强酸和弱酸混合溶液直接滴定的条件

强酸和弱酸混合溶液直接滴定的条件 开小明 (安徽省安庆师范学院化学系 安庆 246011) 摘要 讨论了强酸和弱酸混合溶液直接滴定的条件 ,并绘制了混合溶液滴定曲线 ,为强酸和 弱酸混合溶液的滴定提供了理论根据 。 [ 1,3 ] 在化学教材中 ,对多元酸碱分别滴定条件有详细的讨论 ,但对强酸和弱酸混合溶 [ 4 ] 液的滴定条件讨论极少 ,此问也引起了分析化学工作者的注意 ,本文希望对强酸和弱酸 混合溶液的滴定条件给出一个结论 。 强酸和弱酸混合溶液的滴定条件不完全类似于多元酸溶液 ,强酸的 Kµ 1 ,若把判断多元 a - 5 - 7 弱酸分步滴定的条件应用到强酸和弱酸的混合溶液中 ,则弱酸的 K在 10 ,10 之间 ,即可 a 准确分步滴定 ,并形成两个突跃 ,实际情况并非如此 。以 0. 100mo l /L N aOH 为滴定剂 , 滴定 0. 100mo l /L HC l和 0. 100mo l /L 一元弱酸 HA 为例 ,通过计算说明 ,如果溶液中没有弱酸 ,当终 点误差为 ?0. 1 %时 , pH 突跃范围为 4. 3,9. 7; 假设滴定强酸的误差控制在 0. 1 %以内 ,有弱 酸存在时 ,混合溶液的 pH 值应近似为 4. 3 ,此时有 : - 4. 3 - 8 cK=0. 050 ×K= 10K= 5. 0 ×10 sp1 a a a + - - 因为第一化学计量点时的 PB E为 : [ H ] = [ OH ] + [ A ] ,故终点误差公式为 : --+ ) ( ] [ OH + [ A ] - [ H ] ep l ep l ep l ×100E= t ()c HC l ep l 1 不同 pH时的滴定终点误差 上述浓度皆为第一滴定终点时的浓度 。通 E E 过 Exce l计算了不同 pH 时的终点误差 ,结果见 pH tpH t 4. 09 - 0. 10 % 4. 28 - 0. 01 % 表 1。 4. 13 - 0. 08 % 4. 34 0. 02 % 表 1 计算结果表明 ,此溶液计量点 pH 值 4. 17 - 0. 06 % 4. 41 0. 05 % 为 4. 3 ,突跃范围 pH 值为 4. 1 ,4. 5 ,满足酸碱 4. 22 - 0. 04 % 4. 50 0. 09 % - 8滴定的突跃范围 { ?pH { ?0. 2的要求 , 可以 K= 5. 0 ×10 a 对混合溶液中的强酸进行单独滴定 。 - 7 如果第一滴定终点误差 E为 0. 3 % ,此时 K= 4. 5 ×10 ,溶液计量点 pH 为 3. 83 ,突跃范 ta 围 pH 为 3. 62,4. 03 ,满足酸碱滴定突跃范围 { ?pH { ?0. 2的要求 。当弱酸 HA 的 K= 4. 5 a - 7×10 时 ,通过 Exce l的精确计算 ,其滴定曲线如图 1 所示 。 ( ) 由于 cK? EcHC l,由此可推导出直接滴定强酸和弱酸混合溶液中的强酸条件 sp l, HA at sp l 2 ( ( ) ) cHC l sp l 1 - 8 ? ,如果再滴定弱酸 ,还要求 c为 :K ?10 。 sp2 , HA a 2 cK Esp l, HA a t 63 图 1 0. 100m o l /L NaO H滴定 0. 100m o l /L HC l和 0. 100m o l /L 的弱酸 HA 滴定曲线 - 7 ( )K= 4. 5 ×10 a 参 考 文 献 1 华中师范大学. 分析化学. 第 3 版. 北京 :高等教育出版社 , 2003 武汉大学. 分析化学. 第 4 版. 北京 :高等教育出版社 , 2000 2 彭崇慧 ,冯建章 ,张锡瑜 ,等. 定量化学分析简明. 第 2 版. 北京 :北京大学出版社 , 1997 3 韩金土 ,王辉 ,刘德汞. 信阳师范学院学报 (自然科学版 ) , 1997 , 10 ( 1 ) : 56 4 ()上接第 62页 3. 5 葑酮 3图 1中的葑酮 , C O 与 C上的两个甲基构成两个组成相同方向相反的螺旋 ,旋光度相 6 72 1 6 () CCC抵消 。羰基与 C、C间可以分别形成两个方向相反的螺旋 O 左手螺旋 和 2 1 7 ) (CCCO 右手螺旋 。这两个螺旋中 ,前者的扭曲角大约为 100 ?,后者的扭曲角大约 [ 6 ] () 为 140 ?。按照螺旋理论计算 ,同样大小的螺旋 组成相同 ,扭曲角为 100 ?时 ,其旋光度是最 ()大旋光度螺旋 扭曲角为 70. 54 ?的 0. 8223 倍 ; 而扭曲角为 140 ?的螺旋旋光度仅是最大旋光 [ 6 ] 度螺旋的 0. 2855倍 。这两个螺旋的组成相同 ,大小相等 ,旋光度的大小完全由扭曲角决定 , 故这两个螺旋旋光度的代数和一定为负 ,应呈左旋性 。 4 结论 通过上述分析可见 ,桥环萜类化合物同样遵从螺旋理论的规律 。通过旋光方向可以推断 它们的立体结构 ;知道它们的立体结构 ,可以预测它们的旋光方向 。通过螺旋理论还能进一步 验证 H ücke l在 1941 年指定的这类化合物的构型与实际构型正好相反 ,所以 ,一些有机化学教 材中有关此类化合物构型的错误应予以修正 。 参 考 文 献 1 尹玉英 ,刘春蕴. 有机化合物分子旋光性的螺旋理论. 北京 : 化学工业出版社 , 2000 尹玉英. 大学化学 , 1992 , 7 ( 6 ) : 12 2 尹玉英 ,刘春蕴. 石油化工高等学校学报 , 1996 , 9 ( 2 ) : 13 3 尹玉英 ,刘春蕴 ,程纪原. 中国科学院研究生院学报 , 1996 , 13 ( 1 ) : 21 4 5 H ücke l W. J P ract C hem , 1941: 157 , 225 尹玉英 ,刘春蕴. 石油化工高等学校学报 , 1996 , 9 ( 1 ) : 1 6 64