酸碱中和滴定定容时的误差分析(中和滴定实验中的误差分析)(1)

中和滴定是中学化学一个很重要的定量实验,对学生的实验技能要求很高,但不少同学没有把握好实验的关键,其结果往往差异很大。为了帮助同学们总结经验教训,本文拟围绕中和滴定实验和同学一起来剖析产生误差的原因。

中和滴定实验的依据为中和反应,H OH-=H2O,根据计算式CHCl·VHCl=CNaOH·VNaOH,用已知浓度的盐酸(CHCl)去滴定一定体积(VNaOH)未知浓度NaOH溶液(Cx),通过指示剂颜色的变化,判定实验的终点,测定VHCl,利用CNaOH=C盐酸V盐酸/VNaOH计算出待测NaOH的浓度。由于CHCl为标准溶液是已知数据,而Cx虽数值是未知的,但一经配制其浓度即为定值,所以,实验准确的关键是:

1.准确测定参加反应的两种液体的体积。由数学式Cx=C盐酸V盐酸/VNaOH可知:Cx与VHCl成正比,与VNaOH成反比,VHCl实验值偏大,则Cx偏高,VHCl实验值偏小,则Cx偏低。同理,VNaOH实验值偏大,Cx偏低,VNaOH实验值偏小,Cx偏高。

2.选择好适当的指示剂。因指示剂常在一定的PH值范围变色,用于中和滴定实验的指示剂其变色范围应尽可能PH在7左右;同时,由于人眼辨色的误差,所选指示剂的变色应由浅色到深色,这样才有利于人观察判断终点。

通常酸滴定碱常用甲基橙为指示剂,其变色为由黄→橙红;

而碱滴酸则用酚酞作指示剂,其变色为由无色→粉红色。

3.准确判断中和反应是否恰好进行完全也是至关重要的。

下面我们依据上述原理和关键,就中和滴定实验中由于称量、读数、实验操作等所引起的误差讨论分析于后:

一、称量误差

1.称量前天平未调零点。

分析:如果天平是平衡的,但游码并不在0位,可有下面两种情况:

(1)药品与砝码位置放置正确,则称量的药品偏重,m称量物=m砝码+m游码,使实验结果偏高。

(2)药品与砝码位置相反,则称量的药品偏轻,m称量物=m砝码-m游码,使实验结果偏低。

2.所称NaOH固体已部分潮解,或含有不与酸反应的杂质。

分析:由NNaOH=m÷40知,因实际称得的溶质NaOH小于m克,则所配溶液的实际浓度将小于C碱。

3.称固体NaOH时,砝码上沾有污物,记录为m克。

分析:此时实际称重的NaOH质量大于所需NaOH质量,使所配制的NaOH溶液的实际浓度Cx大于C碱。

二、读数误差

中和滴定中读数的关键是读准V实,即V盐酸,而V实=V终-V初,由于人们在读数时视线高低的不同,因而出现不同的差异。

一般俯视时读数偏小,仰视时读数偏大,平视时读数准确。

4.起始读数准确,终点时俯视(或仰视)读数。

分析:终点时俯视读数使V终偏小,测得的V实偏小,所以计算得的Cx偏低。

而终点仰视读数使V终偏大,V实偏大,最终Cx偏高。

5.滴定前俯视,滴定后仰视。

分析:由于俯视滴定管使读数V偏小,仰视时V偏大。所以,滴定前俯视使V初偏小,滴定后仰视使V终偏大,最终使V实=V终-V初偏大,所以计算结果C碱偏大。

反之,若实验前仰视V初偏大,实验终了俯视V终偏小,所以V实=V终-V初偏小,计算结果C碱偏小。

6.读数时,视线均俯视、或均仰视,均平视凹面的最低点。

分析:由于读数中产生的误差相互抵消,V初、V终均相同程度的偏小或偏大,所以,读数V实准确,对实验结果可能无影响。

7.配制标准液的过程中,定容时俯视(或仰视)容量瓶刻度。

分析:由于容量瓶刻度线下的体积比刻度线上的体积小,所以,当俯视时V实偏小,使配制的溶液浓度偏高;仰视时V实偏大,配制的溶液浓度偏低。

8.用量筒量取盐酸时,仰视(或俯视)刻度。

分析:由于量筒下部刻度值小,上部刻度值大,所以,仰视时V读数偏小,量取的浓盐酸溶液去滴定NaOH,测得NaOH浓度偏低,同理,俯视时,测得NaOH浓度偏高。

三、实验操作误差

9.滴定管用水洗净后,未用标准溶液润洗。

分析:因滴定管内残留的蒸馏水降低了标准液的浓度,使滴定中多消耗标准溶液。若盛装的盐酸,则盐酸浓度偏小,滴定时VHCl偏大,计算得C碱偏高。

10.移液管用蒸馏水洗涤后,未用待测溶液润洗就直接吸取待测NaOH溶液进行滴定。

分析:因为移液管内残留的蒸馏水稀释了待测NaOH溶液,减少了待测物的量,滴定时消耗标准液盐酸体积VHCl减小,故计算得C碱偏低。

11.锥形瓶用蒸馏水洗净后,未用待测液润洗。虽然可使待测NaOH溶液浓度降低,但其中溶质NaOH的物质的量未变,消耗盐酸的体积VHCl不受影响,所以对实验无影响。

12.待测液装入锥形瓶后,又加几毫升蒸馏水。

分析:加入少量蒸馏水虽使待测NaOH溶液稍微稀释,溶液体积增大了,便于观察指示剂的变化。由于没有改变待测物的量,所以对测定结果无影响。

13.锥形瓶用蒸馏水洗净后,又用待测液润洗。

分析:润洗锥形瓶,增大了待测物NaOH的量,滴定时消耗盐酸的体积VHCl增大,由此计算得的值偏高。

14.滴定前滴定管尖端有气泡,终了时气泡消失。

分析:因为此时计量的盐酸体积VHCl包括有填充尖嘴气泡的体积,使VHCl偏大,由此计算得的C碱值偏高。

15.移液管尖端残留的溶液吹入锥形瓶。

分析:用移液管移取NaOH溶液时,若其上有“吹”字应该将尖嘴的液体吹出,否则将使C碱偏低。若其上没有“吹”字,则不能将尖嘴中的溶液吹出,只需在锥形瓶内壁上停留15秒钟,否则V碱增大,使VHCl增大,导致C碱偏高。

16.滴定时锥形瓶内待测液溅出

分析:因溅失减少了待测液NaOH的量,使滴定时消耗盐酸溶液的体积VHCl偏小,计算得的C碱偏低。

17.当锥形瓶中溶液刚好变色即读数。

分析:盐酸滴定NaOH若用酚酞作指示剂,应在半分钟内红色不复现才读数。若在半分钟内红色复现,则未达到终点,消耗盐酸VHCl偏小,C碱值偏低。

由上述分析可见,中和滴定实验的误差是客观存在的。但只要我们能抓住各种误差产生的原因,把握住实验的关键,就能使误差和误差出现的机会大大减小。同时,凡因操作不规范造成的误差,只要紧紧抓住盐酸体积VHCl的变化就能准确地判断中和滴定实验的误差。

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