非水溶液中的酸碱滴定 夏雨 如被测物质的 或 太小,不能准确滴 定;许多的有机物在水中的溶解度太 小,滴定受到限制等。如果用合适的 非水溶液作为滴定介质, 就可以克服 这些困难.
影响 Ka 或 Kb 的因素:除溶质本身的性质 有关,还与溶剂的酸碱性和溶剂 的介电常 数的大小有关。 同一种酸,当出在不同溶剂中时,如果溶 剂接受质子的能力强,那么酸就容易将质 子转移给溶剂离解程度就比较大,反之亦 然。总之,碱性溶剂中,酸的强度增大, 酸性中,酸的强度变小。 碱类似。。
溶剂的介电常数 我们通常说的酸碱离解是分两步的 : HA+HS ≒ [H2S+·A-] ≒ H2S+ A- 第一步是电离, 由于静电引力. 形成离子对. 再在溶剂分子 的作用下离子离解. 但要使正负离子分开 就要能量. 而 这能量就是由离子的溶剂化所提供的 故溶剂的介电常 数大, 离子对就容易离解 ( 提供的能量大 ). 我们通常说的离解指总的离解平衡, Ka = 式子中的 [H2S+] 和 代表已经离解的溶剂化的离子的浓度, 而 [HA] 包括未电离的 HA, 和未离解的离子对 H2S+·A- 如果溶剂的介电常数很小 形成大量的离子对, Ka 也会不 大的. 但没有离子对时介电常数的影响就很小了如 :NH4+
综上所述 两性溶剂的选择: 1 滴定弱酸时应该选用碱性溶剂,滴定弱碱时应该选 酸性溶剂 ; 溶剂的 KS 要小 溶剂的介电常数 要大 滴定弱碱时常用冰醋酸作溶剂 。它是酸性溶剂, 它 的 KS=3.6*10-15 比水小, 但是它的介电常数小多以 离子对的形式出现,它们的离解常数不可能很大, 但介电常数小同样会使滴定产物也以离子对为主要 存在形式,所以介电常数小的缺点就不突出了,优 点是主要的,如 我们可以滴定 Ka =10-12 的弱碱,
滴定弱碱时,要用酸性滴定溶剂,一般用冰醋酸,并选 在其中最强的酸 HCLO4 。一般是 70%—72% 的 HCLO4 的水溶液。水是一种弱碱对要测的碱有干扰。我们用乙 酸酐除去水。但乙酸酐不应过多最强的酸 HCLO4乙 酸酐除去水 实验: HCLO4 的冰醋酸标准液 配置方法 0.1N 标准液 在冷到 25OC 以下的 900 毫升冰醋酸中 缓缓加入 72% ( W/W )的 HCLO4 试剂 8.5 毫升( 14.5 克) 混均,在滴加 9.5 克乙酸酐仔细混均冷到室温,用冰醋 酸稀释成 1000 毫升,放置 24 小时使乙酸酐与水充分反 应完全。。 在冷到 25OC冰醋酸中 缓缓加入混均冷到室温
标准液浓度标定 用邻 — 苯二酸氢钾做基准物 称取已在 110 OC 干燥 2 小 时的邻 — 苯二酸氢钾做基准物约 0.2 克与滴定瓶总,加 入 25 毫升冰醋酸使其完全溶解,加入 2 滴 0.2% 结晶紫的 冰醋酸溶液, 用 HCLO4 标准液滴定到指示剂变为稳定的蓝色,取同 样的同一溶剂做一空白滴定,并从实际值之中扣除空白 滴定值,每 毫克邻 — 苯二酸氢钾做基相当与一毫 升 0.1NHCLO4 标准液
HCLO4 的酸性 比 HA 强 在其中为强酸
1 温度 温度变化对滴定介质冰醋酸影响较大,冰醋酸的凝点 为 15.6 ℃,当室温低于 15.6 ℃,滴定液就会凝结在滴定 管中,因此滴定温度应控制在 20 ℃以上。冰醋酸的膨胀 系数较大,为 ℃,即温度改变 1 ℃,体积就有 0.11% 的变化,所以当使用与标定温度相差在 ±10 ℃以 内,可根据下式将滴定液浓度加以校正 C1=C0/ ( t1 - t0 );如使用与标定温度相差 在 10 ℃以上,或滴定液放置一个月以上,使用时应重新 标定。如条件允许,可单独安排或隔出一个房间,安装 空调,作为非水溶液滴定室,标定溶液与测定供试品在 相同条件下进行,可避免温度影响,使测定结果更加准 确。
在上述溶液中乙酸酐与冰醋酸的体积比一般是 1 : 110—1 : 33 的冰点 15 0 C 当乙酸酐对冰醋酸的比例达到 1:1 时冰点即降到 C 对冬季操作较为方便.
2 水分 由于水分的存在,将严重影响电位滴定曲线的突跃的 指示剂颜色的变化 ( 水成碱性 ) ,影响终点的灵敏度,所 有仪器,供试品中均不得有水分存在,所用的试剂的含 水量均应在 0.2% 以下,必要时应加入适量的醋酐以脱 水。 冰醋酸在使用前,宜作空白试验,方法:取冰醋酸 5 ~ 10ml 于 50ml 锥形瓶中,加结晶紫指示液 1 滴,应为 紫色,加高氯酸滴定液( 0.1mol/L ) 1 滴, 即应变为黄绿 色,若为蓝色,则表示有水分存在,可加醋酐脱水,或 加醋酐后重蒸一次。
这试剂直接与乙酸酐混合有剧烈反应 2.5 ( CH3CO ) 2O+ HCLO4·2.5H2O→5 CH3COOH+HCLO4 放出大量的热, 因此配制高氯酸滴定液时,应先将高 氯酸用冰醋酸稀释后再在不断搅拌下缓缓滴加适量 醋酐,量取高氯酸的量筒不得量醋酐,以免引起爆 炸 另外 : 冰醋酸有刺激性,高氯酸与有机物接触,遇热 极易引起爆炸 。
高氯酸滴定液的表面张力较大,沿着滴定管壁 流动时的速度缓慢,因此实际操作中滴定速度 非常重要。若滴定速度过快,滴定液呈线状流 下,往往会造成到达滴定终点后粘附在滴定管 内径上的溶液还未完全流下,这时如果马上读 数,读出的体积数会比实际值偏大,所以在实 际操作过程中应使滴定速度保持连续的点滴状。
由于非水滴定法滴定终点的颜色变化复杂, 对不同颜色的描述和感受也因人而异,因 此终点判定以电位法为准,同时采用指示 液以对照观察终点颜色的变化, 指示剂的选择很大程度上还要凭经验.
滴定液装入滴定管后,其上宜用一干燥小 烧杯盖上,最好采用自动滴定管进行滴定, 以避免与空气中的二氧化碳以及水蒸气直 接接触而产生干扰,亦可防止溶剂冰醋酸 的挥发。
关于乙酸酐在标准液中的作用有多种解释。当 乙酸酐浓度不高时,一般认为起脱水剂的作用, 使含有水的 HCLO4 标准液的酸性成分 H3+OCLO4 脱水变为更强的酸 CH3COOH2+CLO4- 乙酸酐的浓度越高滴定剂活性越强。在乙酸酐 浓度高的溶液中,一般认为产生的是最强酸 CH3CO+CLO4- 。乙酸酐使平衡移动了.