酸堿中和滴定中的誤差分析

陳 琦

(浙江省杭州第十四中學 310006)

酸堿中和滴定是高中選擇性必修《化學反應原理》中一個重要的定量實驗，既可以考查學生實驗操作的技能，也可以考查學生數據分析處理的能力，酸堿中和滴定實驗是發展學生化學學科核心素養的一個良好載體.

酸堿中和滴定實驗的步驟較多，包括滴定前的準備(標準液的配制、標準液和待測液的體積量取、滴定管的潤洗、錐形瓶的洗滌等等)、滴定中操作(讀數、滴定終點的判斷等等)，每一個環節出現錯誤的操作都會導致所測待測液濃度的偏差，如何準確判斷所測待測液濃度的偏差是學生的一個難點，本文筆者將從幾個方面闡述分析酸堿中和滴定的濃度誤差：

一、誤差分析的一般思維方法

二、常見的一些錯誤操作對待測液濃度的影響

1.儀器的潤洗問題(以用標準溶液鹽酸去滴定待測液NaOH溶液為例分析)

在酸堿中和滴定前，一般要對酸堿滴定管先進行水洗，再用待裝液潤洗；若滴定管沒有用待裝液進行潤洗，勢必導致待裝液的濃度被稀釋，若酸式滴定管沒有潤洗，則導致標準溶液被稀釋，要把錐形瓶中的待測液全反應完，勢必要多加標準液，最終導致待測液濃度偏高，若堿式滴定管沒有潤洗，則直接導致待測溶液被稀釋，即導致待測液濃度偏低.

而對于錐形瓶的洗滌，一般采取用水洗滌即可，不能再用待裝液潤洗,若用待裝液潤洗，反而會增加待測液的量，要把錐形瓶中的待測液全反應完，勢必要多加標準液，最終導致待測液濃度偏高.

2.讀數操作問題(以用標準溶液鹽酸去滴定待測液NaOH溶液為例分析)

滴定實驗的正確讀數操作是眼睛要平視(如圖1所示)，而俯視和仰視勢必會導致溶液體積的不準確(如圖2所示).

圖1 圖2

(1)在標準液讀數時，滴定前平視，滴定后仰視

所滴加標準溶液的體積等于滴定后的讀數減去滴定前的讀數，滴定前平視，則認定該數據是正確的，滴定后仰視，則導致數據偏大，最終所讀標準溶液的體積偏大，待測液溶液偏高.

(2)在標準液讀數時，滴定前俯視，滴定后平視

滴定前俯視，則導致數據偏小，滴定后平視，則認定該數據是正確的，最終所讀標準溶液的體積偏大，待測液溶液偏高.

3.滴定過程中的氣泡問題

滴定過程中產生的氣泡勢必會將溶液頂起來，從而會導致所讀體積數據不準確；對于這類問題的分析，一般采取的方法是：若滴定前沒有氣泡，可以理解為此時的數據是正確的，若滴定后產生氣泡，勢必會將溶液頂起來，實際的體積數據刻度線應該在下面一點，即所讀體積數據實質是被讀小了，最終待測液的濃度偏低；若滴定前有氣泡，勢必會將溶液頂起來，實際的滴定前體積數據刻度線應該在下面一點，若滴定后無氣泡，可以理解為此時的數據是正確的，從而所讀體積數據實質是被讀大了，最終待測液的濃度偏高.

4.指示劑的選擇問題(以強酸與弱堿和弱酸與強堿的相互滴定為例)

因強酸與弱堿滴定達到滴定終點時溶液呈酸性，所以一般選擇在酸性范圍內變色的指示劑(如圖3所示)，若選擇在堿性范圍內變色的指示劑會導致滴定終點的誤判，導致標準液的滴定體積存在誤判，從而導致待測液濃度的誤差.

圖3

(1)強酸(HCl)滴定弱堿(NH3·H2O)

因強酸滴定弱堿達到滴定終點時溶液呈酸性(假設圖4的A點為該實驗的滴定終點)，而酚酞的變色范圍是8.2～10.0，若選擇酚酞作為該實驗的指示劑，當溶液由無色變為粉紅色時，此時溶液的pH在8.2左右，由圖可知所滴加的標準溶液鹽酸的體積明顯偏小，所以導致待測溶液的濃度偏低.

圖4 圖5

(2)強堿(NaOH)滴定弱酸(HAc)

因強堿滴定弱酸達到滴定終點時溶液呈堿性(假設圖5的B點為該實驗的滴定終點)，而甲基橙的變色范圍是3.1-4.4，若選擇甲基橙作為該實驗的指示劑，當溶液由紅色變為橙色時，此時溶液的pH在3.1左右，由圖可知所滴加的標準溶液NaOH的體積明顯偏小，所以導致待測溶液的濃度偏低.

(3)弱堿(NH3·H2O)滴定強酸(HCl

因弱堿滴定強酸達到滴定終點時溶液呈酸性(假設圖6的C點為該實驗的滴定終點)，而酚酞的變色范圍是8.2-10.0，若選擇酚酞作為該實驗的指示劑，當溶液由無色變為粉紅色時，此時溶液的pH在8.2左右，由圖可知所滴加的標準溶液鹽酸的體積明顯偏大，所以導致待測溶液的濃度偏高.

圖6 圖7

(4)弱酸(HAc)滴定強堿(NaOH)

因弱酸滴定強堿達到滴定終點時溶液呈堿性(假設圖7的D點為該實驗的滴定終點)，而甲基橙的變色范圍是3.1～4.4，若選擇甲基橙作為該實驗的指示劑，當溶液由黃色變為橙色時，此時溶液的pH在4.4左右，由圖可知所滴加的標準溶液NaOH的體積明顯偏大，所以導致待測溶液的濃度偏高.

綜上所述，在酸堿中和滴定實驗的誤差分析中，采取的總的思路是將所有的錯誤操作所引起的影響全部轉化為對標準液的體積的影響，若標準液的體積偏大，則最終待測液的濃度偏高，若標準液的體積偏小，則最終待測液的濃度偏低.