實(shí)驗(yàn)測(cè)定酸堿滴定曲線的數(shù)字化改進(jìn)

凌德軍

摘 要： 實(shí)驗(yàn)測(cè)定酸堿滴定曲線采用傳統(tǒng)方法常存在諸多不足，利用數(shù)字化改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)方法能在實(shí)際操作中避免諸多不足，提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，取得良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞： 酸堿滴定 數(shù)字化 改進(jìn)

1.問題的提出

化學(xué)新教材（普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)，選修4，人教版，2007年2月第3版第50頁）提供了實(shí)驗(yàn)測(cè)定酸堿滴定曲線的一種傳統(tǒng)方法。該方法利用酸堿指示劑的變色定性判斷中和滴定的終點(diǎn)，并使用pH計(jì)測(cè)定pH值，從而最終繪制出相應(yīng)的滴定曲線。該方法原理雖較簡單，但存在諸多不足：①實(shí)際操作復(fù)雜，尤其是多次pH測(cè)定；②利用酸堿指示劑的變色定性判斷中和滴定的終點(diǎn)，誤差較大；③實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理速度慢，時(shí)效性不強(qiáng)，直觀性也不強(qiáng)。因此，針對(duì)上述諸多不足，對(duì)原實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，引入數(shù)字化測(cè)量和處理手段，以彌補(bǔ)上述不足，大大提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量。

2.實(shí)驗(yàn)原理

酸堿滴定曲線是以中和滴定過程中滴加酸（或堿）的量為橫坐標(biāo)，以溶液pH為縱坐標(biāo)繪出的一條溶液pH隨酸（或堿）的滴加量而變化的曲線。它描述了酸堿滴定過程中溶液pH的變化情況，其中酸堿滴定附近的pH突變情況，對(duì)于酸堿滴定中如何選擇合適的酸堿指示劑具有重要意義。

通過使用pH傳感器測(cè)定酸（鹽酸）滴定堿（氫氧化鈉溶液）過程中溶液pH的變化，使用光電傳感器測(cè)定滴加酸的體積，借助計(jì)算機(jī)及相關(guān)軟件得到其滴定過程中的pH隨滴加體積的變化曲線，并確定滴定終點(diǎn)，確定突變范圍，理解在傳統(tǒng)方法滴定過程中選擇相應(yīng)酸堿指示劑的理由。

3.實(shí)驗(yàn)用品

0.1000mol/L的鹽酸、0.1mol/L左右氫氧化鈉溶液、pH標(biāo)準(zhǔn)溶液等；

50.00ml酸式滴定管、堿式滴定管、滴定管夾、鐵架臺(tái)、250毫升燒杯；

磁力攪拌器、pH傳感器、光電門傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字實(shí)驗(yàn)室軟件等。

4.實(shí)驗(yàn)步驟

（1）用堿式滴定管量取25.00mL0.1mol/L左右氫氧化鈉溶液放于250毫升的燒杯中；

（2）將50.00mL酸式滴定管中加滿0.1000mol/L鹽酸；

（3）用pH為4.00、7.00、9.00的標(biāo)準(zhǔn)溶液將pH傳感器標(biāo)定；

（4）打開磁力攪拌器，并將光電門等傳感器都連接好；

（5）運(yùn)行數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室程序，打開“酸堿中和滴定”實(shí)驗(yàn)?zāi)０鍖鞲衅髋c軟件進(jìn)行連接；

（6）打開光電門傳感器選擇液滴計(jì)數(shù)模式，并清零；

（7）單擊實(shí)驗(yàn)開始按鈕，并將按鈕置開始，開始實(shí)驗(yàn)；

（8）調(diào)節(jié)滴定管旋鈕，讓酸以不連續(xù)的液滴開始滴定，等pH降到7以下時(shí)，單擊結(jié)束按鈕完成實(shí)驗(yàn)。再重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)1～2次。

5.數(shù)據(jù)的處理

6.結(jié)論與分析

通過滴定實(shí)驗(yàn)，說明鹽酸（強(qiáng)酸）與氫氧化鈉（強(qiáng)堿）中和滴定的終點(diǎn)在pH=7附近，并且從PH—V的滴定曲線可以看出在pH=7附近有pH的突變，突變的中點(diǎn)即滴定終點(diǎn)，兩側(cè)的曲線變化較平緩，突變范圍大約是從9.7至4.3。而甲基橙、酚酞等常見指示劑pH變色范圍部分或全部落在此突變范圍內(nèi)。因此，采用傳統(tǒng)方法鹽酸（強(qiáng)酸）滴定氫氧化鈉（強(qiáng)堿）選用酚酞作指示劑較好，誤差??；選用甲基橙也可，但誤差稍大。

參考文獻(xiàn)：

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