利用Ｅｘｃｅｌ系統繪制酸堿滴定曲線

文章編號：1005－6629(2007)11－0058－03中圖分類號：G633.67 文獻標識碼：B

1一元酸的滴定曲線

1.1 鹽酸-氫氧化鈉的滴定曲線

以ca=0.10mol/L－1、Va=20.00mL分別表示酸的濃度和體積，cb=0.10mol/L－1、Vb分別表示堿的濃度和體積(下同)，滴定過程中電荷平衡式為： c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)

依據3.1、3.2的方法繪制出0.10mol/L－1 NaOH溶液滴定20.00mL、0.10mol/L－1 HCl的滴定曲線：

1.2醋酸-氫氧化鈉的滴定曲線

電荷平衡式為：

1.3 系統繪制一元酸-氫氧化鈉的滴定曲線

依據3.1、3.2的方法系統繪制出0.10mol/L NaOH溶液滴定20.00mL、0.10mol/L HCl、0.10mol/L CH3COOH的滴定曲線，清晰可見，滴定醋酸時只能選擇酚酞作指示劑，而滴定鹽酸時，既可選擇酚酞作指示劑，也可選擇甲基橙。

繪制出0.10mol/L NaOH溶液滴定20.00mL、0.10mol/L一般一元酸的滴定曲線，由滴定曲線清晰可見，酸性越弱，滴定突躍區間越窄，當Ka≤10-10時，滴定突躍區間消失，滴定該酸找不到合適的指示劑。當V(NaOH)>20.00 mL后，強酸、弱酸的滴定曲線基本重合，這是由于當V(NaOH) >20.00 mL后， NaOH溶液過量，弱酸鹽（如：醋酸鈉）的水解受到抑制，滴定液的pH均由過量NaOH溶液決定，故滴定曲線基本重合。

2 多元酸的滴定曲線

2.1氫硫酸-氫氧化鈉的滴定曲線

同一元弱酸相似，可以得到三個關系式：

用同樣的方法繪制出0.10mol/L NaOH溶液滴定20.00mL、0.10mol/L H2S的滴定曲線，觀察滴定曲線，和一般設想的二元弱酸應有兩個滴定突躍并不吻合，這是由于Ka2(H2S)<10-10。

2.2 磷酸-氫氧化鈉的滴定曲線

同二元弱酸的推理過程相似， 得Vb-c(H+)函數關系式。

同樣的方法繪制出0.10mol/L NaOH溶液滴定20.00mL、0.10mol/L H3PO4的滴定曲線。觀察滴定曲線，和一般設想的三元弱酸應有三個滴定突躍也不吻合，這是由于Ka3(H3PO4)<10-10。

3 滴定曲線的 Excel繪制法

3.1建立pH-V(NaOH)數據庫

(1)打開Microsoft Excel，將工作表sheet1重命名為pH -V(NaOH)。

(2)在A列建立pH數據

在A1單元格輸入1，A2單元格輸入1.1，選中單元格A1、A2，用鼠標按住A2右下角\"▂\"往下拖動鼠標，建立以1為首項，0.1為公差的遞增數列，末項取12.6，單元格為A117。

(3)在B列產生c(H+)數據

在B1單元格輸入\"=POWER（10，-A1）\"，回車；選中單元格B1，雙擊B1右下角\"▂\"。

（4）在C列產生c(OH+)- 數據

在C1單元格輸入 =B1-POWER(10，-14)/B1 ，回車；選中單元格C1，雙擊C1右下角\"▂\"。

（5）在D列產生NaOH溶液滴定鹽酸的Vb數據

在D1單元格輸入=(2-20*C1)/(0.1+C1) ，回車；選中單元格D1，雙擊D1右下角\"▂\"。

（6）在E列產生NaOH溶液滴定Ka=10-2的弱酸的Vb數據

在E1單元格輸入 =20*(POWER(10，-2)*0.1/(POWER(10，-2)+B1)-C1)/(0.1+C1)，回車；選中單元格E1，雙擊E1右下角\"▂\"。

（7）在F列產生NaOH溶液滴定Ka=10-4的弱酸的Vb數據

在F1單元格輸入 =20*(POWER(10，-4)*0.1/(POWER(10，-4)+B1)-C1)/(0.1+C1)，回車；選中單元格F1，雙擊F1右下角\"▂\"。

（8）在G列產生NaOH溶液滴定Ka=10-6的弱酸的Vb數據

在G1單元格輸入 =20*(POWER(10，-6)*0.1/(POWER(10，-6)+B1)-C1)/(0.1+C1)，回車；選中單元格G1，雙擊G1右下角\"▂\"。

（9）在H列產生NaOH溶液滴定Ka=10-8的弱酸的Vb數據

在H1單元格輸入 =20*(POWER(10，-8)*0.1/(POWER(10，-8)+B1)-C1)/(0.1+C1)，回車；選中單元格H1，雙擊H1右下角\"▂\"。

（10）在I列產生NaOH溶液滴定Ka=10-10的弱酸的Vb數據

在I1單元格輸入=20*(POWER(10，-10)*0.1/(POWER(10，-10)+B1)-C1)/(0.1+C1)，回車；選中單元格I1，雙擊I1右下角\"▂\"。

（11）在J列產生NaOH溶液滴定醋酸的Vb數據

在J1單元格輸入=20*(1.75*POWER(10，-5)*0.1/(1.75*POWER(10，-5)+B1)-C1)/(0.1+C1)，回車；選中單元格J1，雙擊J1右下角\"▂\"。

（12）在K列產生NaOH溶液滴定氫硫酸的Vb數據

在K1單元格輸入=20*((2*1.3*POWER(10，-7)*7.1*POWER(10，-15)+1.3*POWER(10，-7)*B1)*0.1/(POWER(B1，2)+1.3*POWER(10，-7)*B1+1.3*POWER(10，-7)*7.1*POWER(10，-15))-C1)/(0.1+C1) ，回車；選中單元格K1，雙擊K1右下角\"▂\"。

（13）在L列產生NaOH溶液滴定磷酸的Vb數據

在L1單元格輸入=20*(0.1*(3*7.1*POWER(10，-3)*6.3*POWER(10，-8)*4.2*POWER(10，-13)+2*7.1*POWER(10，-3)*6.3*POWER(10，-8)*B1+7.1*POWER(10，-3)*POWER(B1，2))/(POWER(B1，3)+POWER(B1，2)*7.1*POWER(10，-3)+7.1*POWER(10，-3)*6.3*POWER(10，-8)*B1+7.1*POWER(10，-3)*6.3*POWER(10，-8)*4.2*POWER(10，-13))-C1)/(0.1+C1)，回車；選中單元格L1，雙擊L1右下角\"▂\"。

3.2作出pH散點圖

以系統繪制一元酸-氫氧化鈉的滴定曲線為例。

在工作表pH -V(NaOH)中，進行下列操作，可作出pH-V(NaOH)散點圖：

選中A列→菜單 → 插入 →圖表 → XY散點圖 → 下一步→系列→名稱→X值→Y值→添加→名稱→X值→Y值→ ......→作為新的工作表插入，并取名：一元酸。

系列名稱、X值、Y值按下表所示輸入，或通過選中始單元格，再向下拖動填充柄到末單元格的方法選中數據范圍。

3.3 保存文件

保存文件，命名為：酸堿滴定曲線

參考文獻:

[1]人民教育出版社，課程教材研究所，化學課程教材研究開發中心.化學反應原理[M].北京：人民教育出版社，2006.

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。”