酸碱中和滴定中的误差分析

陈 琦

(浙江省杭州第十四中学 310006)

酸碱中和滴定是高中选择性必修《化学反应原理》中一个重要的定量实验，既可以考查学生实验操作的技能，也可以考查学生数据分析处理的能力，酸碱中和滴定实验是发展学生化学学科核心素养的一个良好载体.

酸碱中和滴定实验的步骤较多，包括滴定前的准备(标准液的配制、标准液和待测液的体积量取、滴定管的润洗、锥形瓶的洗涤等等)、滴定中操作(读数、滴定终点的判断等等)，每一个环节出现错误的操作都会导致所测待测液浓度的偏差，如何准确判断所测待测液浓度的偏差是学生的一个难点，本文笔者将从几个方面阐述分析酸碱中和滴定的浓度误差：

一、误差分析的一般思维方法

二、常见的一些错误操作对待测液浓度的影响

1.仪器的润洗问题(以用标准溶液盐酸去滴定待测液NaOH溶液为例分析)

在酸碱中和滴定前，一般要对酸碱滴定管先进行水洗，再用待装液润洗；若滴定管没有用待装液进行润洗，势必导致待装液的浓度被稀释，若酸式滴定管没有润洗，则导致标准溶液被稀释，要把锥形瓶中的待测液全反应完，势必要多加标准液，最终导致待测液浓度偏高，若碱式滴定管没有润洗，则直接导致待测溶液被稀释，即导致待测液浓度偏低.

而对于锥形瓶的洗涤，一般采取用水洗涤即可，不能再用待装液润洗,若用待装液润洗，反而会增加待测液的量，要把锥形瓶中的待测液全反应完，势必要多加标准液，最终导致待测液浓度偏高.

2.读数操作问题(以用标准溶液盐酸去滴定待测液NaOH溶液为例分析)

滴定实验的正确读数操作是眼睛要平视(如图1所示)，而俯视和仰视势必会导致溶液体积的不准确(如图2所示).

图1 图2

(1)在标准液读数时，滴定前平视，滴定后仰视

所滴加标准溶液的体积等于滴定后的读数减去滴定前的读数，滴定前平视，则认定该数据是正确的，滴定后仰视，则导致数据偏大，最终所读标准溶液的体积偏大，待测液溶液偏高.

(2)在标准液读数时，滴定前俯视，滴定后平视

滴定前俯视，则导致数据偏小，滴定后平视，则认定该数据是正确的，最终所读标准溶液的体积偏大，待测液溶液偏高.

3.滴定过程中的气泡问题

滴定过程中产生的气泡势必会将溶液顶起来，从而会导致所读体积数据不准确；对于这类问题的分析，一般采取的方法是：若滴定前没有气泡，可以理解为此时的数据是正确的，若滴定后产生气泡，势必会将溶液顶起来，实际的体积数据刻度线应该在下面一点，即所读体积数据实质是被读小了，最终待测液的浓度偏低；若滴定前有气泡，势必会将溶液顶起来，实际的滴定前体积数据刻度线应该在下面一点，若滴定后无气泡，可以理解为此时的数据是正确的，从而所读体积数据实质是被读大了，最终待测液的浓度偏高.

4.指示剂的选择问题(以强酸与弱碱和弱酸与强碱的相互滴定为例)

因强酸与弱碱滴定达到滴定终点时溶液呈酸性，所以一般选择在酸性范围内变色的指示剂(如图3所示)，若选择在碱性范围内变色的指示剂会导致滴定终点的误判，导致标准液的滴定体积存在误判，从而导致待测液浓度的误差.

图3

(1)强酸(HCl)滴定弱碱(NH3·H2O)

因强酸滴定弱碱达到滴定终点时溶液呈酸性(假设图4的A点为该实验的滴定终点)，而酚酞的变色范围是8.2～10.0，若选择酚酞作为该实验的指示剂，当溶液由无色变为粉红色时，此时溶液的pH在8.2左右，由图可知所滴加的标准溶液盐酸的体积明显偏小，所以导致待测溶液的浓度偏低.

图4 图5

(2)强碱(NaOH)滴定弱酸(HAc)

因强碱滴定弱酸达到滴定终点时溶液呈碱性(假设图5的B点为该实验的滴定终点)，而甲基橙的变色范围是3.1-4.4，若选择甲基橙作为该实验的指示剂，当溶液由红色变为橙色时，此时溶液的pH在3.1左右，由图可知所滴加的标准溶液NaOH的体积明显偏小，所以导致待测溶液的浓度偏低.

(3)弱碱(NH3·H2O)滴定强酸(HCl

因弱碱滴定强酸达到滴定终点时溶液呈酸性(假设图6的C点为该实验的滴定终点)，而酚酞的变色范围是8.2-10.0，若选择酚酞作为该实验的指示剂，当溶液由无色变为粉红色时，此时溶液的pH在8.2左右，由图可知所滴加的标准溶液盐酸的体积明显偏大，所以导致待测溶液的浓度偏高.

图6 图7

(4)弱酸(HAc)滴定强碱(NaOH)

因弱酸滴定强碱达到滴定终点时溶液呈碱性(假设图7的D点为该实验的滴定终点)，而甲基橙的变色范围是3.1～4.4，若选择甲基橙作为该实验的指示剂，当溶液由黄色变为橙色时，此时溶液的pH在4.4左右，由图可知所滴加的标准溶液NaOH的体积明显偏大，所以导致待测溶液的浓度偏高.

综上所述，在酸碱中和滴定实验的误差分析中，采取的总的思路是将所有的错误操作所引起的影响全部转化为对标准液的体积的影响，若标准液的体积偏大，则最终待测液的浓度偏高，若标准液的体积偏小，则最终待测液的浓度偏低.