《玉林师专学报（自然科学）》：关于盐酸滴定碳酸钠若干问题的讨论（洛民）

第16卷第3期 玉林师专学报（白然科学） Vol.16 No.3 1995年 JOURNAL OF YULIN TEACHERS COLLEGE () 关于盐酸滴定碳酸钠若干问题的讨论 洛民 用盐酸滴定碳酸钠在一般的分析化学教材中均有较详细的讨论，并且常作为强酸滴定多元 碱的一个范例.但某些教材对一些有关的数据和满定条件的论述是不能令人信服的.例如华 中师大等校合编的《分析化学)（第二版）中，以0.10mol/L盐酸滴定0.10mo/L的Na,C0,溶液 为例进行讨论。该例在讨论到第二化学计量点时，认为溶液已成饱和溶液，H,C0,的浓度约为 0.04mo/L,并以此计算溶液的PH值。但根据题设，Na,CO,的起始浓度为0.10rol/L.在第二 化学计量点时，已如入的HG标准溶液的体积应为Na,CO溶液原体积的两倍，故此时H,CO,的 分析浓度应为其起始浓度的了，即约为0.033ml/L,这是第一个令人不解之处。此外，在接近 终点时，教材认为应剧烈摇晃溶液或加热除去过量的C0,理由是“溶液中的C0过多，酸度增 大，致使终点出现过早，”这样的解释使人容易产生一种错觉，即在N,CO,的滴定中，由于生成 C0而使滴定产生了困难。 对于前一个向题，是香因空气中的溶解在溶液中而使其形成饱和溶被呢？回答是否定的，据 资料)，20℃时，在总压力为atm时。（总压力为给定的温度下，该气体分压和该温度下水饱和 蒸气压之和.)每升水中可溶解00,1.69克，约为0.0384ol/L而考虑到空气中C0的分压很小 (在大气中仅占0.03%)且在第二化学 计量点时，溶液已呈酸性(PH≈3.9)因 e 此溶液是难以吸收空气中的C0的.反之 还出C0. 考虑滴定过程中由于振荡而导致部分 CO2逸出，因而溶液中H,C03的浓度应比 6 理论计算的0.n33mol/L略小，而不应为 0.04mol/L.在Na:C0,的滴定过程中，终 甲 点提前的真正原因是滴定的交跃范围和 所采用的指示剂的变色范围的问题 NaCD,作为二元碱，它的Ke=2.38X 060 10,此值偏小，致使第二化学计量点的 突跃范围不够大，由于在第一计量点后溶 arHC海ě20mla.ImoLL'W,cO 附 图 77 1994-2010 China Academic Joumal Electronie Publishing House.All rights reserved.http:/www.cnki.net

第 16 卷 第 3 期 19 导5 年 J O U R N A L O F 玉林师专学报 ( 自然科学) V ol . 1 6 N o . 3 y U L 刀月 TE A CH E R S ( N 妞t t l r a l sc 沁n ( e ) 关于盐酸滴定碳酸钠若干问题的 讨论 洛 民 用盐酸滴定 碳酸钠 在一般的分析化 学教材中均有较详细的讨论 , 并且 常作 为强酸滴定多元 碱的一个 范例 。 但某些教材 [卜幻 对一些有关的 数据和 滴定条 件的论述是不能 令人信服的 。 例如 华 中师大等校 合编的 《分析化 学 》(第二 版) 中 , 以 0 . 1o m of /L 盐酸滴 定 0 . l o m ol / L 的 Na ZC o : 溶液 为 例进行 讨论 。 该例 在讨论 到第二 化学计量 点 时 , 认为溶液 已成 饱和溶 液 , H 刃0 3 的浓度约 为 0 . O4mo l/ L , 并以此计 算溶液的 P H 值 。 但根据题设 , Na 厂0 3 的起始浓度 为 0 . 1 00 01 /L 。 在第 二 化 学计量点时 , 已 加入的 H cl 标准溶液 的体积应为 N a 式0 : 溶液 原体积 的两 倍 , 故此时 H :C o : 的 分析浓度应为其起 始浓 度的冬 。 即约 为 。 . 。3 3m 。, / L 。 这是第一 个令人不 解之处 。 此外 , 在接 近 尹J F ’ 「 卜 ~ 一 z J ~ ~ 户“ 万 卜 ~ “ J 3 . 一 ‘ J 产J - - 一 一- - 一 尹 一 ~ ~ z 卜 ’ 、 / 、 ” ‘盯 ~ ~ “ 一“ / ‘ ’ 一~ ~ 终 点时 , 教材认 为 应剧烈摇 晃溶液或加 热除去过量的 C o : , 理 由是 “ 溶液中 的 C o : 过 多 , 酸度 增 大 , 致使 终点 出现过早 。 ” 这样的解释使人容 易 产生 一种错觉 , 即在 N a 厂o : 的滴定中 , 由于 生成 c o : 而 使滴定产生 了困难 。 对于前一个 问题 , 是否 因空气中的溶解在 溶液 中而 使其形成 饱和溶 液呢? 回答是否 定的 , 据 资料[41 , 2 0o c 时 , 在 总压力为 lat m 时 。 (总压 力 为给定的温度下 , 该气体分压 和该温度下水 饱和 蒸气压 之和 。 ) 每升水中可溶 解 co Z 1 . 69 克 , 约 为 0 . 0 3 8 4 m ol / L 而考虑到 空气 中 co : 的分 压很 小 (在 大气中仅 占 0 . 03 % [s1 ) 且在第二化学 计量点时 , 溶液已呈酸性 (PH 、3 . 9) 因 此溶液是难以 吸收空 气中的 co : 的 。 反之 考 虑滴 定 过 程 中 由 于 振 荡 而导 致 部分 C o , 逸出 。 因而溶 液中 H : C o : 的浓度应 比 理论计算的 0 . O3 m of / L 略小 , 而 不应 为 0. O4m ol / L . 在 N a 刃o : 的滴定过程中 , 终 点提前的 真正原 因是滴 定的 突跃范 围和 所采 用 的 指 示 剂 的 变 色 范 围 的 问 题 。 Na , C O : 作 为 二 元 碱 , 它 的 K 。: ~ 2 . 38 X 10 一 , 此值偏 小 , 致使第二 化学计量点 的 突跃 范 围不 够大 。 由于在第一计量点后 溶 还出CO. 、 t ‘ 令 J , _ / 、. 性橙 甘 湘 拍 和 和 ‘0 偏“ 〔用 L ) 川, 以上 . , c l浦建如, 。 , o ￡‘ ’“、c 仇 耐 图 : 7

中存在HCO一H,CO:缓冲体系，使PH值逐渐下降，第二突跃更不明显。而甲基橙的变色范围 约为4.4~3.1。因而会提前变色而使终点提前（见附图滴定曲线）。但如果在滴定过程中，在第 一化学计量点之后剧烈摇晃或加热逐出C0,则可以使在第一化学计点和第二化学计量点间溶 液的PH值提高。这是因为在此阶段，溶液的酸度由HCO5和H2CO,的浓度决定。 PH-P. 由此式可知，若逐出CO,可使H,CO,的浓度变小，进而使PH值增大，使该部分滴定曲线上移， 从而使第二计量点滴定突跃范围增大（见附图的虚线部分）。避免了甲基橙提前变色。 事实上，任何二元碱的滴定在第一计量点后，溶液中都存在一个缓冲体系，其中的酸性型 体（即第二步中的产物）都会使溶液的P州降低，使滴定曲线在第一、二计量点间下降，缩短了 第二滴定突跃范围，而正是因为N,C0,的第二步中和产物H,CO,易分解为Co2,使我们能将其 在第一计量点后逐出，降低H,CO,的浓度，提高PH值，增大突跃范围，使得原来难以确定终点 的第二计量点得以较为准确地确定。因此，生成C0:实在是一个可以利用的有利因素而不是影 响了滴定的准确性。 参考文献 1.武汉大学主编，分析化学，第二版，高等教育出版社，1982,219 2.华中师大等校编，分析化学，京版高等长育出板社，1986,246 3.〔澳)G·H·艾尔沃德，T·J·V·芬德利编，周宁怀泽，化学数据表，高等教有出版 社，1985,123 4.北京师范大学等三校编，无机化学，第二版（下册），高等教育出版社，986,57 78 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net

液 中存在 H c o 牙一 H , co : 缓冲体 系 , 使 P H 值逐渐下 降 , 第二 突跃更不明显 。 而甲基橙的变色范 围 约为 刁 . 4 一3 . 1 。 因而 会提前变色而使 终点提 前 ( 见附 图滴定曲线) 。 但如果在滴 定过程中 , 在第 一化学计 量点 之后剧烈摇晃或加 热逐 出 C O : , 则 可以 使在 第一 化学计 点和 第二化 学计量 点间溶 液 的 P H 值提 高 。 这是因为在此阶段 , 溶液的酸度 由 H Co ; 和 H ZC o : 的浓度 决定 。 P H = P K 。 ; + 19 由此式 可知 , 若逐 出 co : , 可使 H ZC o 3 的浓度变小 , 进而使 P H 值增 大 , 使该部分滴定 曲线上移 , 从而 使第二 计量 点滴定突跃范 围增 大 ( 见 附图的虚 线部分 ) 。 避免 了 甲基橙提前变色 。 事实 上 , 任何二 元碱的滴定在第一 计量点后 , 溶液中都存在一个 缓冲体系 , 其中的酸性型 体 ( 即第二步中的产 物) 都 会使溶液 的 PH 降低 , 使滴定 曲线在第一 、 二 计量点 间下降 , 缩短 了 第二滴定 突跃范 围 . 而正是因 为 Na , co : 的第二 步中和 产物 H 厂0 3 易分解为 C o : , 使我们能将其 在 第一 计量 点后逐出 , 降低 H o co : 的浓度 , 提高 PH 值 , 增 大突跃范 围 , 使得原来难以确 定终点 的 第二计量点得 以较 为准确地确定 。 因此 , 生成 C o : 实在 是一个可 以利用的有利 因素而 不是影 响了滴定的准 确性 。 参 考 文 献 1 式汉 大 学主 编 , 分析化 学 , 第二版 , 2 . 华中师大 等厂 一 校 编 , 分析化 学 , 第 3 . 〔澳〕 G · H · 艾 尔沃 德 , T . J · v · 社 , 19 8 5 , 12 3 4 . 北 京师 范 大 宇等 三 校编 , 无 机化 学 , 高等教 育出版社 , 一9 5 2 , 2 一9 、 版 高等教育 出 版社 , 19 86 , 24 6 芬德 利 编 , 周 宁怀 译 , 化 学数据 表 , 高等教 育出 版 第二 版 ( 下 册) , 高千教育 出版 社 , 19 86 , 54 了