爱华网实验十一利用pH传感器绘制酸碱中和滴定曲线
107012010009徐珊珊
【实验教学研究目的】
1.学习使用手持技术（数据采集器+传感器+多媒体计算机构成的一种新型掌上实验系统——HandheldsystemLaboratory）进行定性、定量实验的方法.
2.了解pH传感器的实时检测功能，并借助数据采集器和计算机直接生成数据曲线，便携、直观的特点感受手持技术实验的方法、原理。
3.进一步认识酸碱滴定中的“突越”的存在，加深理解应用手持技术进行实验对中学教学的功能。
【实验教学方案设计】
手持技术的介绍手持技术又称掌上技术,是由数据采集器、传感器和配套的软件组成的定量采集各种常见数据并能与计算机连接的实验技术系统。该系统能采集的理科数据包括电流、电压、光强度、温度、力、气压、磁场、音量、距离、pH、溶解氧、电导率、CO2浓度、色度以及Ca2+、NO3-、NH4+、Cl-的浓度、相对湿度、心电图等。手持技术最突出的特点有以下几点。便携：数据采集器和传感器都较小，在手掌上就可以操作，采集多种数据，故形象地称为手持技术仪器。其便携性可让师生能随时随地进行定量的探究活动，并将实验的过程及结果储存。
手持技术最突出的特点有以下几点：便携:数据采集器和传感器都较小,在手掌上就可以操作,采集多种数据,故形象地称为手持技术仪器。其便携性可让师生能随时随地进行定量的探究活动,并将实验的过程及结果储存,这将使传统实验.
化学定量分析的方法很多，而滴定法是其中最基本、最简单的一种，但是滴定的手段有很多种，根据具体情况可以采用不同的滴定方法（如：酸碱滴定、氧化-还原滴定、沉淀滴定、络合滴定），酸碱中和滴定是用来测定酸或碱浓度的一个重要的定量实验，也是最基本的滴定法之一。
实验装备：
器材：装有Windows2000（或以上）操作系统的计算机、“苏威尔数字化信息系统实验室”分析软件、连接器（SWDIS100-Ⅲ）、pH传感器（SWDIS104）、温度传感器（SWDIS101）、磁力搅拌器、100ml锥形瓶若干、50ml酸式和碱式滴定管、磁子
药品：蒸馏水、0.1000mol/L盐酸溶液、0.1000mol/LNaOH溶液
实验步骤：
1、如图示连接系统及实验装置，并用标准溶液校正pH传感器，测量并记录室温；
2、用蒸馏水洗净碱式滴定管，再用标准碱溶液润洗3遍，装入0.1mol/LNaOH溶液，并调节记录初始读数，待用；
3、用蒸馏水洗净一个100ml的烧杯，用移液管准确移取20.00ml待测酸溶液，放入磁子；
4、用标准NaOH溶液滴定待测盐酸溶液，过程中用磁力搅拌器不断搅拌烧杯中溶液。开始时可滴加间隔较大体积的碱液测一次pH，并与滴加的累积体积一同记录在数字实验室程序中，当接近终点的时候，滴加和测量pH的间隔要小，如每加一滴测一次pH；
5、当到达终点发生pH突变后，继续小心滴加碱液，间隔要小，记录pH和滴加体积，随着pH趋于平缓间隔可逐渐增大，过终点后再继续滴几毫升碱液即可。
6、在数字实验室程序中，用pH对滴定体积进行描点绘图，用光滑曲线连接成中和滴定曲线，指出突变范围和滴定终点。
7、根据NaOH标准溶液的浓度和滴定体积，计算出待测盐酸的浓度。
8、重复上述步骤用酸滴定碱。
实验结果：
结论与分析：
通过实验，说明强酸强碱中和滴定的终点在pH=7附近，并且从pH-V的滴定曲线可以看出在pH=7附近有pH的突变，突变的中点即滴定终点，两侧的曲线变化较为平缓。根据c酸V酸=c碱V碱，V酸由移液体积已知，c碱为标准碱液浓度，已知，V碱通过滴定终点可得，因而可以计算出待测酸的浓度。突变范围大约是从4.3-9.7，常用的指示剂如下
指示剂理论变色点pKpH变色范围颜色（酸色-碱色）
甲基橙3.33.1-4.4红----黄
甲基红5.24.4-6.2红----黄
酚酞9.18.0-9.6无色—紫红
因此选甲基红或酚酞作指示剂比较好，酚酞由于是从无色变到紫红（碱滴定酸），肉眼比较容易观察到，误差小，选酚酞最好。
实际滴定采用浓度为0.1mol/L的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸溶液，室温18.3℃。滴定曲线如图，可得红叉处就是滴定终点，终点所耗NaOH溶液体积18.10mL。实验的误差主要由仪器误差，人为误差，室温不是25℃,H+离子的活度系数小于1等因素所致。
实验关键点：
本实验关键在于近终点时滴定一定要小心，一滴一滴地加，不断搅拌，保证反应完全，溶液均匀，测pH值时准确读取滴定体积；过终点后也如此，直至pH变化平缓。
【教案】
引入我们知道在生活中有很多时候会遇上一些酸碱的侧量。之前的学习中，我们可以利用简单的指示剂和pH试纸来测量溶液的pH。但是如果要准确测量pH时，我们要怎么办？
讲解这个就联系到我们今天要学习的知识了。我们知道酸会和碱发生中和反应。那么如果我们知道中和待测液的酸或者碱用了多少，就可以推出待测液的酸碱度了。
设问那么我们应该如何辨别反应达到终点了呢？也就是当溶液呈中性的时候，该怎么来进行这个测定？
解答在实验中我们通常会用酚酞来鉴别碱，用甲基橙或甲基红来鉴别酸。如果用已知浓度的碱液来滴定酸，那么当反应完全的时候，理论上应该是中性。但是，在实际操作中，不可避免的会有稍微的碱过量，此时溶液显弱碱性，那么我们就可以用一些指示剂来显示滴定的终点。
讲解接下来，我们要进行今天的实验了。首先，我们用的滴定管需要先洗干净；其次，是检漏，如果滴定管存在问题，将无法准确地进行实验；第三步，就是要润洗，滴定管中残留有水珠的话，将会稀释我们的标准液。
提问准备工作还有一项，我们将需要滴定的待测液装入锥形瓶中，滴加几滴指示剂就可以了。那么，我问一下同学们，我可不可以往这瓶待测液中加水稀释呢？又或者在将待测液装入锥形瓶中，需要润洗一下？
解答嗯，确实是可以稀释的。因为待测液即便是稀释了，里面的H+也还是那么多。但是是不可以润洗的，如果润洗了，锥形瓶中会残余部分的溶液，影响实验结果。
讲解最后也是，最重要的一部分。开始滴定了，轻轻的挤压碱式滴定管的橡胶部分，使碱液缓慢地滴下来。直到最后一滴滴下，锥形瓶中的溶液颜色突然改变，就可以停止滴定。此时达到了我们的滴定终点了。
