16.6: 酸-碱 滴定曲线

16.6: 酸-碱 滴定曲线

滴定曲线是一些溶液属性与添加滴定剂的数量的图解。 对于 酸-碱 滴定，溶液 pH 是一种有用的属性进行监测，因为它可以预测地随溶液成分的变化而变化，因此可以用于监测滴定的进展并检测其终点。 酸-碱 滴定可通过强酸和强碱，强酸和弱碱，强碱和弱酸来执行。

对于使用强碱 NaOH 的 0.100 M 强酸对 25.00 mL 0.100 M HCL 进行滴定，其滴定曲线在图 1a 中显示为红色。 对于使用 0.100 M NaOH 的 25.00 mL 0.100 M CH₃COOH (弱酸) 滴定，其滴定曲线在图 1b 中显示为黄色。

图 1 (a) 含 0.100 M NaOH (强碱) 的 25 mL 0.100 M HCL (强酸) 滴定曲线的等效点为 7.00 pH。 (b) 25 mL 0.100 M 乙酸 (弱酸) 与 100 M NaOH (强碱) 滴定曲线的等效点为 8.72 pH。

使用强酸的强或弱碱的滴定具有类似的 S 形曲线；但是，曲线会反转，因为 pH 值将从基本区域开始，随着强酸的增加而降低。 弱酸或碱的滴定也可用于分别确定 K_a 或 K_b。

滴定的四个阶段：

1. 初始状态 (添加滴定剂体积 = 0 mL) ： pH 由滴定酸确定；由于两个酸样本均浓度相同，弱酸的初始 pH 值将更高
2. 前等效点 (0 mL < V < 25 mL) ：溶液 pH 逐渐升高，酸通过反应被添加滴定剂消耗；成分包括未反应酸和反应生成物及其共轭碱
3. 等效点 (V = 25 mL) ：当溶液成分从酸性过渡到中性 (对于强酸样本) 或碱性 (对于弱酸样本) 时， pH 值会急剧上升， pH 值由酸的共轭碱电离决定
4. 后等效点 (V > 25 mL) ： pH 由添加了过量强碱滴定剂的数量确定；由于两个样本都使用相同滴定剂滴定，因此这一阶段的两个滴定曲线都类似。

本文改编自 Openstax, 化学 2e, 第14.7节：酸-碱 滴定。

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Acid-base Titration Unknown Concentration Acid Base PH Change Titration Curve S-shaped Curve Strong Acid Weak Acid Equivalence Point Moles Of Base Moles Of Acid Hydronium Ions Neutralization PH 7 Conjugate Base Rapid PH Shift Steep PH Shift Excess Strong Base Buffer Region Half-equivalence Point