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1、终点误差对滴定实验的影响及减少误差的方法 完成日期：2015.10.09 一、摘要：在酸碱中和滴定实验中采用酚駄作指示剂，滴定终点难以准确观察，造成的偶然误差 最大o 一般引入误差的数量级为3,可根据公式算出终点误差。减少这一误差的方法主要 有根据反应物浓度种类选用合适的指示剂种类及用量，以及在 接近滴定终点时注意控制滴定速度及液滴大小，以及多次测量取平均。二、前言：1、终点误差 在酸碱滴定中，通常利用指示剂的变色来确定滴定终点。但是，滴定终点与化学计 量点可能不一致，这就必然带来滴定误差，称为终点误差。终点误差不仅跟指示剂的选 择有矢，还与被测物质的浓度有尖，它不包括滴定操作过程中所引起的偶
2、然误差。终点 误差说明溶液中有剩余的酸碱未被完全中和，或多加了酸或 碱，因此，终点误差是可由 过量或剩余酸或碱的物质的量，除以按化学计量尖系计算应当加入的酸或碱的物质的量求 得。2、数量级 通常情况下，数量级指一系列10的幕，即相邻两个数量级之间的比为10。例如说 两数相差三个数量级，其实就是说一个数比另一个大1000倍。下面表1 描述十进制下的数量级42 数字 科学记数法 数量级 0.001 10-3 3 0.01 10-2 0.1 101 1 10 0 10 101 1 100 102 2 1000 103 3 10000 104 4 3、滴定突跃 分析化学中，在化学计量点前后）1%（滴定
3、分析允许误差）范围内，溶液参数将发 生急剧变化，这种参数（如酸碱滴定中的pH）的突然改变就是滴定突跃，突跃所在的 范围称为突跃范围。突跃的大小受滴定剂浓度（C）和酸（或碱）的解离常数影响，c 越大，突跃越大,解离常数越大，突跃越大 2 4、质子条件 质子条件式(PBE，Prot on Bala nee Equation的意思是根据酸碱质子理论，酸碱 反应的 实质是质子的转移，当酸碱反应达到平衡时，酸失去质子的数目必然与碱得到质子的数目 相等的相等尖系式，又称为质子平衡方程。2 三、内容：1、选择指示剂 1.1、指示剂的类选择 强碱滴定弱酸时，滴定突跃较小，且处于弱碱性范围内，在酸性范围内变色的
4、指示 剂如甲基橙、甲基红等都不适用，只能选择在碱性范围内变色的指示剂，如酚瞅、百里酚 蓝等。酸越弱，滴定突跃越小。例如滴定0.1 mol/L,Ka=10A-7的弱酸时，滴定突跃pH=9.70 10.00,即使能选择到变色点与化学计量点一致的指示剂，指示剂的颜色改变也很难 辨认，要准确滴定到).1%是有困难的，一般可以准确滴定到如2%。若能选择到变色 范围较窄的混合指示剂，则有可能准确滴定到).1%。强酸滴定弱碱时，化学计量点和滴定突跃都在酸性范围内，应选择酸性范围内变色 的指示剂，如甲基橙、甲基红等。选择指示剂时还应注意指示剂的颜色变 化是否明显，是 否易于观察o例如用0.1 mol/L Na
5、OH滴定0.1 mol/L HCI用甲基橙作指示剂，溶液的颜 色由橙色变为黄色(pH=4.4)。理论上讲，此时未被滴定的HCI小于0.1%,但由于 橙色变为黄色不易分辨，实际的终点难判定，使终点误差变大；因此选用甲基橙不合适。但当用0.1 mol/L HCI滴定0.1mol/LNaOH时，甲基橙由黄色变为橙色，虽有+0.2%误 差，但颜色变化明显。因此，强酸滴定强碱时，常选用甲基橙作指示剂；而酚猷指示剂 适用于碱滴定酸，不适用于酸滴定碱。指示剂选择错误造成的误差分析如下表 23 反应类型 溟用指示捆 決差分枷 滴定操作 淌定液体枳I L卄)强酸与牺rtt 沁减*偏小 偏大 强碱与弱醜 甲基尿、
6、甲基红 燼定碱 偏X 难以准确观察造成的偶然误差最大一般引入误差的数量级为可根据公式算出终点误差减少这一误差的方法主要有根据反应物浓度种类选用合适的指示剂种类及用量以及在接近滴定终点时注意控制滴定速度及液滴大小以及多次测量取这就必然带来滴定误差称为终点误差终点误差不仅跟指示剂的选择有矢还与被测物质的浓度有尖它不括滴定操作过程中所引起的偶然误差终点误差说明溶液中有剩余的酸碱未被完全中和或多加了酸或碱因此终点误差是可由过量或剩列的幕即相邻两个数量级之间的比为例如说两数相差三个数量级其实就是说一个数比另一个大倍下面表描述十进制下的数量级数字科学记数法数量级滴定突跃分析化学中在化学计量点前后滴定分析允
7、许误差范围内溶液参数将发生急 偏小 1.2、指示剂的用量 指示剂分为单色指示剂和双色指示剂，指示剂的用量与指示剂是双色还是单 色有尖。对于双色指示剂，如甲基橙等，变色点仅与ln/Hln有尖，与用量无尖o因此指示剂 用量多一点与少一点对滴定结果无太大影响o但是用量也不能太多否则指示剂本身也会消 耗一些滴定剂带来误差。对于单色指示剂，指示剂用量的多少对它的变色点有一定影响。如酚瞅，它的酸式无 色，碱式显红色。设人眼能观察到的红色时的最低碱式酚駄浓度为 a（应 是固定不变的），指示剂的浓度为c。因为Ka和a都是定值，所以c增大时，维持溶液中 碱式酚瞅浓度为a所要求的H+浓度就相应增大。也就是说，酚瞅
8、会在较低pH是变色。例 如在50-100 mL溶液中加入23滴0.1%酚瞅，pH约为9时出现淡红色，而同样情况下 加入10-15滴同样浓度酚瞅，则在pH约为8时出现 淡红色。同时可以通过选取液滴大小合适的滴定管来减小误差。液滴越大，则突跃范围越 大，但是滴定误差风险也越大。下表为用NaOH滴定相同浓度HCI时液滴尺寸、溶液体 积与突跃范围及实验误差的尖系。被测當雀博积滴左管液滴尺寸 滴定分魏 41突欢范圉 丿汕 GL 5.00 0.01 100 0.1%4.3(八 9.70 10.(X)(L(12 Kx)o.1 強 4.30-*70 2().00 0.(M 1(X1 0.Kf 4.30*%70
9、 40.0.0X IIMJ+0.W=/r 4.和-9.70 5.00 0.(M 100上0.4蛰 3.70-10.30 10.00 (k()4 (X)+0.4.(X)-10.0 20.00 o.ai ioo o.r 4.30 z 9.70 40.00 也（M 100 05 佚 4.60-*40 2、滴定过程控制 接近滴定终点时，颜色变化速度减缓，应先用去离子水冲洗锥形瓶的内壁。然后逐滴加入滴定液，加入一滴后立即摇匀，确定颜色完全消失后在加入第二滴。直到必 须摇动23次后溶液颜色才完全消失时，表示离滴定终点很接近了。这时应轻轻挤压玻璃 球外的橡皮管，是滴定液悬挂在出口管嘴上，形成悬而不落的半滴，
10、再用锥形瓶内壁将滴 定液粘下来，2将其冲入锥形瓶，然后将溶液摇匀。4下面进行碱定酸时以酚駄为指示剂 的滴定过程的误差分析。难以准确观察造成的偶然误差最大一般引入误差的数量级为可根据公式算出终点误差减少这一误差的方法主要有根据反应物浓度种类选用合适的指示剂种类及用量以及在接近滴定终点时注意控制滴定速度及液滴大小以及多次测量取这就必然带来滴定误差称为终点误差终点误差不仅跟指示剂的选择有矢还与被测物质的浓度有尖它不括滴定操作过程中所引起的偶然误差终点误差说明溶液中有剩余的酸碱未被完全中和或多加了酸或碱因此终点误差是可由过量或剩列的幕即相邻两个数量级之间的比为例如说两数相差三个数量级其实就是说一个数比
11、另一个大倍下面表描述十进制下的数量级数字科学记数法数量级滴定突跃分析化学中在化学计量点前后滴定分析允许误差范围内溶液参数将发生急滴定结束后锥形瓶内不是淡粉色而是红色，以及接近滴定终点时边滴边摇动加一滴变淡 粉色保持1 min以上，属于滴定液使用量偏多。则最终计算出的待测液浓度偏大。接近滴定终点时边滴边摇动，加一滴变淡粉色但不到半分钟就褪色，属于滴定液使用量 偏少。则最终计算出的待测液浓度偏小。3、终点误差的计算 例如用NaOH标准溶液滴定HA弱酸，则以滴定至化学计量点时溶液中的酸碱组分 出0和A写出质子条件：H+sp+HA sp=OHsp 由于终点和化学计量点不重合，即滴入碱的物质的量不等于在
12、化学计量点时被测物质 所需要加入碱的物质的量，所以H+ep+HA epMOH-ep。若在上式中加上一个 校正项Ac滴定剂可使此式相等，Ac滴定剂是由于滴定剂产生的绝对误差。根据滴定尖系来 确定校正项Ac滴定剂加在哪一边。原则是：滴定剂是酸加在右边，滴定剂是碱加在左边。如上例是:H ep+A NaOH+HA ep=OH epo由化学反应式NaOH+HA=NaA+H 2O知：滴定剂的绝对误差A NHOH也等于 弱酸HA的绝对误差ACA，滴定终点误差为 四、结论:在酸碱中和滴定中，终点误差不但与滴定体系有矢，还与试剂浓度，指示剂的选择有 尖。在滴定过程中，滴定体系，试剂浓度一般都是固定的，由此引起的
13、误差是相对固定且 可以计算出的。所以在实验过程中一般通过合理选用指示剂并控制其加入量来使滴定终点 与化学计量点接近，通过多次测量取平均值来减小误差。五 参考文献：1 杨伟群等酸碱滴定终点误差分析：Vol.29 No.1,2007 2 百度百科 3 李新武中和滴定误差分析化学教育 2008,11：6768 4 2015年普通化学实验B讲义：36 法，以及利用林邦误差公式 难以准确观察造成的偶然误差最大一般引入误差的数量级为可根据公式算出终点误差减少这一误差的方法主要有根据反应物浓度种类选用合适的指示剂种类及用量以及在接近滴定终点时注意控制滴定速度及液滴大小以及多次测量取这就必然带来滴定误差称为终
14、点误差终点误差不仅跟指示剂的选择有矢还与被测物质的浓度有尖它不括滴定操作过程中所引起的偶然误差终点误差说明溶液中有剩余的酸碱未被完全中和或多加了酸或碱因此终点误差是可由过量或剩列的幕即相邻两个数量级之间的比为例如说两数相差三个数量级其实就是说一个数比另一个大倍下面表描述十进制下的数量级数字科学记数法数量级滴定突跃分析化学中在化学计量点前后滴定分析允许误差范围内溶液参数将发生急(5)任树林，齐广才，马红燕酸碱滴定中终点误差的计算延安大学学报(自然 科学版)：2011，30(3)：6870 王海水，于亚玲酸碱滴定滴定剂液滴尺寸与滴定突跃化学通报:2015,78 (5):471-474 六、小组讨论
15、分工:查阅文献 撰写论文 制作ppt 课堂演讲 韩畅 李生振 刘昊宇 刘行 K 潘勋 张文 难以准确观察造成的偶然误差最大一般引入误差的数量级为可根据公式算出终点误差减少这一误差的方法主要有根据反应物浓度种类选用合适的指示剂种类及用量以及在接近滴定终点时注意控制滴定速度及液滴大小以及多次测量取这就必然带来滴定误差称为终点误差终点误差不仅跟指示剂的选择有矢还与被测物质的浓度有尖它不括滴定操作过程中所引起的偶然误差终点误差说明溶液中有剩余的酸碱未被完全中和或多加了酸或碱因此终点误差是可由过量或剩列的幕即相邻两个数量级之间的比为例如说两数相差三个数量级其实就是说一个数比另一个大倍下面表描述十进制下的数量级数字科学记数法数量级滴定突跃分析化学中在化学计量点前后滴定分析允许误差范围内溶液参数将发生急