同學 今天我們要來介紹酸鹼滴定實驗 酸鹼滴定是將已知濃度的標準溶液 加入未知濃度的待測溶液中 來測定其濃度的實驗方法 滴定時可利用指示劑或其他工具的輔助 來決定何時要停止加入溶液 也就是找出所謂的滴定終點 實驗目的為利用酸 鹼溶液的體積及標準溶液的濃度 計算待測溶液的濃度 也可以作為酸鹼物質含量的定量測定 例如胃藥中的制酸劑含量 酸鹼滴定實驗會用到的實驗裝置有 滴定夾、滴定管、錐形瓶、漏斗和分度吸量管 我們以0.1 M氫氧化鈉標準溶液 滴定未知濃度25毫升的鹽酸為例來說明實驗步驟 在滴定前 將滴定管的開關轉成橫向 以漏斗裝入蒸餾水清洗滴定管後排出 接著再以漏斗裝入少許的標準溶液 輕輕橫向旋轉滴定管以確保滴定管壁皆完全潤洗 再將潤洗的溶液完全排空後 重新裝填氫氧化鈉標準溶液 若未潤洗滴定管 附著於滴定管壁的水會使標準溶液的濃度變小 達滴定終點便會加入較多的標準溶液 所求得的鹽酸濃度會比實際值大 滴定前 若在滴定管開關至開口處尚有一段空氣未完全排除 會使滴定的體積產生誤差 此時可以迅速將開關開至最大 也就是轉成直向 快速排出的溶液會帶出空氣 以上步驟重覆數次後即可完全排出空氣 空氣排出後 接著使用分度吸量管吸取未知濃度的鹽酸25毫升 放入錐形錐中 由於氫氧化鈉和鹽酸皆為無色透明溶液 故需加入適當的酸鹼指示劑 即完成實驗前的準備 本實驗使用的酚酞指示劑 加入後溶液仍為無色 由於酸鹼指示劑本身也是一種弱酸或弱鹼 為了避免指示劑影響標準液與待測液的濃度 故加2至3滴即可 且指示劑是加入錐形瓶的待測溶液 而非滴定管內所裝填的標準溶液中 試試看 你學會了嗎? 在開始滴定前 我們還需要確認氫氧化鈉標準溶液的濃度 由於氫氧化鈉固體或配製好的標準溶液 皆會因為吸收空氣中的二氧化碳和水 造成濃度受到影響 在實驗上我們常用鄰苯二甲酸氫鉀（簡稱KHP）進行標定 以確認氫氧化鈉的濃度 KHP為一單質子弱酸 分子量大且不易因為吸收空氣中的氣體而變質 很適合作為標定的標準品 標定時 秤量0.4克的KHP放入錐形瓶中 再加入20毫升的蒸餾水及2滴酚酞指示劑 接著使用氫氧化鈉進行滴定 滴定時將滴定管開關慢慢調整至穩定滴入 當氫氧化鈉溶液滴入時 可發現滴下之處呈粉紅色 這是因為酚酞指示劑遇到鹼性溶液而變色 故在實驗的過程中為確保瓶內的溶液能均勻混合 以單手握住瓶頸 輕輕旋轉錐形瓶 此時可觀察到溶液中的粉紅色褪為無色 隨著氫氧化鈉溶液慢慢加入 可發現褪色的速率變慢 這時候可調整滴定管的開關 使溶液滴入的速度更慢 或是逐滴加入氫氧化鈉溶液 確認顏色變化後再決定是否繼續加入 待錐形瓶內的粉紅色不再褪去時 停止滴定 並記錄此時滴定管的體積刻度 計算標定時所使用的氫氧化鈉溶液體積為19.61毫升 標定達當量點時 鹼提供的氫氧根離子莫耳數等於酸提供的氫離子莫耳數 故氫氧化鈉標準溶液的濃度 乘以所使用的體積會等於KHP的莫耳數 將數據代入後 可得氫氧化鈉標準溶液的濃度約為0.1 M 標定完成後，就可以開始來進行酸鹼滴定了 取量取好的25.00毫升且已加入指示劑的鹽酸溶液 步驟與標定時相同 慢慢加入氫氧化鈉標準溶液 直至錐形瓶內的粉紅色不再褪去時 停止滴定 並記錄此時滴定管的體積刻度 計算酸鹼滴定時所使用的氫氧化鈉溶液體積為25.00毫升 再一次將實驗的數值代入 可求鹽酸的濃度 鹽酸濃度乘以體積等於氫氧化鈉標準液濃度乘以體積 可算出鹽酸濃度約等於0.1 M 因為鹽酸為一元酸 氫氧化鈉為一元鹼 故酸、鹼的莫耳數 與解離出的氫離子、氫氧根離子相同 若使用的酸鹼中會解離出的總氫離子、氫氧根離子不等於1時 則需乘上對應的係數a和b 對於這個觀念不清楚的同學 也可以再次觀看之前的影片來複習 試試看 你學會了嗎？ 在實驗中 利用指示劑的變色來判斷實驗是否完成 也就是滴定終點 但滴定終點和當量點是否相同呢？ 在前幾部影片中我們知道 當量點是指當酸、鹼皆完全反應完 即溶液中酸提供的氫離子莫耳數 等於鹼提供的氫氧根離子莫耳數 在滴定曲線中 當量點會位於pH值大幅上升線段的中點 根據所選用的指示劑 此時溶液的顏色可能尚未改變 但若在當量點後繼續加入氫氧化鈉 溶液的pH值會大幅上升 指示劑會呈現鹼性溶液中的顏色 並不再褪色 在酸鹼滴定時 指示劑變色可用來判斷實驗結束的時機 故在當量點後多加入1滴氫氧化鈉時 會使溶液由無色變粉紅色 此時即達滴定終點 在本次實驗中 選用酚酞作為指示劑 已知酚酞指示劑的變色範圍為pH 8.3至10 在pH值小於8.3時呈無色 在pH值大於10時呈粉紅色 變色範圍適用於強酸強鹼的滴定 在不同的酸鹼滴定實驗中 則可依照當量點的不同 選擇使用在酸中變色的甲基紅、甲基橙指示劑 或在鹼中變色的酚酞指示劑 且指示劑變色的pH值範圍應在當量點附近 此時當量點和滴定終點體積相差不大 可減少實驗誤差 試試看 你學會了嗎？ 在影片中我們學到了 利用酸、鹼溶液的體積及標準溶液的濃度 計算待測溶液的濃度 其原理為滴定終點的體積約等於當量點的體積 達滴定終點時 溶液中氫離子莫耳數約等於氫氧根離子莫耳數來進行計算 滴定實驗所需的裝置及實驗步驟 並知道實驗操作時的注意事項和技巧 透過滴定曲線的pH變化 在酸鹼滴定實驗中選擇適合的酸鹼指示劑 例如適用於酸中變色的甲基紅、甲基橙指示劑 及適合於在鹼中變色的酚酞指示劑 對滴定實驗的數據進行處理 求出待測溶液的濃度 或是透過滴定實驗求得某物質中酸鹼物質的含量 市售的維他命C錠中 也可以利用酸鹼滴定來測量維他命C的含量 但另一個常見的方法是利用氧化還原滴定法 同學們不妨試著搜尋資料 這兩種方法的原理有何不同呢？