用WPS表格分析酸碱中和滴定过程的PH变化

来源:岁月联盟 编辑:zhu 时间:2010-01-03
用WPS表格分析酸碱中和滴定过程的PH变化内容简介:酸碱中和滴定是中学化学的难点之一,其原因是由于学生对中和滴定过程中PH的变化难以比较直观的观察,因而对指示剂选择,以及滴定“突变”等知识的理解较为困难。为突破这一难点,可以借助WPS表格的公式、函数

酸碱中和滴定是中学化学的难点之一,其原因是由于学生对中和滴定过程中PH的变化难以比较直观的观察,因而对指示剂选择,以及滴定“突变”等知识的理解较为困难。为突破这一难点,可以借助WPS表格的公式、函数和图表,形象直观地展示中和滴定过程中溶液PH的变化。
下面以用0.01mol/L的NaOH溶液滴定20.00mL、0.01mol/L的 HCl溶液为例,计算滴定过程中,每加入一滴NaOH溶液时的PH,从而形象展示在滴定过程中溶液PH变化。计算时按每滴溶液的体积为0.05mL。
一、溶液PH的计算:
1、计算溶液的H+浓度(公式中的n为所加NaOH溶液的滴数):
当HCl过量时:
用WPS表格分析酸碱中和滴定过程的PH变化【图】_
当HCl与NaOH的物质的量相等时:
用WPS表格分析酸碱中和滴定过程的PH变化【图】_
当HCl的物质的量小于NaOH的物质的量时:
用WPS表格分析酸碱中和滴定过程的PH变化【图】_

2、计算溶液PH:
用WPS表格分析酸碱中和滴定过程的PH变化【图】_
二、用WPS表格进行数据处理:
(一)、新建ET表格,按图1输入相关内容(如图1)。

用WPS表格分析酸碱中和滴定过程的PH变化【图】_

在A2-A801单元格中是1-800这一等差数列,这800个数字是表示加NaOH溶液的滴数。当加入NaOH400滴时,就已经到到了滴定的终点,为了观察分析PH数据,再加入400滴。
HCl的物质的量是个固定值,用其体积20mL乘以其物质的量浓度0.01mol/L来计算,此时HCl的物质的量单位不是摩尔,而是千分之一摩尔。所以,在C1—C801单元格中都输入0.2即可。
(二)、计算每加入1滴NaOH溶液时,反应体系中NaOH的物质的量:
在B2单元格中输入公式“=A2*0.05*0.01”,将该单元格向下填充复制到B801(如图2)。公式说明:A2*0.05是所加入NaOH溶液的体积,0.01是其物质的量浓度。此时所计算的结果仍然是以千分之一摩尔为单位。
用WPS表格分析酸碱中和滴定过程的PH变化【图】_

(三)、计算每加入1滴NaOH溶液后反应体系的总体积:
在D1单元格中输入公式“=20+A2*0.05”,并将D1单元格向填充复制到D801单元格(如图3)。此时所计算的体积单位是毫升。
用WPS表格分析酸碱中和滴定过程的PH变化【图】_
(四)、计算溶液中H+的物质的量浓度:
在E2单元格中输入公式“=IF(C2>B2,(C2-B2)/D2,IF(C2=B2,10^-7,10^-14/((B2-C2)/D2)))”,将E2单元格向下填充复制到E801单元格(如图4)。公式说明:因为是一元酸和一元碱,H+和OH-物质的量等于HCl和NaOH的物质的量。计算H+浓度时,物质的量单位是千分之一摩尔,体积单位是毫升,计算结果单位正好是mol/L。
用WPS表格分析酸碱中和滴定过程的PH变化【图】_
(五)、计算溶液的PH:
在F2单元格中输入公式“=LOG10(E2)”,将该单元格向下填充复制到F801单元格(如图5)。
用WPS表格分析酸碱中和滴定过程的PH变化【图】_

三、教学中的应用:
通过上面的计算就得到了,在中和滴定过程中,每加入一滴NaOH时溶液的PH。这些数据可以使学生比较直观地体会到在中和滴定过程中,溶液PH变化。将这些结果应用于教学,可以起到事半功倍的效果。
(一)、分析这些数据可以发现,当没有达到或已超过滴定终点时,加入一滴NaOH溶液,PH的变化比较小。并且距离滴定终点越远,PH变化越小(如图6、图7)。
用WPS表格分析酸碱中和滴定过程的PH变化【图】_


用WPS表格分析酸碱中和滴定过程的PH变化【图】_
接近滴定终点时,加入一滴NaOH会引起溶液PH很大的变化(如图8)。
用WPS表格分析酸碱中和滴定过程的PH变化【图】_

(二)、生成图表
利用上述数据生成图表,PH的变化更加形象。
1、选择A列单元格,然后按下[Ctrl]键选择F列单元格(如图9)。
用WPS表格分析酸碱中和滴定过程的PH变化【图】_




2、选择“插入|图表”菜单项,打开“图表类型”对话框,单击“XY散点图”选取“无数据点平滑线散点图”(如图10)。单击“下一步”按钮。
用WPS表格分析酸碱中和滴定过程的PH变化【图】_

3、选择某一配色方案(如图11)。单出“下一步”按钮。
用WPS表格分析酸碱中和滴定过程的PH变化【图】_

4、此时出现“数据源”对话框(如图12)。因为事先已选数据,故直接单击“下一步”按钮。
用WPS表格分析酸碱中和滴定过程的PH变化【图】_
5、出现“图表选项”对话框,输入“图表标题”、“数值(X)轴”、“数值(Y)轴”的名称。“坐标轴”“网格线”“图例”“数据标志”这些选项进行相应的设置或默认(如图13)。单击“完成”按钮就得到了滴定曲线(如图14)。
用WPS表格分析酸碱中和滴定过程的PH变化【图】_

用WPS表格分析酸碱中和滴定过程的PH变化【图】_
在教学中可以直接用WPS表格向学生们展示,也可复制到WPS演示中作成课件。