酸碱滴定法（）课件

第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-1 第第 4章章 酸碱滴定法酸碱滴定法 4-1 酸碱平衡的理 论 基 础 4-2 不同 pH溶液中酸碱存在形式的 分布情况 分布曲 线 4-3 酸碱溶液 pH的计算 4-4 酸碱滴定终点的指示方法 4-5 一元酸碱的滴定 4-6 多元酸、混合酸和多元碱的滴定 4-7 酸碱滴定法应用示例 4-8 酸碱标准溶液的配制与标定 4-9 酸碱滴定法结果计算示例 第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-2 酸碱滴定法 （中和滴定法）： 以酸碱反应 (水溶液中的质子转移反应 )为 基础的定量分析法 “ 酸度 ” 决定各反应物的存在型体， 影 响物质在溶液中的分布和平衡本章重点： （ 1）酸碱平衡理论 （ 2）各类酸碱溶液的 pH值计算方法 （ 3）各类酸碱滴定曲线和指示剂的选择 第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-3 4-1 酸碱平衡的理论基础 4.1.1 酸碱 质 子理 论 4.1.2 酸碱离解平衡 第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-4 4.1.1 酸碱质子理论 1. 酸碱的含义酸碱的含义 酸 溶液中凡能给出质子的物质 碱 溶液中凡能接受质子的物质 举例：举例： 第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-5 2. 酸碱反应的实质酸碱反应的实质 酸碱半反应 : 酸给出质子和碱接受质子的反应 醋酸在水中的离解： 半反应半反应 1 HAc（ 酸酸 1） Ac- （ 碱碱 1） + H+ 半反应半反应 2 H+ + H2O（ 碱碱 2） H3O+（ 酸酸 2） HAc（ 酸酸 1） + H2O （ 碱碱 2） H3O+（ 酸酸 2） + Ac- （ 碱碱 1） 共轭酸碱对共轭酸碱对 氨在水中的离解： 第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-6 半反应半反应 1 NH3（ 碱碱 1） + H+ NH4+（ 酸酸 1） 半反应半反应 2 H2O（ 酸酸 2） OH-（ 碱碱 2） + H+ NH3（ 碱碱 1） + H2O （ 酸酸 2） OH- （ 碱碱 2） + NH4+ （ 酸酸 1） 共轭酸碱对 NH4Cl的水解 (相当于 NH4+弱酸的离解 ) NH4+ + H2O H3O+ + NH3 共轭酸碱对共轭酸碱对 第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-7 NaAc的水解 （ 相当于 Ac 弱碱的离解） Ac- + H2O OH- + HAc 共轭酸碱对共轭酸碱对 醋酸与氨在水溶液中的中和反应 HAc + NH3 NH4+ + Ac- 共轭酸碱对共轭酸碱对 小结 ! 酸碱半反应不可能单独发生 酸碱反应是两对 共轭酸碱对 共同作用的结果 酸碱反应的实质是 质子的转移 质子的转移是通过 溶剂合质子 来实现的 第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-8 第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-9 3. 溶剂的质子自递反应及其常数溶剂的质子自递反应及其常数 定义 : 发生在溶剂间的质子转移 溶剂的质子自递反应 该反应的平衡常数 Ks 溶剂的质子自递常数 H2O 既能接受质子又能给出质子 两性物质 发生在水分子间的质子转移 水的质子自递反应 水溶液中 : H2O + H2O H3O+ + OH 水的离子积 : 第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-10 4.1.2 酸碱离解平衡 酸碱的强度酸碱的强度 ： 给质子能力 强，酸的强度 得质子能力 强，碱的强度 定性 定量 酸碱的离解常数酸碱的离解常数 ： HA + H2O H3O+ + A- 酸的解离常数酸的解离常数 : 第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-11 A- + H2O OH- + HA 碱的解离常数碱的解离常数 : 讨论：讨论： Ka ， 给质子能力 强，酸的强度 Kb ， 得质子能力 强，碱的强度 共轭酸碱对 HA和 A- 有如下关系 第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-12 H3PO4 H2PO4 - + H+ Ka1 Kb3 H2PO4- HPO42- + H+ Ka2 Kb2 HPO42- PO43- + H+ Ka3 Kb1 讨论：讨论： 多元酸碱在水中 逐级离解，强度逐 级递减 形成的多元共轭酸碱对中最强酸的解离常数 Ka1对 应最弱共轭碱的解离常数 Kb3 第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-13 4-2 不同 pH溶液中酸碱存在形式的 分布情况 分布曲线 4.2.1 几个基本概念 4.2.2 一元酸溶液 4.2.3 二元酸溶液 4.2.4 多元酸溶液 4.2.1 几个基本概念 酸度： 指溶液中 H+的浓度或活度，常用 pH表示 酸的浓度： 指单位体积溶液中所含某种酸的物质的量 （ mol)，又叫 酸的分析浓度 分析浓度： 指 溶液体系达平衡后，溶质的各种型体的平 衡浓度之和， 亦称 总浓度 。通常以摩尔升 (molL-1或 moldm-3)为单位，用 c表示。 平衡浓度： 指平衡状态时，在溶液中存在的每种型体的 浓度，用符号 表示。 分布分数： 指 在弱酸 (或弱碱 )溶液中，酸 (碱 )以各种形 式 (型体 )存在的平衡浓度与其分析浓度的 比值，通常以 表示。 第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-14 4.2.2 一元酸溶液 HA A- + H+ 第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-15 讨论讨论 Ka一定时， HA和 A- 与 pH有关 pH， HA， A- n pH pKa， HAc为主 n pH = pKa， HAc = Ac- n pH pKa时， Ac-为主 第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-16 例：计算 pH=5.0时， HOAc溶液（ 0.10mol/L）中 HOAc和 OAc-的分布系数及平衡浓度。 解： 第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-17 4.2.3 二元酸溶液 H2C2O4 HC2O4-+ H+ HC2O4- C2O42- + H+ 第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-18 图图 4-2 H2C2O4各型体各型体 的的 ipH 曲线曲线 第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-19 讨论： Ka一定时， 0 ， 1和 2与 H+ 有关 1. pH pKa1， H2C2O4为主 2. pH = pKa1， H2C2O4 = HC2O4- 3. pKa1 pH pKa2 ， HC2O4-为主 4. pH = pKa2， HC2O4- = C2O42- 5. pH pKa2， C2O42-为主 第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-20 H3PO4 H2PO4 - + H+ H2PO4- HPO42- + H+ HPO42- PO43- + H+ 4.2.4 多元酸溶液 第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-21 第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-22 讨论：讨论： n pH pKa1， H3PO4为主 n pH = pKa1， H3PO4 = H2PO4- n pKa1 pH pKa2 ， H2PO4-为主（ 宽 ） n pH = pKa2， H2PO4 - = HPO42- n pKa2 pH pKa3 ， HPO42-为主（ 宽 ） n pH = pKa3， HPO4 2- = PO43- n pH pKa3 ， PO43-为主 适合分步滴定 练习：写出 Na3PO4溶液中各型体的分布系数。 第 5 讲 第 4章 酸碱滴定法 5-23 结论：