酸碱中和滴定，为什么石蕊变色原理范围大，就说它不够灵敏？滴定时ph变化范围也很大啊？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-10-13 14:59 标签： 酸碱中和滴定
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实验室现有3种酸碱指示剂，其pH变色范围如下 甲基橙：3．1~4．4 石蕊：5．0~8．0 酚酞：8．2~10．0 用0．1000mol/L NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液，反应恰好完全时，下列叙述中正确的是
A．溶液呈中性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂 B．溶液呈中性，只能选用石蕊作指示剂C．溶液呈碱性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂 D．溶液呈碱性，只能选用酚酞作指示剂
题型：单选题难度：中档来源：同步题
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据魔方格专家权威分析，试题“实验室现有3种酸碱指示剂，其pH变色范围如下甲基橙：3．1~4．4石蕊：..”主要考查你对&&酸碱中和滴定&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
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酸碱中和滴定
酸碱中和滴定：用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测 定未知物质的量浓度的碱(或酸)的方法叫做酸碱中和滴定。 (1)原理：对于一元酸和一元碱发生的中和反应，C酸V酸＝C碱V碱&或：C未知V未知＝C标准V标准，(2)仪器：a.酸式滴定管 b.碱式滴定管c.铁架台d.滴定管夹e.锥形瓶 f.烧杯g.胶头滴管等 (3)装置图：&(4)操作步骤： 洗涤、检漏、水洗、润洗、装液、去泡、调液面记录、放待测液、加指示剂、滴定、记录、 计算、误差分析 (5)数据处理依据： c(NaOH)=c(HCl)V(HCl)/V(NaOH) (6)误差分析： ①仪器润洗不当：a.盛标准液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗； b.盛待测液滴定(移液)管用蒸馏水洗后未用待测液润洗； c.锥形瓶用蒸馏水洗后再用待测液润洗； ②读数方法有误：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& a.滴定前仰视，滴定后俯视；&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& & b.滴定前俯视，滴定后仰视；&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& & c.天平或量筒的使用读数方法错误；&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ③操作出现问题：& a.盛标准液的滴定管漏液； & b.盛待测液的滴定管滴前尖嘴部分有气泡,终了无气泡 &&& (或前无后有)； & c.振荡锥形瓶时，不小心有待测液溅出；&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& & d.滴定过程中，将标准液滴到锥形瓶外；&&中和滴定中的误差分析:
中和滴定是一个要求较高的定量实验，每一个不当的或错误的操作都会引起误差。 对于一元酸与一元碱，由可知，是准 确量取的体积，是标准溶液的浓度，它们均为定值，所以的大小取决于的大小，大则大，小则小。以标准酸溶液滴定末知浓度的碱溶液(酚酞作指示剂)为例，常见的不正确操作对实验结果的影响见下表：中和滴定应注意的问题:
&1．中和滴定中指示剂的使用与选择 (1)用量不能太多，常用2～3滴，冈指示剂本身也是有机弱酸或有机弱碱，若用量太多，会使中和滴定中需要的酸或碱的量增多或减少。 (2)指示剂的选择：中和滴定时一般选用的指示剂有酚酞和甲基橙。石蕊试液由于颜色变化不明显，不易辨别，在滴定过程中不宜使用。 (3)酸、碱恰好完全反应时，终点溶液的pH应在指示剂的变色范围内，如强酸溶液滴定弱碱溶液应选用甲基橙作指示剂；强碱溶液滴定弱酸溶液应选用酚酞作指示剂。 (4)指示剂的变色：最好由浅到深，这样对比明显。如用强碱滴定强酸用酚酞作指示剂较好，当酚酞从无色变为粉红色(或浅红色)且半分钟内不褪色时即达到滴定终点。 2．欲减小实验误差的三点做法 (1)半分钟：振荡，半分钟内颜色不褪去，即为滴定终点。 (2)l一2min：滴定停止后，必须等待l～2min，让附着在滴定管内壁的溶液流下后，再进行读数。 (3)重复：同一实验，要做两到三次，两次滴定所用标准溶液的体积的差值不能超过0．02mL，再取平均值。
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酸碱中和滴定实验中，为何能够依据指示剂的颜色变化来判断溶液是否中和？即使指示剂的变色范围不是以 ph＝7 为边界。
【DigitalPig的回答(14票)】:
提问者说的很对，像甲基橙这种指示剂，在溶液变色的时候，确实还是酸性的。所以如果严格按照滴定的理论来说，此时并不是等量点（equivalent point）。
所有的指示剂都是有它的变色范围的，一般来说，人眼能分辨的指示pH范围是指示剂pKa加减1[1]。大部分指示剂都是有机弱酸或着弱碱，据我所知，还没有pKa正好在7左右的指示剂。那么所有的滴定其实都是错误的？
要回答这个问题，最直观的方法是通过滴定曲线。下面是一个我用LibreOffice Calc做的两条滴定曲线。红色是用强碱（NaOH）滴定强酸（比如HCL）的滴定曲线。而蓝线是强碱滴定弱酸（比如乙酸，acetic acid，计算中用的弱酸的pKa是1E-5）。绿色虚线是理论意义上的等量点（1：1）。绿色矩形是Bromocresol green的变色范围，而红色是phenolphthalein的变色范围。
强碱滴定强酸，滴定曲线开始比较平缓，而后在等量点周围pH迅速从酸性增加到碱性。如果使用Bromocresol green,可以看到在指示剂变色终了时，虽然此时溶液还是酸性，但是滴定容量和等量点非常接近。假设Bromocresol green变色结束之后是pH=5.8, 近似计算表明，此时滴定量为24.9988mL。也就是说，基本和等量点(25mL)只有0.004%的差距。这个误差实际上已经小于实验中产生的系统误差了。同样，如果使用phenolphthalein，变色期间，滴定容量和等量点同样相距很小。所以，虽然此时溶液还是酸性/碱性，但是滴定结果是准确的。
不过，当滴定弱酸时，指示剂的选择就非常重要了。弱酸的滴定曲线是那条蓝线。可以看到，如果还是使用Bromocresol green，那么在指示剂变色终了时，滴定容量离等量点还很远 （V=21mL）。所以，这时候就不能使用Bromocresol green指示剂。而phenolphthalein还是合适的。
总之，当合理选择指示剂的时候，虽然滴定终点不是中性，但是由于结果的误差非常小，所以可以用来计算未知溶液的浓度。
最好的方法，当然还是电势法(potentiometric titration)滴定。电势法滴定可以给出溶液的pH变化。再通过计算pH变化的二界导数（derivative）就能找出infection point，确定等量点。这样既能准确的知道等量点，同时又能消除人眼对于颜色上的误差的影响。同时对滴定曲线的分析还能知道弱酸的pKa。
【段昊的回答(3票)】:
并不认为滴定是一种粗略的浓度测量方法。
任何方法都有系统误差，不可避免。指示剂不能准确地指示终点。所以考虑怎样减小这个误差。
一般滴定的时候要控制滴定管的度数在1/3-2/3之间，以常用的50ml滴定管来说就是要20ml左右。考虑到1滴大约是0.02ml，终点时1滴造成的误差大约是±0.1%。然后大致算一下滴定终点前后1滴的pH值，判断指示剂是不是能够只是终点。比如都是0.1mol/L的强碱滴定强酸，以20.00ml酸滴定终点，终点前后1滴的pH值大约分别是4.3和9.7。这时甲基橙（3.1-4.4）和酚酞（8.2-10.0）都能用，但是甲基橙的结果偏小，酚酞偏大，但都在0.1%以内，都满足要求。再进一步还可以算出使用酚酞做指示剂的系统误差更小一点。
【Abel的回答(0票)】:
滴定终点附近 ph几乎是跃迁的，肉眼判断精度已经比较高了
【根号三的回答(1票)】:
酸碱中和滴定只是一种粗略地测定出未知溶液的浓度的测量方法。原理是：人们在实践中发现，有些有机染料在不同的酸碱性溶液中能显示不同的颜色，酸碱指示剂一般是有机弱酸或有机弱碱。于是，人们就利用它们来确定溶液的pH。这种借助其颜色变化来指示溶液pH的物质叫做酸碱指示剂。 它们的变色原理是由于其分子和电离出来的离子的结构不同，因此分子和离子的颜色也不同。在不同pH的溶液里，由于其分子浓度和离子浓度的比值不同，因此显示出来的颜色也不同。 在实验室做酸碱中和滴定实验中，常用的酸碱指示剂有三种：石蕊，甲基橙和酚酞。（因为石蕊的变色范围（pH5.0～8.0）太宽，到达滴定终点时颜色变化不明显，不易观察。所以一般不用。）在碱滴定酸时选用酚酞，在酸滴定碱时选用甲基橙，甲基橙的变色范围是pH&3.1时变红，3.1~4.4时呈橙色，pH&4.4时变黄，酚酞的变色范围是8.2~10.0，显红色。范围外是无色的。由于酸滴定碱时，滴定到终点时是酸多一滴，所以溶液显酸性，要用甲基橙作指示剂。碱滴定酸，滴定到终点时是碱多一滴，所以溶液显碱性，要用酚酞作指示剂。用酸碱中和滴定法得到的溶液本身就偏碱或偏酸性，存在一定的弊端和实验误差的，而在往加了甲基橙的NaOH溶液中滴定Hcl时，若溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不变色，可得出溶液为中性的结果本身就是一个粗略的说法，确实此时溶液是显酸性，ph小于4.4。
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