酸碱平衡与滴定

滴定曲线

/ ty-TRAY-shun KURV /

想象你一杯一杯地往浴缸里加水,并记录水位。很长一段时间里,每加一杯几乎都看不出变化,然后浴缸突然溢出,水位猛地跳起来。滴定曲线讲的就是 pH 版本的同一个故事:一张图,显示当你稳稳地加入另一种试剂时,溶液的 pH 如何变化。

具体来说,滴定曲线把一个测得的量——在酸碱滴定中通常是 pH——对加入的滴定剂体积作图。它的形状道出了全过程:在溶液被缓冲、抵抗变化的地方是平缓的斜坡,然后在化学计量点处出现一个陡峭的、近乎垂直的跳变,那里几乎所有的待测物刚好反应完。弱酸曲线的中点甚至直接揭示了这种酸的 pKa。

这条曲线之所以重要,是因为它陡峭的那一段正是你读取终点、判断某种指示剂是否会在恰当时刻变色的地方。一个诚实的提醒是:只有当反应相当完全、物种相当浓时,跳变才会陡峭——对于很弱的酸或很稀的溶液,曲线会变平,化学计量点就难以用肉眼定位了。

用强碱氢氧化钠滴定强酸盐酸,得到的曲线先在 pH 1 附近徘徊,然后在化学计量点处几乎垂直地跃过 pH 7,最后稳定在 pH 13 附近——那陡峭的中段在一滴之内就跨越了好几个 pH 单位。

那近乎垂直的跃升标记着反应刚好完成的化学计量点。

化学计量点并不总在 pH 7。用强碱滴定弱酸会留下一种碱性的盐,所以化学计量点位于 7 以上;用强酸滴定弱碱则落在 7 以下。