另見：w:滴定

滴定的用途

滴定可以產生兩條資訊之一

當兩種試劑都已知，它們的反應已知，但只知道一種濃度時；滴定可以計算未知濃度。
當兩種試劑及其濃度都已知，但反應未知時；滴定可以計算未知反應。

樣品製備

滴定樣品必須包含已知化學物質，以便可以選擇與其反應的標準化學物質。

樣品中不得含有任何會干擾主要反應的雜質。

樣品需要以溶液的形式存在。為了測定氣體和固體，可以將物質溶解在合適的溶劑中（例如水）。

在某些情況下，樣品會與溶液發生反應，然後滴定剩餘的反應物。這被稱為回滴反應。

示例：1.00 克不純的碳酸鈣與 100 cm³ 的 0.4 mol dm⁻³ 鹽酸反應。透過滴定發現酸濃度為 0.21 mol dm⁻³，這意味著只有 0.0095 mol 的碳酸鹽反應。此量的碳酸鹽的質量為 0.95 克，因此我們可以說碳酸鈣含有 5% 的雜質。

標準程式和裝置

標準溶液

標準溶液是指濃度已知的溶液。濃度單位為摩爾每立方分米，即 mol dm⁻³

基準物質 - 這是一種可以獲得純淨狀態的化學物質。它是測量其他溶液濃度的基礎，並且必須具備以下特性

它不應風化、潮解或吸溼
它必須在溶液中保持穩定足夠長的時間
它必須具有相當大的摩爾質量，以減少稱量誤差

將礦井水樣品透過離子交換樹脂可以將金屬離子替換為鈉離子。此過程將所有硫酸鹽轉化為硫酸鈉。酸濃度在 0.6-0.7 mol dm⁻³ 範圍內，但我們需要透過滴定準確測量它。

實驗1：製備標準物質（碳酸鈉 0.5 mol dm⁻³）

將稱量瓶放在天平上並調零以獲得零讀數。稱取大約 5.3 克碳酸鈉。
將稱量瓶從天平上取下，將天平歸零，並稱量整個瓶子的重量。
將瓶子中的內容物倒入一個乾淨的燒杯（100 cm³）中 - 它不必乾燥。
稱量空瓶的重量。
向燒杯中加入去離子水（約 50 cm³），並攪拌以溶解碳酸鈉。始終將玻璃棒留在溶液中 - 如果將其放下，您會損失一些到工作臺上。
現在透過漏斗將溶液轉移到容量瓶（100 cm³）中，並用洗瓶將所有剩餘的溶液滴入燒瓶中。還將玻璃棒和漏斗洗入燒瓶中。
取下漏斗，將溶液補充到刻度線，即直到彎月面的底部正好與燒瓶頸部的刻度線對齊 - 使用滴定管進行此操作。塞住燒瓶，透過至少顛倒燒瓶 10 次來混合溶液（搖晃不好）。
如有必要，小心地再次將溶液補充到 100 cm³。
立即在燒瓶上貼上標籤，寫上您的姓名、溶液名稱及其濃度。

稱量結果

樣品和瓶子的質量：________ g
空瓶的質量：________ g
樣品的質量：________ g
溶液濃度 _________ g dm⁻³
碳酸鈉的 M_r：_________
溶液的摩爾濃度：_________ mol dm⁻³

滴定

使用碳酸鈉標準溶液（0.5 mol dm⁻³）滴定礦井水，以確定其酸含量。

使用移液管將 25 cm³ 的礦井水等分試樣量取到 4 個錐形瓶中。
加入幾滴甲基紅或篩選甲基橙指示劑。
用碳酸鈉（0.5 mol dm⁻³）填充滴定管。
滴定以獲得一致的結果。
在下面的表格中記錄結果

	粗略	第一次準確	第二次準確	第三次準確
滴定管最終讀數 (cm³)
滴定管初始讀數 (cm³)
滴定度 (cm³)

指示劑

平均滴定度

計算

汙染水的酸是硫酸。

寫出碳酸鈉與鹽酸反應的平衡方程式。
計算酸的濃度。

風險評估

化學品/程式	危險	建議來源	如何降低風險	處置
碳酸鈉	刺激性	CLEAPPS 危險品卡片	使用時佩戴實驗服和護目鏡	對於溢位物，用水沖洗，丟棄接觸該物質的衣物
硫酸 0.05 – 0.15 mol dm-3	由於濃度低，因此具有刺激性	CLEAPPS 危險品卡片	始終佩戴實驗服和護目鏡	用水沖洗並丟棄受汙染的衣物
甲基橙	染色/最小危害		不要吞嚥，穿實驗服以保護衣物	如果吞嚥，用清水徹底漱口
執行滴定管龍頭	過量	導師	始終確保您用左手轉動龍頭，用右手旋轉	如果過量，請重複操作
將移液管固定到移液管填充器中	破損/刺傷	常識	握住移液管頂部，靠近開口處，然後戴上，不要施加過大的壓力	如果破損，請勿觸控，用掃帚和簸箕清理
玻璃器皿	破損/刺傷	常識	使用正確的程式	如果破損，請勿觸控，用掃帚和簸箕清理
稱量天平	觸電	學生安全資料表	不要觸控裸露的導體	如果觸電，請尋求醫療建議

觀察和測量

酚酞：（指示劑）

新增到鹼性溶液中

滴定管

>在滴定管中取 50 毫升酸。

>量筒取 25 毫升鹼。

>現在讀取五次讀數

>如果這些讀數不在 11 到 15 毫升之間，則某些滴定讀數可能存在錯誤。

結果的解釋、計算和評估

基於礦井水情景的練習

礦井水樣品可以透過陽離子交換樹脂進行淨化，使其僅包含硫酸和硫酸鈉，這不會干擾酸鹼滴定。

酸濃度非常高，因此在滴定前，將其用移液管吸取 25 cm3 到容量瓶中，並將溶液補充到 250 cm3。

以下資料由六名學生獲得

A. 將 2.240 克十水合碳酸鈉溶解以製備 250 cm3 的溶液。當用此溶液滴定 25 cm3 的礦井水殘留物時，需要 49.50 cm3 來中和酸。酸濃度是多少？

B. 將 2.426 克十水合碳酸鈉溶解以製備 250 cm3 的溶液。當用此溶液滴定 25 cm3 的礦井水殘留物時，需要 44.85 cm3 來中和酸。酸濃度是多少？

C. 將 3.205 克十水合碳酸鈉溶解以製備 250 cm3 的溶液。當用此溶液滴定 25 cm3 的礦井水殘留物時，需要 34.60 cm3 來中和酸。酸濃度是多少？

D. 將 4.730 克十水合碳酸鈉溶解以製備 250 cm3 的溶液。當用此溶液滴定 25 cm3 的礦井水殘留物時，需要 24.25 cm3 來中和酸。酸濃度是多少？

E. 將 4.95 克十水合碳酸鈉溶解以製備 250 cm3 的溶液。當用此溶液滴定 25 cm3 的礦井水殘留物時，需要 32.70 cm3 來中和酸。酸濃度是多少？

F. 將 5.700 克十水合碳酸鈉溶解以製備 250 cm3 的溶液。當用此溶液滴定 25 cm3 的礦井水殘留物時，需要 19.15 cm3 來中和酸。酸濃度是多少？

繪製 250 cm3 中碳酸鹽的質量與滴定中使用的碳酸鹽體積的關係圖。

從圖中確定哪些結果（如果有）不可靠。

根據圖表，估算碳酸鹽的平均質量和所需的平均體積。

根據您的估算，計算硫酸的濃度。

找出實驗中使用的儀器所帶來的百分比誤差。

儀器

滴定管誤差：0.1 cm3
移液管誤差：25 cm3 中 0.06 cm3。
容量瓶：250 cm3 中 0.3 cm3。
頂置天平誤差：0.001 g

學生對酸濃度估計值的百分比變化是多少？

估算本實驗的總誤差。

情景 1 的實驗工作

礦井水樣中酸含量的分析。

將礦井水樣透過離子交換樹脂可以將金屬離子替換為鈉離子。此過程將所有硫酸鹽轉化為硫酸鈉。酸濃度在 0.6 - 0.7 mol dm⁻³ 範圍內，但我們需要透過滴定法精確測量它。

實驗 1：製備基準標準品

(碳酸鈉 0.064 mol dm-3)

註釋

標準溶液 - 這是已知濃度的溶液。濃度單位為摩爾每立方分米，即 mol dm-3

基準標準品 - 這是可以獲得純淨狀態的化學物質。它是測量其他溶液濃度的基礎，並且必須具備以下特性

它不應風化、潮解或吸溼
它必須在溶液中保持穩定足夠長的時間
它必須具有相當大的摩爾質量，以減少稱量誤差

製備標準溶液的方法

1. 將稱量瓶放在天平上並調零以獲得零讀數。稱取約 4.55 g 碳酸鈉。

2. 將稱量瓶從天平上取下，將天平歸零，然後稱量整個瓶子。

3. 將瓶子中的內容物倒入乾淨的燒杯 (100 cm3) 中 - 無需乾燥。

4. 稱量空瓶。

5. 向燒杯中加入去離子水（約 50cm3）並攪拌以溶解碳酸鈉。始終將玻璃棒留在溶液中 - 如果放下，您會損失一些到工作臺上。

6. 現在透過漏斗將溶液轉移到容量瓶 (250 cm3) 中，並用洗瓶將溶液的所有剩餘液滴沖洗到燒瓶中。還將玻璃棒和漏斗沖洗到燒瓶中。

7. 取下漏斗，將溶液加至刻度線，即直到彎月面的底部正好與燒瓶頸部的刻度線對齊 - 使用滴定管進行此操作。塞住燒瓶，至少顛倒燒瓶 10 次混合溶液（搖晃不好）。

8. 必要時小心地將溶液再次加至 250 cm3。

9. 立即在燒瓶上貼上您的姓名、溶液名稱及其濃度標籤。

稱量結果

裝有樣品的瓶子質量 ________ g
空瓶質量 ________ g
樣品質量 ________ g
溶液濃度 _________ g/100 cm3
_________ g dm-3
碳酸鈉的摩爾質量 _________
溶液的摩爾濃度 _________ mol dm-3

滴定

使用碳酸鈉標準溶液（約 0.064 mol dm-3）滴定礦井水，以確定其酸含量。

程式

稀釋

1. 使用移液管將 25cm3 礦井水樣品測量到乾淨的 250 cm3 容量瓶中。

2. 加入水，使溶液體積達到 250 cm3

滴定

滴定管中的溶液：（給出濃度）
移液管中的溶液
移液管體積
指示劑
顏色變化
其他細節

3. 使用移液管將 25cm3 稀釋礦井水樣品測量到 4 個錐形瓶中。

4. 加入幾滴甲基紅或篩選甲基橙指示劑。

5. 用碳酸鈉 (0.064 mol dm-3) 填充滴定管。

6. 滴定以獲得一致的結果。

7. 將結果記錄在下表中

	粗略	第一次準確	第二次準確	第三次準確
第二次滴定管讀數
第一次滴定管讀數
滴定度

計算

汙染水的酸是硫酸。

在您對該實驗的報告中

1. 寫出碳酸鈉與鹽酸反應的平衡方程式。

2. 根據平均滴定度計算酸的濃度。

平均滴定度 = cm3

百分比誤差：（顯示計算結果）

您的報告應包括

樣品的描述及其滴定準備（離子交換樹脂、稀釋）。
您用於估算酸濃度的方法的說明
酸濃度的計算以及方法和結果的評估。

錯誤

我們在滴定中使用的裝置具有以下公差

滴定管 0.1 cm3
25 cm3 移液管 0.06 cm3
250 cm3 容量瓶 0.3 cm3
三位小數天平：0.001 g

每件裝置都會給結果帶來隨機誤差。減少此誤差的唯一方法是重複實驗或使用更精確的裝置——我們沒有時間或金錢。

為了計算總誤差，我們可以將每件裝置的誤差加起來。首先，必須將誤差寫成百分比

滴定管上的 23.2 cm3 讀數 - 誤差為 0.1 cm3，即 _________ %

公差為 0.06 cm3 的 25 cm3 移液管；__________ %

精度為 ± 0.001 g 的天平上的 1.372 g 讀數；__________ %

用於配製溶液的 250 cm3 容量瓶；__________ %

因此，問題 (3) 的答案的總誤差為 ___________ %

您執行實驗的方式中的錯誤不太容易發現，但如果您進行多次滴定讀數，您可以估算出您透過滴定方式造成的隨機誤差

考慮最終結果不確定性的最簡單方法是檢視滴定值與平均值的偏差，例如，25.15 cm3 中 0.15 cm3 的偏差導致 0.6% 的不確定性。

用於計算平均滴定度的讀數

25.0 25.1 25.2 25.3

精度最好表示為可能值的“擴充套件”，例如 25.15 ± 0.15 或 25.15 ± 0.6%。 “擴充套件”通常是“標準偏差”，可以根據範圍估算：將範圍除以下表中的轉換因子

樣本大小	轉換因子
2	1.5
3-6	2.5
7-12	3
13-30	4
31-150	5
151-500	6	501+	6.5

[1]

因此，對於我們的四個值：25.0 25.1 25.2 25.3

範圍為 0.3，因此標準偏差為 0.3/2.5 = 0.12 cm3 或 0.48%

結果：25.15 ± 0.12 cm3 或 25.15 cm3 ± 0.48%

這些值的標準偏差是多少

23.1 23.3

這些值的標準偏差是多少

23.1 23.3 23.2 23.1 23.3 23.2 23.1 23.3 23.2

請注意，隨著讀數的增加，標準偏差如何減小。還要注意，以這種方式計算的誤差可以新增到裝置誤差中以估算總誤差。