粗鹼中含鹼總量之測定

由於上一個星期已經學過的酸、鹼標定/滴定，這個星期更進一步要學會滴定有兩個當量點的碳酸根。

粗鹼：soda ash，指常見的白色或是透明的鹽類，有時候是同時混有sodium oxide以及sodium carbonate 跟sodium biscarbonate等成分。至於有關sodium carbonate的資料可以在wikipedia找到。http://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_carbonate

NaCl氯化鈉

因為carbonate碳酸根為鹼性，所以溶於水可以知道為鹼性，滴定的圖變成是由鹼到酸，第一當量點先用酚酉太指示劑，當pH超過8.3就由粉紅色變成無色，之後加入此次實驗所選用的混合指示劑。下圖就是碳酸根溶於水之後加入酚酉太的顏色（3重複），請先滴定到酚酉太指示劑變成無色。

之後加入綠色的甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑(2:3)，溶液呈現淺綠色，請先滴定到淺綠色快要消失後變成灰色，過量會變成蜜桃色，先放置加熱板上加熱，趕去形成緩衝溶液的CO2。溶液顏色變化會恢復呈灰色或是淺綠色，之後放置到室溫，再繼續用已標定的HCl滴定至灰色。pH值會因溫度不同而有所變化，所以一定要回室溫。可以用水流冷卻或是用冰浴。

加熱到沸騰2 mins

為了方便實驗時顏色變化的觀察，請放一張白色的紙張在錐形瓶下方，此為蜜桃色，跟先前的酚酉太粉紅不一樣，如果出現這個樣子就是煮的太過，需要反滴定。

因為趕完CO2會變成比較鹼性，所以指試劑會變色。

實驗中所使用的指示劑甲基紅Methyl Red分子式：C15H15N3O2，變色範圍pH4.4(紅)-6.2(黃)http://en.wikipedia.org/wiki/Methyl_red。

實驗中所使用的指示劑甲基橙Methylorange，變色範圍pH3.1(紅)-4.4(黃)。http://en.wikipedia.org/wiki/Methylorange

實驗中所使用的溴甲酚綠Bromocresol Green，分子式：C21H14Br4O5S，變色範圍pH3.8(黃)-5.4(青)。http://en.wikipedia.org/wiki/Bromocresol_green

實驗中所使用的Indigo Carmine分子式：C6H8N2Na2O8S2，變色範圍pH11.4(藍)-13.0(黃)。http://en.wikipedia.org/wiki/Indigo_carmine

本次實驗要學會滴定兩個當量點之酸或是鹼並求其Ka1,ka2,kb1,kb2或是以及適當指示劑的挑選。

1061114補充，溴甲酚綠跟甲基紅各配100mL，體積綠2:紅3配。

右邊綠色跟以往不一樣。左邊灰色也更不明顯。

值日生要先用KHP標定NaOH，然後滴定HCl，配置的量要夠全班一起用。受測試的有標準Na2CO3，未知物由助教配置。未知物粗鹼可能有Na2CO3跟NaHCO3跟NaOH等。

每一組有一台pH meter，自己校正，標準Na2CO3滴定前，第一當量點，第二當量點都可以量測。表一都需要填寫數據。

目標：學習雙質子的滴定、複習pH meter的使用。為何需要混合指示劑？

酸鹼滴定(Acid-Base Titration)
臺北縣私立淡江高級中學化學科賴亭吟老師/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

滴定是將已知濃度的標準溶液滴入已知體積的被測溶液中，待反應達終點（指示劑變色）後，利用標準溶液消耗的體積，計算被測溶液的濃度。

酸鹼滴定時，當酸所消耗氫離子莫耳數等於鹼所消耗氫氧根離子莫耳數，此時稱為當量點(equivalent point)。而在滴定過程中，指示劑變色時稱為滴定終點(endpoint)。因為指示劑的變色為一漸進過程，有一定的pH範圍，故滴定終點和當量點不一定相同，但只要選擇合適的指示劑，通常可將滴定終點視為當量點。

滴定過程中，將滴定溶液之體積與待測溶液之pH值繪圖，稱為滴定曲線。由滴定曲線不僅可看出滴定時溶液pH值的變化方向與各個階段的變化速度，也可藉由滴定曲線找出合適的指示劑。最理想的指示劑應該能恰好在當量點時發生顏色變化，也就是使滴定終點剛好為當量點，但實際上卻很難使兩點恰為同ㄧ點。因此指示劑的選擇，主要以滴定過程中，pH值變化最大的範圍為依據，選取變色範圍全部或部分處在此範圍內的指示劑，此時的滴定終點與當量點產生的誤差不會超過±0.1%。

酸鹼滴定可依酸鹼強弱之不同，分為強酸強鹼滴定、強酸弱鹼或強鹼弱酸滴定、弱酸弱鹼滴定等三種滴定，前兩者分別介紹如下：

1. 強酸強鹼滴定

例如氫氧化鈉與鹽酸的滴定，反應方程式如下：

HCl ＋ NaOH → NaCl ＋ H2O

達到當量點時，滴定溶液中所存在的是由強酸和強鹼所形成的鹽NaCl，因此pH值等於７，又可稱為中和點。

滴定曲線如下圖所示，在當量點前後，只要滴定溶液ㄧ點點的體積變化就能使pH值變化甚大。因此對於強酸強鹼滴定，可選擇的指示劑變色範圍很廣，幾乎任何指示劑都可適用。例如甲基橙 (pH 3.1-4.4) 和酚酞 (pH 8.0-10.0) 的變色範圍均有一部分在pH值變化最大的範圍內,因此都可用來最為指示劑，其他如甲基紅、溴瑞香草酚藍和溴百里酚藍等也可用作這類滴定的指示劑。

例如用鹽酸滴定氫氧化銨，反應方程式如下：

HCl + NH4OH → NH4Cl ＋ H2O 達到當量點時，滴定溶液中所存在的是由強酸和弱鹼所形成的鹽NH4Cl，呈酸性。因此強酸弱鹼滴定僅可選擇變色範圍小於pH值為７的指示劑，最常使用如甲基橙或甲基紅。

例如用氫氧化鈉滴定醋酸，反應方程式如下：
NaOH + CH3COOH → CH3COONa ＋ H2O達到當量點時，滴定溶液中存在的是由弱酸及強鹼所形成的鹽 CH3COONa，呈鹼性。因此弱酸強鹼滴定僅可選擇變色範圍大於pH值為７的指示劑，最常使用如酚酞。

由於酸鹼滴定有操作簡便，分析速度快和結果準確等優點，因此在應用上十分廣泛，如測定食物的酸度、胃藥的檢驗等。

參考資料
1. http://www.dfmg.com.tw/member/aux-d/tb00-2k2a.htm
2. http://www.all4you.com.tw/web3/vip/tips/026_c/right_2.htm（滴定曲線圖）
3. http://www.med126.com/edu/200708/14229.html