滴定是用來分析溶液中酸或鹼的含量的方法。執行的方法是，從滴管把已知濃度的溶液滴進未知的溶液，直到我們要分析的物質剛剛好消耗掉。

化學原理啟迪195

1.     滴定是用來分析溶液中酸或鹼的含量的方法。執行的方法是，從滴管把已知濃度的溶液滴進未知的溶液，直到我們要分析的物質剛剛好消耗掉。指示劑的顏色改變的訊號，就是化學計量點 the stoichiometric point或當量點 the equivalence point。

2.     這個段落我們將討論酸鹼滴定過程中，溶液pH值的改變。然後下一章討論如何選擇最適合的指示劑來對每一種特定的溶液進行滴定。酸鹼滴定的過程中，每增加一點滴定的量，就記錄一次溶液的pH值，用這個數據來分析滴定；這樣的記錄稱為pH曲線 pH curve，或滴定曲線 titration curve。

3.     【強酸－強鹼的滴定 Strong Acid－Strong Bases Titrations】強酸－強鹼的滴定反應是：

H⁺(aq) +OH^－(aq) → H2O(l)

4.     為了計算每個特定滴定點的質子濃度[H⁺]，我們必須判斷在特定滴定點的H⁺的莫耳數，並且把H⁺莫耳數除以溶液的整體體積。

5.     首先我們要介紹一個適合滴定的新單位。因為滴定用的量通常非常小（一般只需要毫升），莫耳數會顯得太大而不好用。所以我們會用毫莫耳millimole為單位：

1 mmol＝1 mol／1000＝10^－3 mol

並且

莫耳濃度Molarity

＝溶質莫耳數／溶液升數 

mol of solute／L of solution

＝（溶質莫耳數／1000）／（溶液升數／1000）

（mol of solute／1000）／（L of solution／1000）

＝溶質毫莫耳／溶液毫升 

  mmol of solution／mL of solution

6.     1.0M的溶液，是每升L含有1.0莫耳mole 的溶質，或者每毫升milliliter含有1.0毫莫耳mmole的溶質。

7.     我們將用實際的範例說明強酸－強鹼的滴定反應，假設有一個溶液是50.0ml的0.200M HNO3，將接受0.100M的NaOH的滴定反應。過程中，每一個特定體積的0.100M NaOH滴定到溶液的點的pH值是多少，我們來計算看看。

8.     A.沒有添加任何NaOH。

因為HNO3是強酸，基本上會完全解離，所以溶液中的主要物質是

H⁺ ,  NO3^－, 和 H2O

pH值取決於硝酸提供的H⁺。因為0.200M的HNO3含有0.200M H⁺，

[H⁺]＝0.200M 並且 pH＝0.699

注：[H⁺]＝2×10^－1 , pH＝－log[H⁺]＝－(log2－1）＝－(0.301－1）＝0.699

9.     B.增加10.0ml的0.100M NaOH。

在反應發生前，混合溶液的主要物質是

H⁺,  NO3^－,  Na⁺,  OH^－ 和 H2O

特別留意裡面有大量的H⁺和OH^－。增加1.0mmol（10.0ml×0.10M）的OH^－將會與1.0mmol的H⁺反應形成水：

10.  反應過後溶液的主要物質是

H⁺,  NO3^－,  Na⁺,  和H2O

（OH離子已經消耗掉）溶液的pH取決於剩下的H⁺：

[H⁺]＝ mmol H⁺ left／溶液的升數(mL)

＝ 9.0mmol／(50.0+10.0)mL＝0.15M

原本HNO3溶液的體積：50.0mL , 新增加的NaOH溶液的體積：10.0 mL。

pH=－ log（0.15）＝0.82

注：log5＝0.699  log3＝0.4771因此 

pH=－ log（0.15）= －log（15×10^－2）=－log（5×3×10^－2）

=－ (0.699+0.4771－2) =0.8239

11.  C.增加0.100M 的NaOH 20.0mL。前一次我們增加10.0mL的NaOH溶液，這一次我們變更成增加20.0mL的NaOH到原始硝酸溶液。每一次我們進行計算的時候最好都回到原始溶液，免得之前犯的錯延續到接下來的每個計算中。增加的OH^－會與H⁺反應形成水：

反應之後

[H⁺]＝8.0 mmol／（50.0+20.0）mL＝0.11M

pH＝0.96

12.  D.增加0.100M 的NaOH 50.0mL。按照之前的程序走，我們得到pH值是1.30。

13.  E.增加0.100M 的NaOH 100.0mL。到這裡，我們增加的NaOH，提供的OH^－份量是

100.0 mL×0.100M＝10.0mmol

原始硝酸溶液提供的H⁺的份量是

50.0 mL×0.200M＝10.0mmol

每個增加的OH^－都會與來自於硝酸的H⁺反應，這就是滴定的化學計量點或當量點。

14.  到了這一步，溶液的主要物質是：

Na⁺,  NO3^－ ,  和 H2O

15.  因為Na⁺沒有任何酸或鹼的性質，而NO3^－是強酸HNO3的陰離子，這是非常弱的鹼，因此NO3^－或Na⁺都不會影響pH值。因此這個溶液是中性的（pH值是7.00）

16.  F.增加0.100M 的NaOH 150.0mL。滴定反應如下：

(待續)