手持技术在酸碱滴定中的应用

                    ——溶液pH值的变化曲线

107012010025 化学教育 申延凤

【实验目的】

1. 通过手持技术加深对pH值变化滴定终点的理解

2. 感受手持技术在化学实验中的应用，了解手持技术的特点

3. 能够比较手持技术和指示剂判断酸碱滴定终点两种方法的优缺点

【实验原理】

由于酸碱中和滴定的全过程均是在溶液中进行的，溶液中pH 的变化随着滴定过程的进行而发生变化，因此，溶液的pH 可以表征溶液中离子( 如H + ) 的浓度。在滴定过程中，滴定剂与溶液中的被测离子反应生成水使溶液的pH 发生变化。因此，可通过滴定曲线上的突跃点来确定滴定终点。本次研究主要采用手持技术仪器( 主要包括数据采集器与pH传感器) ，通过计算机处理数据，为学生深刻理解中和滴定提供了技术条件，让学生更好的理解中和滴定的实质是

H+ + OH－ = H2O。向酸( 或碱) 溶液中滴加碱( 或酸) 溶液，混合溶液pH 必然会发生变化。使用pH 传感器检测混合溶液在滴定过程中pH 的变化情况，并借助计算机以图像形式显示出来，即可得到酸碱中和滴定曲线。

本实验操作简便、快捷、准确性高，因此广泛应用于工农业生产和科学研究中，具有很高的使用价值。

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【实验装置图】

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【实验仪器及药品】

仪器：计算机，数据采集器，pH 传感器，酸式滴定管( 50ml)，磁力搅拌器; 烧杯( 50ml) 

药品：盐酸（0.05mol/L）、NaOH溶液（0.1mol/L）

【实验步骤】

1. 准确量取10.00ml 0.1mol/L NaOH溶液于50ml烧杯中

2. 安装好实验装置，开启磁力搅拌器，调节适当的搅拌速度

3. 打开数据采集器，将pH传感器连接到数据采集器的端口，然后设置数据采集器每十秒采集一个数据，一共采集一千个数据，采样样本总数为不连续。

4. 打开酸式滴定管，调整适宜的滴定速度，滴定过程要保持匀速。

5. 进行测定，得到变化曲线，分析结果

【实验记录】

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【实验收获】

    本次实验利用pH传感器，运用手持技术，研究了酸碱中和滴定过程中pH值的变化趋势，从而判断出滴定终点，代替了传统的指示剂判断滴定终点的方法。实验得到的曲线趋势符合滴定的过程，但是突跃变化不够明显，而且得到的滴定终点与理论计算还存在一定的差距。

【讨论】1.本实验得到的曲线趋势符合滴定的过程， 较直观准确地展现了中和滴定过 程中的 pH 值变化。 2.不过从上图中可以看出，在实验过程中因为没有经验，我们一开始把滴定 的速度调节得太慢，使得前段的 pH 变化比较平缓，后来我们把滴定速度稍微调 快了一点，不过这并没有影响实验滴定终点的确认。 3.图中可以看出曲线并不是平滑的，而是有些小小的曲线变化，分析其原因 可能是实验滴定过程中，因为溶液完全搅拌到酸碱反应需要一定的时间，而 pH 传感器比较敏感，在酸滴下来的瞬间测得了较低的 pH 值，酸碱中和后其值又暂 时略有升高。 4.在滴定快达到终点的时候，从图上可以看出 pH 值降低曲线略为平缓了一 点，分析其原因是此时溶液接近 40 毫升，其中的碱已经几乎完全被中和了，即 使搅拌也没有太大的变化，所以在新一滴酸滴下来前测得的这一段比较平缓。
5.手持技术相对于传统滴定方法的优点： a.通过测量 pH 值的变化，更便捷更直观地，且是定量地展现了酸碱中和滴 定过程中的变化，使学生更容易理解和记忆。