# 酸碱滴定

> 化学 · IB SL
> 来源: https://www.owlsprep.com/zh/study/ib-chemistry-sl-u6-acid-base-titrations/

我们将介绍滴定实验操作流程、容量计算、pH曲线解读、指示剂选择，以及IB化学SL考试中常见的失分陷阱。

**先修:** [水溶液中的物质的量化学计量](https://www.owlsprep.com/zh/study/ib-chemistry-sl-u1-molar-calculations/); [强酸、弱酸与强碱、弱碱的性质](https://www.owlsprep.com/zh/study/ib-chemistry-sl-u6-acid-base-properties/)

## 学习目标

- 描述标准酸碱滴定操作流程与容量玻璃仪器的正确使用方法
- 通过化学计量计算求解未知酸或碱的浓度
- 解读所有强酸/弱酸-强碱/弱碱组合对应的pH滴定曲线的核心特征
- 利用pKa值为不同类型的滴定选择合适的指示剂

## 滴定浓度计算

所有滴定计算都遵循4步化学计量流程，使用连续一致的滴定体积的平均值来减小随机误差。你必须使用配平的反应方程式得到的物质的量比例来关联酸和碱的物质的量。

**滴定计算公式** — 其中$n_a$和$n_b$分别是配平反应方程式中酸和碱的化学计量系数。

*记法:* $c_a V_a / c_b V_b = n_a / n_b$

*例:* 对于1:1反应HCl + NaOH → NaCl + H₂O，$n_a = n_b$，因此$c_a V_a = c_b V_b$。

**例题:** 取25.0 cm³浓度为0.120 mol dm⁻³的H₂SO₄溶液滴定未知浓度的KOH溶液，连续一致的平均滴定体积为24.6 cm³，求KOH的浓度。

1. 写出配平的反应方程式，得到物质的量比例：

   $$H_2SO_4 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O$$
2. 将体积转换为dm³，计算H₂SO₄的物质的量：

   $$n(H_2SO_4) = 0.120 \times (25.0 / 1000) = 0.00300 \text{ mol}$$
3. 利用1:2的物质的量比例计算KOH的物质的量：

   $$n(KOH) = 2 \times 0.00300 = 0.00600 \text{ mol}$$
4. 使用滴定体积计算KOH的浓度：

   $$c(KOH) = 0.00600 / (24.6 / 1000) = 0.244 \text{ mol dm}^{-3}$$

*计算器:* allowed

## 常见错误

- **错误做法:** 计算物质的量前忘记将cm³转换为dm³
  - 原因: 标准浓度单位是mol dm⁻³，因此体积必须除以1000才能匹配单位
  - 正确做法: 进行任何滴定计算前，务必先将所有体积值转换为dm³
- **错误做法:** 用待测液润洗锥形瓶
  - 原因: 残留的待测液会引入未被测量的额外物质的量，导致滴定体积虚高
  - 正确做法: 仅用蒸馏水润洗锥形瓶；残留的水不会改变待测液的总物质的量
- **错误做法:** 假设所有等当点的pH都为7
  - 原因: 只有强酸-强碱滴定在等当点生成中性盐，其他组合生成的盐呈酸性或碱性
  - 正确做法: 通过等当点生成的盐的性质判断pH是小于、等于还是大于7
- **错误做法:** 在强酸-弱碱滴定中使用酚酞作为指示剂
  - 原因: 酚酞在pH大于8时变色，超出该滴定曲线的陡峭垂直区间
  - 正确做法: 使用甲基橙，它的变色pH范围3.1-4.4完全落在强酸-弱碱滴定的突跃区间内
- **错误做法:** 滴定到第一次出现浅变色就停止，且不重复实验
  - 原因: 单次滴定值通常存在较大随机误差，导致最终浓度计算结果错误
  - 正确做法: 重复滴定直到得到两个相差不超过0.1 cm³的一致滴定值，再取两者的平均值

## 速查表

| 滴定类型 | 等当点pH | 合适的指示剂 | 指示剂pKa |
| --- | --- | --- | --- |
| 强酸 + 强碱 | 7 | 甲基橙 / 酚酞 | 3.7 / 9.3 |
| 强酸 + 弱碱 | <7 | 甲基橙 | 3.7 |
| 弱酸 + 强碱 | >7 | 酚酞 | 9.3 |
| 弱酸 + 弱碱 | ~7 | 无合适指示剂 | 不适用 |

## 下一步

掌握酸碱滴定能为你打下定量分析的基础技能，该知识点在IB化学SL的3个独立评估目标中均有考察，覆盖Paper 2实验操作类考点和延伸计算类考点。该知识可直接迁移到相关的酸碱平衡主题，包括缓冲溶液性质和盐溶液pH计算。后续学习氧化还原滴定时，你也会用到完全相同的容量分析流程，这类题在过往试卷中通常是6分以上的延伸问答大题。完成2-3道过往试卷中的滴定计算题巩固操作流程后，再继续学习更进阶的平衡内容。

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