滴定终点与指示剂的选择

滴定终点与指示剂的选择

河北省宣化县第一中学　栾春武

 

酸碱中和滴定的关键：一要准确测定出参加中和反应的酸、碱溶液的体积；二要准确判断中和反应是否恰好完全反应。

 

酸碱指示剂可在中和反应终点时出现颜色变化，因此终点判断须选择合适指示剂。

 

酸碱恰好完全中和的时刻叫滴定终点，为准确判断滴定终点，须选用变色明显，变色范围的pH与恰好中和时的pH吻合的酸碱指示剂。

 

酚酞和甲基橙是中和滴定时常用的指示剂，其变色范围分别是：甲基橙的pH在3.1～4.4之间，酚酞的pH在8.2～10.0之间。如用0.1000 mol/L的NaOH溶液去滴定20.00 mL 0.1000 mol/L 的盐酸溶液，理论上应用去NaOH溶液20.00 mL，这时溶液的pH＝7。但如果用酚酞作指示剂，在它所指示的滴定终点时，pH≠7，而是在8.2～10.0之间。实际计算表明，当滴定到终点时，溶液的pH并不一定等于7，而是存在误差的。这是由指示剂的变色范围所导致的，所造成的误差是在许可范围之内，可以忽略不计。

 

为了减小误差，强酸强碱之间的互滴，可选择甲基橙或酚酞。若酸与碱中有一方是弱的，则要根据中和后所得的盐溶液的pH来确定选择哪一种指示剂。一般说来：强酸中和弱碱时，选择甲基橙（变色范围pH在3.1～4.4之间，生成的强酸弱碱盐显酸性）；强碱中和弱酸时，选择酚酞（变色范围pH在8.2～10.0之间，生成的强碱弱酸盐显碱性）。由于石蕊试液的变色范围较大，且变色不明显，在中和滴定时一般不用其作为中和滴定的指示剂。

 

一、选择指示剂

 

【例题1】已知常温、常压下，饱和CO₂的水溶液的pH＝3.9，则可推断用标准盐酸溶液滴定碳酸氢钠水溶液时，适宜选择的指示剂及滴定终点时颜色变化的情况是

A. 石蕊，由蓝变红      B. 甲基橙，由橙变黄

C. 酚酞，红色褪去      D. 甲基橙，由黄变橙

 

解析：标准盐酸溶液滴定碳酸氢钠水溶液时，发生的反应是：

NaHCO₃ + HCl === NaCl + CO₂↑+ H₂O，滴定终点时pH＝3.9，因此滴定终点时溶液显酸性，指示剂选用甲基橙（3.1～4.4），滴定终点时溶液pH降低到3.9，颜色由黄变橙。

答案：D

 

【例题2】 实验室现有3种酸碱指示剂，其pH变色范围如下：

          甲基橙：3.1～4.4     石蕊：5.0～8.0    酚酞：8.2～10.0

用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定未知浓度的CH₃COOH溶液，反应恰好完全时，下列叙述中正确的是

A. 溶液呈中性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂

B. 溶液呈中性，只能选用石蕊作指示剂

C. 溶液呈碱性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂

D. 溶液呈碱性，只能选用酚酞作指示剂

 

解析：0.1000 mol/L NaOH溶液滴定未知浓度的CH₃COOH溶液，反应恰好完全时，生成CH₃COONa是强碱弱酸盐，因发生水解而使溶液显碱性，故选择酚酞作指示剂误差最小。若选用甲基橙，在甲基橙的变色范围内，NaOH的量不足，导致测定出的CH₃COOH浓度偏小。石蕊变色范围太宽，误差大，且颜色变化不明显，不能作酸碱中和反应的指示剂。因此，应选用酚酞作指示剂。

 

答案：D

 

点拨：酸中中和滴定的要点是准确判断滴定终点，关键是根据滴定过程中的pH变化及酸碱指示剂在酸性或碱性溶液中的颜色变化，选择合适的指示剂。在实验室里一般选用酚酞或甲基橙作指示剂，石蕊由于颜色变化不明显，因此滴定时不宜使用。指示剂的变色范围与酸碱中和后的溶液的pH越接近越好，且变色要明显，通常情况下，酸滴定碱，选择甲基橙；碱滴定酸选择酚酞。如果酸碱有一方是弱的，酸碱恰好中和时，所得溶液不一定显中性，则应根据中和所得盐溶液的pH来确定选用上述哪种指示剂，若恰好中和时溶液显酸性，应选择在酸性范围内变色的指示剂——甲基橙，若恰好中和时溶液显碱性，应选择在碱性范围内变色的指示剂——酚酞。

 

二、描述滴定终点

【例题3】下列各项错误的酸碱中和滴定实验中，属于终点现象判断不正确的是

 

	锥形瓶	滴定管	指示剂	滴定管类型	滴定终点标志
A	NaOH溶液	盐酸	酚酞	酸式 滴定管	红色变成无色，半分钟内溶液颜色无变化
B	盐酸	NaOH溶液	甲基橙	酸式 滴定管	红色变成橙色，半分钟内溶液颜色无变化
C	盐酸	氨水	甲基橙	酸式 滴定管	红色变成橙色，半分钟内溶液颜色无变化
D	NaOH溶液	醋酸溶液	紫色石蕊	碱式 滴定管	蓝色变成紫色，半分钟内溶液颜色无变化

 

解析：A项，滴定终点的标志是红色刚好变成无色，且半分钟内溶液颜色无变化。因为如果滴加盐酸过量，溶液仍然是无色，因此A项属于终点现象描述错误；B项、C项应用碱式滴定管，属于仪器选择错误；D项，指示剂、滴定管选择度错误。

 

答案：A

 

三、选择指示剂测定样品中一种成分

 

【例题4】用酸碱中和滴定法测定氢氧化钠的混合液中氢氧化钠的含量时，可先在混合液中加入过量的氯化钡，使CO₃^2－全部转变成碳酸钡沉淀，然后，用标准盐酸滴定。

 

（1）用酚酞作指示剂，向混有碳酸钡的氢氧化钠混合物中滴加盐酸，不会使碳酸钡沉淀溶解而能测定氢氧化钠的含量，理由是______________。

 

（2）若改用甲基橙作指示剂，则对测定结果的影响是________（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

解析：在碳酸钡和氢氧化钠的混合物中，滴加盐酸，氢氧化钠与先盐酸反应。用酚酞指示滴加盐酸到弱碱性，而碳酸钡无法与盐酸反应，用甲基橙指示滴加盐酸到酸性，碳酸钡将与盐酸反应。

 

答案：（1）酚酞在弱碱性条件下变色（pH：8.2～10.0），所以用酚酞作指示剂，滴加盐酸到弱碱性，盐酸只与氢氧化钠反应，不与碳酸钡反应。   （2）偏高