先用 n = MV(体积用 dm3)求出已知溶液的摩尔数,套用方程式中酸与碱的摩尔比,再求未知的浓度或体积。
本页逐步讲解 SPM化学中的滴定计算:所需公式、需要注意的单位,以及三道示范例题。
何时使用
滴定是中四用来测未知浓度的核心实验。在 SPM化学 里,会给你滴定管与移液管的读数,要你用配平的中和方程式反推出浓度或体积。
公式与单位
对任何溶液,n = M x V,其中 M 是摩尔浓度,V 是以 dm3 为单位的体积。酸与碱之间的联系是方程式给出的摩尔比:
n(酸) / n(碱) = 酸的系数 / 碱的系数
单位。 浓度 M 用 mol dm−3,体积 V 用 dm3(所以把 cm3 读数除以 1000),物质的量 n 用 mol。
完整滴定常写成简式 (Ma x Va) / (Mb x Vb) = a / b,其中 a 与 b 是酸与碱的系数。
例题一(简单)
NaOH + HCl → NaCl + H2O。25.0 cm3 的 0.10 mol dm−3 氢氧化钠被 20.0 cm3 盐酸中和。
求酸的浓度。
- n(NaOH) = 0.10 x (25.0 / 1000) = 0.0025 mol。
- 比 NaOH : HCl = 1 : 1,故 n(HCl) = 0.0025 mol。
- M(HCl) = n / V = 0.0025 / (20.0 / 1000) = 0.125 mol dm−3。
例题二(中等)
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O。25.0 cm3 的 0.20 mol dm−3 氢氧化钠被 15.0 cm3 硫酸中和。
求酸的浓度。
- n(NaOH) = 0.20 x (25.0 / 1000) = 0.0050 mol。
- 比 NaOH : H2SO4 = 2 : 1,故 n(H2SO4) = 0.0050 / 2 = 0.0025 mol。
- M(H2SO4) = 0.0025 / (15.0 / 1000) = 0.167 mol dm−3。
例题三(SPM 水平)
这次求体积。多少体积的 0.25 mol dm−3 氢氧化钠能中和 25.0 cm3 的 0.10 mol dm−3 硫酸?
(H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O)
- n(H2SO4) = 0.10 x (25.0 / 1000) = 0.0025 mol。
- 比 H2SO4 : NaOH = 1 : 2,故 n(NaOH) = 0.0025 x 2 = 0.0050 mol。
- V(NaOH) = n / M = 0.0050 / 0.25 = 0.020 dm3 = 20.0 cm3。
终点与平均滴定体积
实验中用指示剂标出终点,即酸与碱恰好反应之处。你重复滴定,只取相符读数(彼此相差在 0.10 cm3 以内)的平均,再把那个平均体积用于计算。
懂得这一点,就明白题里的数字为何如此,它也常作为算术旁边的简短解释来考。
读懂滴定表
很多题会给出粗测与精测的滴定表格。先撇开粗测那次,再选出彼此相差在 0.10 cm3 以内的读数,把它们相加再除,得到平均滴定体积。
那一个平均体积才是你代入 n = MV 的数字。在动手计算之前先把平均求对,往往和随后的算术一样值分。
也要留意题目的措辞:「滴定至」、「中和所需」与「所用体积」指的都是同一个平均滴定体积,别被句子的排列绕晕。多加练习,读表并挑出相符读数就会成为你按计算器之前的自动动作。
常见陷阱
- 体积没换成 dm3。 用 n = MV 前先把每个 cm3 读数除以 1000,或全程用一致的单位。
- 忽略二元酸的比。 H2SO4 与两倍的 NaOH 反应;2 : 1 的比正是丢分之处。
- 用了粗略读数。 只有相符读数的平均才能进入计算。
- 混淆 M 与 n。 浓度是每 dm3 的量;摩尔数是你所用体积里的总量。
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