滴定
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滴定是一种化学实验操作也是一种定量分析的手段。它通过两种溶液的定量反应来确定某种溶质的含量。滴定最基本的公式为:
- c1 V1 / ν1 = c2 V2 / ν2
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[编辑] 原理
滴定过程需要一个定量进行的反应,此反应必须能完全进行,且速率要快,也就是平衡常数、速率常数都要较大。而且反应还不能有干扰测量的副产物,副反应更是不容许的。
在两种溶液的滴定中,未知浓度的溶液装在滴定管里,已知浓度的溶液装在下方的锥形瓶里。通常把已知浓度的溶液叫做标准溶液,它的浓度是与不易变质的固体基准试剂滴定而测得的。
反应停止时,读出用去滴定管中溶液的体积,即可用公式算出浓度。
根据反应类型的不同,滴定分为以下种类:
[编辑] 指示剂
滴定反应需要灵敏的指示剂来指示反应的完成。指示剂在反应完成时,会迅速变成另一种颜色。这样实验者就可以根据指示剂的变色来确定反应的终止。
中和滴定的指示剂是有机弱酸或弱碱,它们的变色范围在等电点附近。如弱酸的变色(以HIn代表):
- HIn (酸色形) = H+ + In-(碱色形)
指示剂一般有两种形态,两种形态呈现不同的颜色。指示剂在变色范围内呈现过渡色。有的指示剂有三种不同颜色的形态。
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由于在变色范围时会发生“突跃”现象,颜色会变得很迅速,只要1滴溶液就可以让指示剂完全变色,因此选择指示剂时,只需让反应完成时的pH值落在突跃范围内即可,不必苛求准确。
其他种类滴定的指示剂一般是与某种反应物有灵敏反应的物质。当反应物消耗完毕时,指示剂就会变色。甚至有些反应物也可以作为指示剂,如高锰酸钾。
[编辑] 操作
滴定操作需要用到一种专门的仪器:滴定管。滴定管很细,因此读数也较精确,最小刻度为0.1mL,读数还要估读一位(0.01mL)。
滴定管分酸式和碱式两种。酸式滴定管用玻璃活塞控制液体的流出,碱式滴定管用一段橡胶里的玻璃珠控制。因此,能腐蚀玻璃的碱性物质不能装在酸式滴定管里,能腐蚀橡胶的强氧化性物质也不能装在碱式滴定管里。
由于滴定要求极准确,所以滴定管及其下方的锥形瓶都要求清洁,在滴定前都要用肥皂水、自来水、蒸馏水各洗三遍。由于滴定管还有浓度要求,所以清洗之后还要润洗滴定管,用待测溶液润洗三遍。
滴定之前,先检查滴定管。先要打开活塞放液,赶尽管下部的空气泡。放液后要保证液面在“0”刻度以下(滴定管的0刻度在最上),这样可以读出滴定前的刻度。
在锥形瓶被滴溶液中滴入几滴指示剂。按照实验规程,滴定管中的液体要逐滴滴下,每滴一滴都要振荡锥形瓶。然而在实际操作中,一些熟练的实验员可以先很快地放液,在接近变色点时停止,改为逐滴滴下,这样节省不少时间。
当指示剂变色时,停止放液,读出滴定管读数。前后两个读数相减即为用去溶液体积。