酸碱滴定（播放）ppt课件

第3章 酸碱滴定法,3.1 化学平衡与H+浓度计算 3.3 酸碱滴定法 3.4 酸碱滴定原理 3.5 酸碱滴定法的应用,3.1 滴定分析中化学平衡,四大平衡体系： 酸碱平衡 配位平衡 氧化还原平衡 沉淀平衡,四种滴定分析法： 酸碱滴定法 配位滴定法 氧化还原滴定法 沉淀滴定法,3.1 滴定分析中化学平衡,6.1.1 酸碱质子理论：凡是给出质子的都是酸；凡是接受质子的都是碱。,HCl,HAc Cl-,Ac-,NH3,OH- NH4+,H2O,酸,碱,酸,碱,3.1.4 酸碱的强弱与溶剂的关系,HCl + H2O Cl- + H3O+,Ka1,HAc + H2O Ac- + H3O+,Ka= 1.810-5,H2S + H2O HS- + H3O+,Ka= 5.710-8,酸性:HClHAcH2S,(25),3.1.4 酸碱的强弱与溶剂的关系,1. 拉平效应 2. 区分效应,c拉平(均化)效应与分辨(区分)效应,在水中： HClO4 + H2O = H3O+ + ClO4- H2SO4 + H2O = H3O+ + HSO4- HCl + H2O = H3O+ + Cl- HNO3 + H2O = H3O+ + NO3-,上述4 种酸全部拉平到H3O+ 的强度水平,反之，比OH-强的碱在水中全部拉平到 OH-,拉平效应: 将各种不同强度的酸拉平到溶剂化质子水平的效应。 拉平性溶剂: 具有拉平效应的溶剂,3.2 酸碱溶液的H+浓度计算,质子守恒,H2CO3 HCO3 - CO3 2- H3O+ H2O OH-,+H+,-H+,+H+,-H+,H2CO3 + H+ = OH- + CO32-,3.2.3 一元弱酸pH值计算,当水的离解可以忽略的时候（酸不是很弱c/Ka500，溶液浓度不是很稀cKa 20Kw）,水和弱酸的电离都忽略 （c/Ka500，cKa20Kw）,弱酸电离可以忽略（c/Ka500，cKa20Kw）,3.2.3 一元弱酸pH值计算,水的离解可以忽略（c/Ka500，cKa 20Kw）,（c/Kb500，cKb20Kw）,（c/Kb500，cKb20Kw）,3.2.4 一元弱碱pH值计算,（c/Kb500，cKb 20Kw）,（ Kb1Kb2， c/Kb2500，cKb220Kw）,3.2.5 多元弱酸、弱碱pH值计算,当第一步电离比第二步电离明显，第二步电离、水的离解和弱酸的电离都可以忽略的时候（Ka1Ka2，c/Ka1500，cKa120Kw）,3 两性物质溶液,两性物质：在溶液中既起酸(给质子)、又起碱（得质子）的作用,多元酸的酸式盐 Na2HPO4, NaH2PO4, 弱酸弱碱盐 NH4Ac 氨基酸,质子条件: H+H2A=A2 -+OH-,精确表达式:,酸碱平衡关系式,酸式盐 NaHA,若: Ka1Ka2, HA-c (pKa3.2),近似计算式:,如果 c 10Ka1, 则“Ka1”可略,得 最简式:,若Ka2c 10Kw 则 Kw可忽略,弱酸弱碱盐 NH4Ac,质子条件式: H+ + HAc = NH3 + OH-,Kac 10Kw,c 10 Ka,酸碱平衡关系 NH4+ Ac-c,Ka NH4+ Ka HAc,3.3 缓冲溶液,缓冲溶液：能减缓强酸/强碱的加入(或稀释)而引起的pH变化,3.3.2 缓冲溶液pH的计算,取负对数：,3.3.3 缓冲溶液的选择,不干扰测定 有较大的缓冲能力，足够的缓冲容量 较大浓度 (0.011molL-1); pHpKa 即cacb11 HAc NaAc : pKa=4.76 (45.5) NH4OHNH3: pKb=4.75 (810 ),3.4 酸碱滴定法,3.4.1 酸碱指示剂,甲基橙 (MO),1 作用原理: 酸式和其共轭碱式具有明显不同的颜色,2 指示剂变色范围,KHIn=,In- / HIn 10, 显示 In- 色 In- / HIn 0.1, 显示 HIn 色,理论变色范围：pH = pKHIn 1,HIn,H+In-,碱色,酸色,甲基橙MO 甲基红MR 酚酞 PP,3.1 4.4,4.4 6.2,8.0 9.6,4.0,5.0,9.0,常用单一酸碱指示剂,百里酚酞: 无色 9.4-10.0(浅蓝)-10.6蓝,3 影响指示剂变色范围的因素,指示剂用量: 宜少不宜多，对单色指示剂影响较大 例：50100mL溶液中23滴PP，pH9变色， 而1015滴PP， pH8变色 离子强度：影响pKHIn 温度 其他,4 混合指示剂,通过颜色互补，使变色范围变窄， 变色更敏锐,分类,两种指示剂混合,指示剂与染料混合,例：溴甲酚绿甲基红,pH 0 2 4 6 8,甲基红,溴甲酚绿,溴甲酚绿甲基红,滴定曲线：溶液pH 随滴定分数(a)变化的曲线,3.4.2 酸碱滴定原理,滴定突跃,化学计量点(sp),0.1000 molL-1 NaOH滴定20.00 mL 0.1000molL-1 HCl,H+=OH-+c(HCl)c(NaOH),1 强酸强碱滴定,(1) 滴定前: H+=c(HCl)=0.1000molL-1 pH=1.00,(2) 滴定开始到sp前: H+= c(HCl)剩余,H+=5.010-5 mol/L pH=4.30,V(NaOH)为19.98mL（差半滴）,(3) sp时: H+=OH- pH=7.00,(4) sp后: OH-=c(NaOH)过量,OH-=5.010-5 mol/L pH=9.70,0.1000molL-1 NaOH滴定20.00mL 0.1000molL-1 HCl,强酸碱滴定曲线,0.1000molL-1 HCl 0.1000molL-1 NaOH 突跃:9.74.3,pH 12 10 8 6 4 2 0,0 1 2,9.7 sp+0.1% 4.3 sp-0.1%,sp 7.0,突跃,指示剂选择？,浓度对滴定突跃的影响,pH 12 10 8 6 4 2,10.7 9.7 8.7 7.0 5.3 4.3 3.3,0.01molL-1 0.1molL-1 1molL-1,浓度增大10倍， 突跃增加2个pH单位。,5.38.7,4.39.7,3.310.7,0.1000 mol/L NaOH滴定0.1000mol/L HA (Ka),2 一元弱酸的滴定,H+=OH-+A-c(NaOH),0.1000 mol/LNaOH滴定0.1000 mol/LHA (pKa=4.76),强碱滴定弱酸滴定曲线,pH 12 10 8 6 4 2 0,HA A- A-+OH-,突跃,9.78.77.7 4.3,HA,HCl,0.100 mol.L-1 NaOH 滴定同浓度、不同强度的酸,HCl,10-5,10-6,10-7,10-8,Ka,浓度: 增大10倍，突跃增加1个pH单位（上限） Ka：增大10倍，突跃增加1个pH单位（下限）,影响滴定突跃的因素,弱酸准确滴定条件：cKa10-8 对于0.1000molL-1 的HA, Ka10-7才能准确滴定,0.100 mol.L-1 NaOH,0.1molL-1 HCl,NH3 0.1molL-1 pKb=4.75,突跃处于弱酸性,选甲基红或甲基橙作指示剂.,强酸滴定弱碱,8.0,3.4.3 酸碱滴定法的应用,1 常用酸碱标准溶液的配制与标定,酸标准溶液: HCl (HNO3, H2SO4),配制:用市售HCl(12 molL-1), HNO3(16 molL-1), H2SO4(18 molL-1)稀释. 标定: Na2CO3或 硼砂(Na2B4O710H2O),碱标准溶液: NaOH,配制: 以饱和的NaOH(约19 molL-1), 用除去CO2 的去离子水稀释. 标定: 邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)或草酸(H2C2O42H2O),2NaOH + CO2 Na2CO3,终点为酸性：Na2CO3 + 2H+ H2CO3,1nNaOH1nH 对结果无影响！,终点为碱性： Na2CO3 + H+ HCO3- 2nNaOH1nH 测得的c(HCl),NaOH溶液在保存过程中吸收CO2,2 CO2对酸碱滴定的影响,3.4.4 酸碱滴定法的应用实例,混合碱的分析,NaOH + Na2CO3,Na2CO3 + NaHCO3,NaH2PO4 + Na2HPO4,Na3PO4 + Na2HPO4,Na3PO4 + NaOH,混合酸的分析,H3PO4 + HCl,H2PO4- + H3PO4,HPO42- + H2PO4-,1.直接滴定法,双指示剂法,（1）烧碱中NaOH 和 Na2CO3 的测定,方法,试样,V1,取一份试样,V2,过程,NaOH Na2CO3,H2CO3,（2）纯碱中NaHCO3 和 Na2CO3 的测定,设计过程,（3）未知成分混合碱 的测定,设已知一混合碱可能含有NaOH、或NaHCO3 、 或Na2CO3 的可能混合物，试分析其百分含量。,方法1：取一份试样以双指示剂法连续滴定,NaOH Na2CO3 或NaHCO3,1. 只有OH-： 消耗HCl体积：只有A n（ OH- ）=cHClA 碱度（ OH- ）：A,应用：碱度的各种表示方法,OH-消耗HCl体积：A-B n（ OH- ）=cHCl（A-B） 碱度（ OH- ）：A-B,CO32-消耗HCl体积：2B n（ CO32-）=cHClB 碱度（ CO32- ）：2B,2. OH-与Na2CO3混合物：,CO32-消耗HCl体积：A=B n（ CO32-）=cHClA =cHClB 碱度（ CO32- ）：2A=2B,3. Na2CO3：,CO32-消耗HCl体积：2A n（ CO32-）=cHClA 碱度（ CO32- ）：2A,4. NaHCO3与Na2CO3混合物：,HCO3-消耗HCl体积：B-A n（ CO32-）=cHCl （B-A） 碱度（ CO32- ）： B-A,HCO3-消耗HCl体积：B n（ HCO3-）=cHClB 碱度（ CO32- ）：B,5. NaHCO3：,碱度的计算,总碱度：T=A+B,酚酞碱度：T=A,方法2：取二份试样以双指示剂法平行滴定,由同学们自己分析,2.其他滴定法,（1）氮含量的测定,试样,NH4+,蒸馏法,甲醛法,蒸馏法,NH4+,NH3,HCl 标准溶液吸收 经典,H3BO3 溶液吸收 改进,HCl 标液吸收,NH3,NH4Cl + HCl （过量）,H2O + NH4+,强酸与弱酸 混合体系,pH 5,指示剂：,甲基红,凯氏定氮法,H3BO3 溶液吸收,NH3,NH4Cl + H2BO3- （ NH3 + H3BO3 ）,H3BO3 + NH4+,弱酸与弱碱 混合体系,pKb = 4.76,弱酸与弱酸混合体系,pH 5,指示剂：,甲基红,甲醛法,（弱酸强化） 4NH4+ + 6HCHO = (CH2)