負責人：黃劍鵬《化學》電子教案
 
課題 | 第三章 滴定分析法 第一節(jié) 滴定分析法概述（之三） 第二節(jié) 酸堿滴定法 |
教學目標 | 1．明確滴定分析法對化學反應的要求 2．了解酸堿滴定法的原理和酸堿指示劑 3．了解酸堿滴定法的應用 |
教學重點 | 滴定分析法對化學反應的要求,、酸堿滴定法的原理和酸堿指示劑的選擇 |
教學難點 | 酸堿指示劑的選擇 |
課時安排 | 2學時 |
教學方法 | 啟發(fā)式教學法 |
教學手段 | 多媒體輔助 |
教學用具 | 投影儀 |
 
【教學進程】
提問
1．有效數字的運算法則是什么？
2．什么是滴定分析法,？
引入
滴定分析法是以各類化學反應為基礎的,，是不是所有的化學反應都可以用于滴定分析呢,？我們今天來學習滴定反應完成的條件。
板書
第一節(jié) 滴定分析法概述
五,、滴定分析法概述
2．滴定反應完成的條件
講解
滴定分析法是以化學反應為基礎的,，但并不是所有的化學反應都可用于滴定分析，滴定分析法要求化學反應必須按一定的化學反應方程式進行,，無副反應發(fā)生，而且進行完全（≥99.9%）,，這是定量計算的基礎,。
板書
（1）反應必須定量地完成。
講解
滴定分析法要求化學反應還必須具有較快的反應速率,。對于速率較慢的化學反應,，可通過加熱或加入催化劑來加速反應的進行。
板書
（2）反應必須具有較快的反應速率,。
講解并板書
（3）反應不受其他雜質的干擾,。
（4）必須能用簡便的方法確定終點。
指出
滴定分析法所需要的儀器簡單,，價廉,，操作簡便，測定快速,，主要用于含量在1% 以上的常量組分的測定,，有時也可用于測定微量組分。一般情況下,，滴定分析法誤差較小,。因此，在生產實踐和科學實驗中被廣泛采用,，是化學分析中很重要的一類分析方法,。
過渡
在滴定分析法中，不論采用何種方法,，都要使用標準溶液,。標準溶液是一種已知準確濃度的溶液。那么標準溶液是如何配制的呢,？其準確濃度是如何得知的呢,？下面我們來學習。
板書
3．標準溶液的配制和標定
講解
不是任何試劑都可用來直接配制標準溶液的,，所以標準溶液的配制有兩種方法,。
板書
（1）直接配制法。
講解
凡是基準物質都可直接配制成標準溶液,。即準確稱取一定質量的基準物質,，溶解后配制成一定體積的溶液,，根據基準物質質量和溶液體積，即可計算出標準溶液的準確濃度,。能用于直接配制標準溶液的物質稱為基準物質,。
板書
基準物質：能用于直接配制標準溶液的物質。
講解
基準物質必須具備的條件：試劑應十分穩(wěn)定,。例如,，加熱干燥時不分解，稱量時不吸濕,，不吸收空氣中的CO2,，不被空氣氧化等。
板書
a. 試劑應十分穩(wěn)定,。
講解
純度高,，一般要求純度在99.9%以上，雜質少到可以忽略的程度,。
板書
b. 純度高,，一般要求純度在99.9%以上。
講解
實際組成與化學式完全符合,。若含結晶水時,，如硼砂（Na2B4O7·10H2O），結晶水的含量也應與化學式相符,。
板書
c. 實際組成與化學式完全符合,。
講解
試劑最好有較大的摩爾質量，這樣可以減少稱量誤差,。
板書
d. 試劑最好有較大的摩爾質量,。
投影
滴定分析常用的基準物質
基準物質 | 使用前的干燥條件 | 標定對象 |
Na2CO3 | 270 ℃±10 ℃除去水、CO2 | 酸 |
Na2B4O7·10H2O | 室溫保存在裝有蔗糖和NaCl溶液的密閉器皿中 | 酸 |
KHC6H4O4 | 100～125 ℃除去H2O | 堿 |
H2C2O4·2H2O | 室溫空氣干燥 | 堿或KMnO4 |
Na2C2O4 | 150～200 ℃除去H2O | KMnO4 |
K2Cr2O7 | 100～110 ℃除去H2O | Na2S2O3 |
As2O3 | 室溫保存于干燥器中 | KMnO4 |
Cu | 室溫保存于干燥器中 | Na2S2O3或EDTA |
Zn | 室溫保存于干燥器中 | EDTA |
NaCl | 500～600 ℃除去H2O等 | AgNO3 |
板書
（2）間接配制法,。
講解
間接配制法也叫標定法,。許多試劑由于不易制成純品或不易保存（如氫氧化鈉），或組成并不固定（如鹽酸,、硫酸等）,，或在放置過程中溶液不穩(wěn)定等，都不能直接而應間接配制成標準溶液,。即先配制成接近所需濃度的溶液,，然后再用基準物質或用另一種物質的標準溶液來測定其準確濃度。這種利用基準物質（或已知準確濃度的溶液）來確定標準溶液濃度的操作過程,，稱為標定,。
板書
先配制成接近所需濃度的溶液，然后標定,。
過渡
標定的方法有兩種——用基準物質標定和用已知標準溶液標定,。
板書
a. 用基準物質標定,。
講解
稱取一定質量的基準物質，溶解后用待標定的溶液滴定,，然后根據基準物質的質量及待標定溶液所消耗的體積,，即可計算該溶液的準確濃度。標定酸常用的基準物質有硼砂（Na2B4O7·10H2O）,、無水碳酸鈉等,。標定堿常用的基準物質有草酸（H2C2O4·2H2O）、鄰苯二甲酸氫鉀（KHC8H4O4）等,。
板書
b. 用已知標準溶液標定,。
講解
準確吸取一定量的待標定溶液，用已知準確濃度的標準溶液滴定,；或準確吸取一定量的已知準確濃度的標準溶液，用待標定溶液滴定,。根據兩種溶液所消耗的體積及標準溶液的濃度,，就可計算出待標定溶液的準確濃度。
強調
這種用標準溶液來測定待標定溶液準確濃度的操作過程稱為“比較”,。顯然,，這種方法不如直接用基準物質標定的方法好，因為如果標準溶液的濃度不準確,，就會直接影響待標定溶液濃度的準確性,。因此，標定時應盡量采用基準物質標定,。
過渡
標準溶液濃度標定是否準確,，直接影響分析結果的準確度，如何提高標定的準確度,，減小標定過程的誤差呢,？
板書
4．減小標定過程的誤差
講解
標定時最少應重復3次，提高精確度（其相對平均偏差應達到0.1%～0.2%）,。
板書
（1）標定時最少應重復3次,。
講解
稱量基準物質的質量不應太少，以減少稱量誤差,。
板書
（2）稱量基準物質的質量不應太少,。
講解
滴定使用的標準溶液的體積不可太少，以減少讀數誤差,。
板書
（3）滴定使用的標準溶液的體積不可太少,。
講解
滴定時使用標準溶液的體積不應超出一滴定管的容量，否則會產生累積讀數誤差,。
板書
（4）滴定時使用標準溶液的體積不應超出一滴定管的容量,。
強調
間接配制和直接配制所使用的儀器有差別,。例如，間接配制時可使用量筒,、托盤天平等儀器粗略配制溶液,，而直接配制時必須使用移液管、分析天平,、容量瓶等儀器精準配制,。
過渡
蘋果、柑橘,、西紅柿等果蔬以及食醋中含有一定量的酸性物質,，用已知準確濃度的氫氧化鈉就可以很簡便地測定出其所含有的總酸度；純堿的純度可以用已知準確濃度的鹽酸溶液來測定,；土壤,、肥料中氮含量的測定也可以用酸堿滴定法測定。在滴定分析法中,，酸堿滴定法是最常用最重要的滴定方法,。
板書
第二節(jié) 酸堿滴定法
一、酸堿滴定法的原理
講解
以酸堿中和反應為基礎的滴定分析方法,，叫酸堿滴定法,。一般酸、堿以及能與酸,、堿直接或間接發(fā)生反應的物質,，幾乎都可以利用酸堿滴定法進行測定。在農,、林,、牧業(yè)分析中，常用酸堿滴定法測定土壤,、肥料,、果品、飼料等試樣的酸堿度,、氮磷的含量,、農藥中游離酸及某些農藥的含量等。
板書
酸堿滴定法：以酸堿中和反應為基礎的滴定分析方法,。
講解
酸堿滴定法可通過直接或間接的滴定方式測定酸性或堿性物質的含量,。
H+ + OH‑ H2O
板書
適用范圍：直接或間接的滴定方式測定酸性或堿性物質。
舉例說明
用鹽酸標準溶液直接測定燒堿中NaOH的含量,，屬于直接滴定法,；用甲醛與銨鹽反應，置換出一定量的硫酸，再用標準堿溶液進行測定,，通過化學計量關系來計算出銨鹽中氮的含量,，這種滴定方式屬于間接滴定法。
講解
酸堿滴定法中常用的標準溶液是強酸和強堿,，如鹽酸,，硫酸，氫氧化鈉,，氫氧化鉀等,。
板書
常用標準溶液：強酸和強堿。
過渡
酸堿滴定反應達到化學計量點時需要借助酸堿指示劑來確定終點,。如何選擇指示劑,？
板書
二、指示劑的選擇
講解
酸堿指示劑是一些弱的有機酸或有機堿,，指示劑分子中的特定離子在滴定過程中參與反應,，隨溶液中氫離子濃度的改變而發(fā)生顏色的變化，進而指示計量點的到達,。
講解
相對于變色點,，指示劑在偏酸性溶液中呈現的顏色稱為酸式色，在偏堿性溶液中呈現的顏色稱為堿式色,。
舉例說明
甲基橙的酸式色是紅色，堿式色是黃色,；酚酞的堿式色是紅色,，酸式色為無色。據此,，用氫氧化鈉滴定鹽酸可選酚酞作指示劑,，終點由無色變成淺粉紅色；用鹽酸滴定氫氧化鈉可選甲基紅或甲基橙作指示劑,，終點由黃色變?yōu)槌壬?/p>
投影
常見的酸堿指示劑
指示劑 | 變色范圍 pH | 顏色 | pkHIn | 濃度 | 用量 滴/10 mL溶液 | |
酸色 | 堿色 | |||||
百里酚藍 | 1.2～2.8 | 紅 | 黃 | 1.65 | 0.1％的20％乙醇溶液 | 1～2 |
甲基橙 | 3.1～4.4 | 紅 | 黃 | 3.4 | 0.1％或0.05％水溶液 | 1 |
溴酚藍 | 3.0～4.6 | 黃 | 紫 | 4.1 | 0.1％的20％乙醇溶液或其鈉鹽水溶液 | 1 |
甲基紅 | 4.4～6.2 | 紅 | 黃 | 5.0 | 0.1％的60％乙醇溶液或其鈉鹽水溶液 | 1 |
溴百里酚藍 | 6.2～7.6 | 黃 | 藍 | 7.3 | 0.1％的20％乙醇溶液或其鈉鹽水溶液 | 1 |
中性紅 | 6.8～8.0 | 紅 | 黃橙 | 7.4 | 0.1％的60％乙醇溶液 | 1 |
酚酞 | 8.0～10.0 | 無 | 紅 | 9.1 | 1％的90％乙醇溶液 | 1～3 |
百里酚酞 | 9.4～10.6 | 無 | 藍 | 10.0 | 0.1％的90％乙醇溶液 | 1～2 |
*注：pKHIn是指示劑理論變色點的pH,。
板書
滴定類型 | 指示劑 | 終點顏色變化 |
強堿作標準溶液滴定強酸 | 酚酞 | 無色變成淺粉紅 |
強酸作標準溶液滴定強堿 | 甲基紅（甲基橙） | 黃色變成淺紅色 |
板書
三、酸堿滴定法的應用
講解
酸堿滴定法中最常用的標準溶液是HCl溶液和NaOH溶液,，因它們都不是基準物質,，所以只能用間接法配制，即先近似配成所需濃度的溶液,，然后再用基準物質準確標定,。
板書
1．配制一定濃度的標準溶液
（1）0.1 mol/L HCl標準溶液的配制和標定。
講解
配制方法為：用潔凈量筒量取濃HCl（密度為1.19 g/cm3）9 mL,，注入盛有少量蒸餾水的小燒杯中稀釋,，然后傾入潔凈的細口試劑瓶中，用蒸餾水少量多次洗滌后稀釋至1 000 mL，塞緊瓶蓋,，充分搖勻,。此為粗略配制，再準備進行標定,。標定常用基準物質有：無水碳酸鈉和硼砂（Na2B4O7·10H2O）,。
板書
標定用基準物質：無水碳酸鈉和硼砂。
講解
硼砂與HCl的反應為：
2HCl+Na2B4O7·10H2O 2NaCl +4H3BO3 +5H2O
HCl與硼砂反應的物質的量之比是2∶1,，反應產物H3BO3為弱酸,，化學計量點顯酸性，可選用甲基紅或甲基橙作指示劑,。
硼砂標定鹽酸的計算公式為：
 
式中,，m(Na2B4O7﹒10H2O)——硼砂稱量的質量，單位為g,；
M(Na2B4O7﹒10H2O)——硼砂的摩爾質量,，單位g/mol；
V(Na2B4O7﹒10H2O)——終點時消耗HCl的體積,，單位mL,。
板書
（2）0.1 mol/L NaOH標準溶液的配制和標定。
講解
配制方法為：在粗天平上用小燒杯稱取固體NaOH（AR）約4 g,，加少量蒸餾水溶解,，移入潔凈的細口瓶中，用蒸餾水稀釋至1 000 mL,，以橡皮塞塞住瓶口,，充分搖勻。標定常用基準物質有：草酸和鄰苯二甲酸氫鉀（KHC8H4O4）,。
板書
標定用基準物質：草酸和鄰苯二甲酸氫鉀,。
講解
鄰苯二甲酸氫鉀較常用，與NaOH按1∶1定量反應,，指示反應終點用酚酞指示劑,。計算公式為：
 
式中，M(KHC8H4O4)——鄰苯二甲酸氫鉀的摩爾質量,；
V(KHC8H4O4)——終點時消耗NaOH的體積,，單位mL；
m(KHC8H4O4)——稱量的質量,。
板書
2．農產品總酸度測定
講解
農產品果蔬中所含的有機酸,，主要有蘋果酸、檸檬酸,、酒石酸和醋酸等,。這些有機酸的種類和含量決定了果蔬的品質和口味，同時也與其成熟度有關。各種較弱的有機酸,，均可被NaOH直按滴定,。因此，用NaOH測定出來的是試樣中的總酸量,。
R－COOH＋NaOH R－COONa＋H2O
化學計量點時溶液呈堿性,，故可用酚酞作指示劑。
w
式中： w（總酸量）——試樣總酸量的質量分數,；
c（NaOH)）——NaOH標準溶液的濃度,，單位為mol/L；
V（NaOH）——NaOH標準溶液的體積,，單位為L,；
K ——酸的換算系數。
式中K為酸的換算系數,，當V的單位取L時,，K（蘋果酸）＝67 g/mol，K（檸檬酸）＝64 g/mol,，
K（酒石酸）＝75 g/mol,，K（醋酸）＝60 g/mol，K（乳酸）＝90 g/mol,。
指出
食用醋中含有醋酸,，也是較弱的有機酸，同樣可以按照上述原理和方法進行測定,。
小結
1．滴定分析法對化學反應的要求,。
2．酸堿滴定法的原理和酸堿指示劑。
作業(yè)
綜合練習2,、3、4,、6,。
 
【板書設計】
第一節(jié) 滴定分析法概述
五、滴定分析法概述
2．滴定反應完成的條件
（1）反應必須定量地完成,。
（2）反應必須具有較快的反應速率,。
（3）反應不受其他雜質的干擾。
（4）必須能用簡便的方法確定終點,。
3．標準溶液的配制和標定
（1）直接配制法,。
基準物質：能用于直接配制標準溶液的物質。
a. 試劑應十分穩(wěn)定,。
b. 純度高,，一般要求純度在99.9%以上。
c. 實際組成與化學式完全符合。
d. 試劑最好有較大的摩爾質量,。
（2）間接配制法,。
先配制成接近所需濃度的溶液，然后標定,。
a. 用基準物質標定,。
b. 用已知標準溶液標定。
4．減小標定過程的誤差
（1）標定時最少應重復做3次,。
（2）稱量基準物質的質量不應太少,。
（3）滴定使用的標準溶液的體積不可太少。
（4）滴定時使用標準溶液的體積不應超出一滴定管的容量,。
第二節(jié) 酸堿滴定法
一,、酸堿滴定法的原理
酸堿滴定法：以酸堿中和反應為基礎的滴定分析方法。
適用范圍：直接或間接的滴定方式測定酸性或堿性物質,。
常用標準溶液：強酸和強堿,。
二、指示劑的選擇
滴定類型 | 指示劑 | 終點顏色變化 |
強堿作標準溶液滴定強酸 | 酚酞 | 無色變成淺粉紅 |
強酸作標準溶液滴定強堿 | 甲基紅（甲基橙） | 黃色變成淺紅色 |
三,、酸堿滴定法的應用
1．配制一定濃度的標準溶液
（1）0.1 mol/L HCl標準溶液的配制和標定,。
標定用基準物質：無水碳酸鈉和硼砂。
（2）0.1 mol/L NaOH標準溶液的配制和標定,。
標定用基準物質：草酸和鄰苯二甲酸氫鉀,。
2．農產品總酸度測定
96