關於此實驗
以受控的滴加方式用氫氧化鈉滴定磷酸。測量pH及全部四種磷酸質子化分率，同時追蹤三個化學計量當量體積。
學習目標
- 根據酸和滴定劑的用量計算鹼當量。
- 將滴定區域與磷酸物種分布連結起來。
- 區分當量點與清晰可見的終點。
使用方法
- 1加入一滴0.05 mL的液體，並觀察初始反應。
- 2逐步加入 NaOH，直到第一和第二當量體積附近，同時記錄 pH 和各物種的分率。
- 3考量平衡重疊及水的影響，將半當量區域與相應的 pKa 值進行比較。
- 4檢視第三個當量點，並說明為什麼其水溶液終點不易明確判定。
模型
假設
- pKa 值為 2.15、7.20 和 12.35；在 25 °C 時，Kw 等於 10 的負 14 次方。以濃度取代活度。
- 所有加入的滴定劑體積都會造成稀釋。此系統與二氧化碳隔絕；不考慮磷酸鹽沉澱或其他副反應。
- 儲液槽是標準化供液的示意圖，並非經校正的 50 mL 滴定管。供液時鐘控制加入體積，而不是用來計算中和速率。
- 虛擬指示劑的顏色僅供示意；數值儀表顯示 pH。不假設第三個水溶液當量點會產生明確的實際終點。
在課堂上試試這個實驗
- Q1為什麼優勢磷酸物種會在連續的當量區域之間改變？
- Q2為什麼即使指示劑終點未能明確判定，仍然會存在第三個化學計量當量點？
常見問題
每到一個當量點，所有分子都會立即轉變為下一種質子化狀態嗎？
不會。每個點都是一種平衡分布。即使在當量體積處，也可能有多種質子化狀態共存。
酸或鹼的濃度改變時，當量體積會維持不變嗎？
不會。它們會隨酸的量除以鹼的濃度而變化。使用相應的實際加液體積重新繪製曲線。