实验测定酸碱滴定曲线的数字化改进

凌德军

摘 要： 实验测定酸碱滴定曲线采用传统方法常存在诸多不足，利用数字化改进后的实验方法能在实际操作中避免诸多不足，提高实验质量，取得良好的教学效果。

关键词： 酸碱滴定 数字化 改进

1.问题的提出

化学新教材（普通高中课程标准实验教科书化学，选修4，人教版，2007年2月第3版第50页）提供了实验测定酸碱滴定曲线的一种传统方法。该方法利用酸碱指示剂的变色定性判断中和滴定的终点，并使用pH计测定pH值，从而最终绘制出相应的滴定曲线。该方法原理虽较简单，但存在诸多不足：①实际操作复杂，尤其是多次pH测定；②利用酸碱指示剂的变色定性判断中和滴定的终点，误差较大；③实验数据处理速度慢，时效性不强，直观性也不强。因此，针对上述诸多不足，对原实验进行改进，引入数字化测量和处理手段，以弥补上述不足，大大提高实验质量。

2.实验原理

酸碱滴定曲线是以中和滴定过程中滴加酸（或碱）的量为横坐标，以溶液pH为纵坐标绘出的一条溶液pH随酸（或碱）的滴加量而变化的曲线。它描述了酸碱滴定过程中溶液pH的变化情况，其中酸碱滴定附近的pH突变情况，对于酸碱滴定中如何选择合适的酸碱指示剂具有重要意义。

通过使用pH传感器测定酸（盐酸）滴定碱（氢氧化钠溶液）过程中溶液pH的变化，使用光电传感器测定滴加酸的体积，借助计算机及相关软件得到其滴定过程中的pH随滴加体积的变化曲线，并确定滴定终点，确定突变范围，理解在传统方法滴定过程中选择相应酸碱指示剂的理由。

3.实验用品

0.1000mol/L的盐酸、0.1mol/L左右氢氧化钠溶液、pH标准溶液等；

50.00ml酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、250毫升烧杯；

磁力搅拌器、pH传感器、光电门传感器、数据采集器、计算机和数字实验室软件等。

4.实验步骤

（1）用碱式滴定管量取25.00mL0.1mol/L左右氢氧化钠溶液放于250毫升的烧杯中；

（2）将50.00mL酸式滴定管中加满0.1000mol/L盐酸；

（3）用pH为4.00、7.00、9.00的标准溶液将pH传感器标定；

（4）打开磁力搅拌器，并将光电门等传感器都连接好；

（5）运行数字化实验室程序，打开“酸碱中和滴定”实验模板将传感器与软件进行连接；

（6）打开光电门传感器选择液滴计数模式，并清零；

（7）单击实验开始按钮，并将按钮置开始，开始实验；

（8）调节滴定管旋钮，让酸以不连续的液滴开始滴定，等pH降到7以下时，单击结束按钮完成实验。再重复上述实验1～2次。

5.数据的处理

6.结论与分析

通过滴定实验，说明盐酸（强酸）与氢氧化钠（强碱）中和滴定的终点在pH=7附近，并且从PH—V的滴定曲线可以看出在pH=7附近有pH的突变，突变的中点即滴定终点，两侧的曲线变化较平缓，突变范围大约是从9.7至4.3。而甲基橙、酚酞等常见指示剂pH变色范围部分或全部落在此突变范围内。因此，采用传统方法盐酸（强酸）滴定氢氧化钠（强碱）选用酚酞作指示剂较好，误差小；选用甲基橙也可，但误差稍大。

参考文献：

[1]孟立凡，蓝金辉.传感器原理与应用[M].北京：电子工业出版社，2007.

[2]潘娟湘.数字化中和滴定实验.教学仪器与实验，2009（1）.

[3]任立新.数字化实验在新课程化学教学应用中的探索与实践.学周刊，2011（3）.