥10∧-4；C×Ka1≥10∧-9,C×Ka2≥10∧-9;两个滴定突跃。（C1×Ka1）/（C2×Ka2）≥10∧-4；C×Ka1≥10∧-9,C×Ka2＜10∧-9;一个滴定突跃。（C1×Ka1）/（C2×Ka2）＜10∧-4；C×Ka1≥10∧-9,C×Ka2≥10∧-9;一个滴定突跃。

②电位滴定法确定滴定终点有哪些方法？这些方法的依据是什么？

答：①作图求终点；②二阶微商法确定终点：根据代数学原理，在终点体积时，二阶微商为零 ③自动电位滴定仪确定滴定终点的依据是什么？

答：通过测量电极电位变化，来测量离子浓度。被测离子的浓度不断发生变化，因而指 示电极的电位随之变化。在滴定终点附近，被测离子的浓度发生突变，引起电极电位的突 跃，因此根据电极电位的突跃可确定滴定终点，并给出测定结果。

④本实验所用的氢离子选择性复合电极的构造和原理是怎样的？

答：构造：电极内一定浓度的HCl溶液（内参比溶液），插入银-氯化银电丝（内参比电极），电极玻璃泡的下端是一层特的玻璃膜（电极膜）；原理：玻璃膜中的Na+于溶液中的H+可以发生交换，对H+有选择性响应。

⑤在本实验的滴定过程中，若存在CO2的干扰，对测定结果有什么影响？

答：使消耗的碱量V增大所以盐酸浓度偏小，磷酸浓度偏大。