滴定终点与酸碱指示剂的选择

 

    酸碱中和滴定是高考的重要考点之一，而正确选择指示剂是滴定操作成功的关键。指示剂选择得当，可以把实验误差减至最小。下面就指示剂的选择总结如下。

酸碱中和和滴定指示剂的选择之一

　(1)酚酞：酸滴定碱时：颜色由红刚好褪色

碱滴定酸时：颜色由无色到浅红色

(2)甲基橙：酸滴定碱时：颜色由黄到橙色

碱滴定酸时：颜色由红到橙色

一般不选用石蕊

　酸碱中和和滴定指示剂的选择之二

为了减小方法误差，使滴定终点和等当点重合，需要选择适当的指示剂。

强酸与弱碱相互滴定时，应选用甲基橙。

强碱与弱酸相互滴定时，应选用酚酞。

强酸与强碱相互滴定时，既可选用甲基橙，也可选用酚酞作指示剂。

注意，中和滴定不能用石蕊作指示剂。原因是石蕊的变色范围(pH5.0～8.0)太宽，到达滴定终点时颜色变化不明显，不易观察。
http://s13/middle/4c13c048gacc55ab8471c&690

　   酸碱中和滴定指示剂的选择之三

　为了使指示剂的变色不发生异常导致误差，中和滴定时指示剂的用量不可过多，温度不宜过高，强酸或强碱的浓度不宜过大。

http://s14/middle/4c13c048gacc55c2760dd&690                   一、石蕊试液颜色变化不明显，对滴定终点的指示不准确，一般不作酸碱中和滴定的指示剂，常选酚酞和甲基橙作指示剂。

  例1. 用已知浓度的NaOH溶液测定硫酸的浓度，参考下表，从中选出正确的选项（    ）

	锥形瓶中的溶液	滴定管中的溶液	选用的指示剂	选用的滴定管
A	碱	酸	石蕊	碱式
B	酸	碱	酚酞	酸式
C	碱	酸	甲基橙	酸式
D	酸	碱	酚酞	碱式

    解析：石蕊试液变色不明显，一般不作酸碱中和滴定的指示剂，A错；碱液不能盛放在酸式滴定管中，B错；当锥形瓶内为碱液时，滴入甲基橙，终点时颜色由黄色→橙色，便于观察，C对；当锥形瓶内为酸液时，滴入酚酞，终点颜色由无色→浅红色，也便于观察，D对。因此答案为CD。

二、根据滴定所用酸碱的强弱而定：强酸、强碱互相滴定，选酚酞或甲基橙作指示剂都可以；强酸、弱碱互相滴定，选甲基橙作指示剂；强碱、弱酸互相滴定，选酚酞作指示剂。

  例2. 以下是几种酸碱指示剂变色的pH范围：

    （1）甲基橙3.1~4.4；

    （2）甲基红4.4~6.2；

    （3）酚酞8.2~10.0。

    现用0.1mol/L的NaOH溶液滴定浓度相近的醋酸时，上述指示剂（    ）

    A. 都可以

    B. 只能用（3）

    C. 可以用①或②

    D. 可以用②或③

    解析：用NaOH溶液滴定浓度相近的醋酸，当两者正好中和时，因生成的醋酸钠属于强碱弱酸盐，水解使溶液呈碱性，而甲基橙和甲基红的变色都发生在酸性范围内（如果选它们作指示剂，终点时需要有较多的弱酸过量才行）。因此，所选指示剂不能用甲基橙和甲基红，而应该用变色发生在碱性范围内的酚酞。答案为B。

【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	锥形瓶中溶液颜色由红色变成无色，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	最后一滴时，锥形瓶中溶液颜色由红色变成橙色，半分钟内溶液颜色无变化
C	盐酸	氨水	甲基橙	酸式 滴定管	最后一滴时，锥形瓶中溶液颜色由红色变成橙色，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	最后一滴时，锥形瓶中溶液颜色由蓝色变成紫色色，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

句型： 最后一滴时，锥形瓶中溶液颜色由      色刚好变成     色，且半分钟内溶液颜色无变化

 

三、在测定未知碱（可能含Na₂CO₃、NaOH、NaHCO₃中的一种或两种）其组分的含量或判断其组成时，采用双指示剂法（滴定中选用两种指示剂）进行分析。

  例4 、双指示剂法可用来测定由NaOH、NaHCO₃、Na₂CO₃中的一种或几种物质组成的混合物的含量，具体做法是：向待测液中加入酚酞，用盐酸标准溶液滴定，当红色退去时，NaOH完全被中和，且Na₂CO₃完全转化为NaHCO₃，这时消耗V₁ mL盐酸，然后再向待液中加入甲基橙，再继续滴加盐酸标准溶液，当溶液由黄变橙时，NaHCO₃被转化为NaCl，这时消耗V₂ mL盐酸。

 （1）       判断物质的组成，用NaOH、NaHCO₃、Na₂CO₃填写下表的空格：

 

V1、V2 的变化	① V1≠0 V2＝0	② V1＝0 V2≠0	③ V1＝V2≠0	④ V1＞V2＞0	⑤ V2＞V1＞0
式 样 成 分

 （2）若盐酸浓度为0.5 mol/L，含惰性杂质的混合物重1.20 g，V₁为30.00 mL   ，V₂为5.00 mL，求各成分的质量分数。

 解析：（1）用酚酞作指示剂时，发生下面两个反应：

Na₂CO₃ +HCl ＝ NaHCO₃ + NaCl；NaOH + HCl ＝ NaCl + H₂O

 用甲基橙作指示剂时反应为：NaHCO₃ +HCl ＝ NaCl + H₂O + CO₂↑ 

 此外溶液中NaOH和NaHCO₃不能共存，因为还要发生如下反应：

 NaOH + NaHCO₃ ＝ Na₂CO₃ + H₂O，原混合物可分为以下五种情况来讨论：

 ①若只含NaOH，则V₁≠0，V₂＝0；

 ②若只含NaHCO₃，则V₁＝0，V₂≠0；

 ③若只含Na₂CO₃，则V₁＝V₂≠0；

 ④若含NaOH和Na₂CO₃，则V₁＞V₂＞0；

 ⑤若含Na₂CO₃和NaHCO₃，则V₂＞V₁＞0。

由此可知，题中各情况下式样的成分为：①NaOH；②NaHCO₃；③Na₂CO₃；④含NaOH和Na₂CO₃；

 ⑤含Na₂CO₃和NaHCO₃。

 （2）由于V₁＞V₂＞0，故该试样是由NaOH和Na₂CO₃以及惰性杂质组成。

设NaOH含量为x

 Na₂CO₃ → HCl → NaHCO₃ → HCl

  1        1         1        1

          5 mL               5 mL

 NaOH       →         HCl

  1                     1

  x            (30－5)×10^－3×0.5 mol

 解得x ＝ 0.0125 mol，故m(NaOH) ＝ 0.0125×40 g ＝ 0.5 g

 n(Na₂CO₃) ＝ n(HCl) ＝ 5×10^－3×0.5 mol ＝ 0.0025 mol

          m(Na₂CO₃) ＝ 0.0025 mol×106 g/mol ＝ 0.265 g

w(NaOH) ＝ ×100％ ＝ 41.67％

 w(Na₂CO₃) ＝ ×100％＝ 22.1％

 其它杂质的质量分数为：

 1－41.67％－22.1％＝ 36.23％

 答案：见解析。

 点拨：为了测定某混合物的组成，可根据混合物中各成分的性质，依据反应中特定的定量关系，以及反应过程中溶液的  变化，采用两种不同的指示剂来进行滴定。求解时要注意各阶段反应中的定量关系。

 说明：（1）酸碱恰好中和时溶液不一定呈中性，最终溶液的酸碱性还是取决于生成盐的水解情况。

（2）滴定终点与完全中和是有差距的，滴定终点是指示剂变色点，完全中和点是酸碱恰好反应点。

 

例题5、有一种溶液中含有的溶质可能是NaOH、Na₂CO₃和NaHCO₃中的一种或两种。现取等体积的两份上述溶液，分别以酚酞和甲基橙作指示剂，用同样浓度的盐酸进行滴定，当达到滴定终点时，消耗盐酸的体积分别为V₁mL和V₂mL，如果V₁2<2V₁，则上述溶液中的溶质是（    ）

A.   NaHCO₃              B. Na₂CO₃、NaHCO₃

C.    Na₂CO₃                  D. NaOH、Na₂CO₃

 http://s4/middle/4c13c048gacc5631fd813&690

可能的溶质	V1与V2的关系
NaOH
NaHCO3
Na2CO3
NaOH、Na2CO3
Na2CO3、NaHCO3

    由题V₁2<2V₁，故上述溶液中的溶质是NaOH和Na₂CO₃。答案为D。

 

 

【知识浓缩】

            1、原则：变色明显，接近终点

            强酸强碱之间的互滴，甲基橙或酚酞都可以选用。

强酸中和弱碱时，选择甲基橙（变色范围pH在3.1～4.4，生成强酸弱碱盐显酸性）；强碱中和弱酸时，选择酚酞（变色范围pH在8.2～10.0，生成强碱弱酸盐显碱性）2、终点判断句型： 最后一滴时，锥形瓶中溶液颜色由      色刚好变成     色，且半分钟内溶液颜色无变化