酸碱平衡与酸碱滴定.ppt

1 2 酸碱平衡与酸碱滴定 Acid baseequilibrium Acid basetitration 3 1酸碱理论与酸碱反应3 1 1现代酸碱理论3 1 2酸碱反应的平衡常数3 1 3活度与浓度 平衡常数的几种形式3 2pH对酸碱各型体分布的影响3 2 1分布系数的定义3 2 2一元酸 碱 的分布系数3 2 3多元酸 碱 的分布系数3 2 4优势区域图 3 3酸碱溶液中 H 的计算3 3 1水溶液中酸碱平衡处理的方法3 3 2各种体系中 H 的计算3 4缓冲溶液3 4 1缓冲溶液的定义与种类3 4 2缓冲溶液的pH计算3 4 3缓冲容量及有效缓冲范围3 4 4缓冲溶液的选择3 4 5标准缓冲溶液 3 5酸碱指示剂3 5 1酸碱指示剂的作用原理及变色范围3 5 2影响指示剂变色范围的各种因素3 5 3混合指示剂 3 6滴定分析法概述3 6 1滴定分析的方法3 6 2滴定分析对化学反应的要求及滴定的方式与分类3 6 3基准物质与标准溶液3 6 4滴定分析中常用的几个物理量及单位3 6 5滴定分析的计算 3 7酸碱滴定3 7 1酸碱滴定曲线与指示剂的选择3 7 2酸碱滴定中CO2的影响3 8酸碱滴定的终点误差3 8 1代数法计算终点误差3 8 2终点误差公式和终点误差图及其应用3 9酸碱滴定法的应用3 9 1酸碱标准溶液的配制与标定3 9 2酸碱滴定法的应用实例 3 10非水溶剂中的酸碱滴定3 10 1概述3 10 2溶剂性质与作用3 10 3非水滴定的应用 3 1 1现代酸碱理论 Moderntheoryofacidsandbases Br sted Lowrytheory 质子酸碱理论 酸碱共轭关系 酸碱反应的实质 酸碱的强度 理解质子酸碱理论 1 酸碱共轭关系 1 酸碱可以是中性分子 阴离子或阳离子 2 同一物质在不同的共轭酸碱对中 可表现出不同的酸碱性 问题 H 的共轭碱是什么型体 H2O是酸还是碱 2 酸碱反应的实质 质子的转移 酸的离解 碱的离解 水的自递 中和反应 3 酸碱的强度 酸碱强度决定于 酸或碱的性质 溶剂的性质 酸性 溶剂碱性 HAc的酸性 溶剂的碱性相同 酸碱的强度 酸性 均为强酸 酸性 区分效应 拉平效应 3 1 2酸碱反应的平衡常数 Equilibriumconstant 酸的离解 碱的离解 Aciddissociation Basedissociation 水的自递 对共轭酸碱对HA A 多元酸 pKb3 pKb2 pKb1 例题3 1 求HS 的pKb 解 3 1 3活度与浓度 平衡常数的几种形式 1 活度与浓度activityandconcentration 离子的活度 与浓度c通过活度系数 联系起来 活度 物质在化学反应中表现出的有效浓度 浓度c 与物质的量直接相关 活度系数 衡量实际溶液对理想溶液的偏离程度 可由Debye H ckel方程求出 2 酸的活度常数 浓度常数与混合常数 酸的离解 一般计算 3 2pH对酸碱各型体分布的影响 对一元弱酸 酸的总浓度c 也叫分析浓度Analyticalconcentration 平衡浓度equilibriumconcentration HA A HA A 随pH的变化而变化 speciesdistribution 酸的总浓度c不随pH变化 3 2 1分布分数Distributioncoefficient 一元弱酸 多元弱酸 3 2 2一元酸 碱 的分布分数 一元弱酸 Monobasicacid HAc的分布分数图 HAc Ac 一元弱酸的分布分数图分析 HA A 作图 可得分布分数图 一元弱碱的分布分数 对于一元弱碱 可以转化成其共轭酸处理 例 已知NH3的pKb 4 75 求pH 2 00时NH3和共轭酸的分布分数 解 先思考 什么为主要存在型体 3 2 3多元酸 碱 的分布分数 二元弱酸 N元酸 二元酸的分布分数图 i H2A HA A 6 7 3 4 5 1 2 pKa1 pKa2 注意 pKa的大小 离解常数对分布分数图的影响 3 2 4优势区域图 pH02468101214 1 HF pKa 3 17 2 HAc pKa 4 76 3 NH4 pKa 9 25 4 H2C2O4 pKa1 1 25 pKa2 4 29 5 H3PO4 pKa1 2 16 pKa2 7 21 pKa3 12 32 共轭酸碱对共存区 例题 1 一研究生欲研究某二元酸物质H2A的各种型体在微波萃取过程中的行为 配制了9个溶液 溶液的pH依次从2变化到8 所的结果如图示 该研究生得出结论 酸度对该物质的微波萃取无影响 已知该物质的pKa1和pKa2分别为7 1和12 7 请问这个结论可靠吗 答 不可靠 因为在pH2 7区间 主要存在的型体是H2A 在pH 7时 HA的浓度增大 由于试验误差 难以看出变化趋势 实验未达到A的存在区域 不能说明A在微波萃取中的行为 例题 已知HF的pKa 3 18 欲用HF掩蔽Al III 离子 pH应控制在多大 答 pH 3 18 3 3 1水溶液中酸碱平衡处理的方法 分清两个概念 酸度和酸的浓度 酸度 H pH计可测得酸度 酸的浓度 可被碱中和的酸的总浓度 酸度 酸的浓度 酸碱平衡处理的方法 严格从定义推导出精确式 然后根据具体情况作简化处理 1 物料平衡式massbalanceequation 在平衡状态 某组分的分析浓度等于其各型体的平衡浓度之和的数学表达式 例 解 2 电荷平衡式chargebalanceequation 在平衡状态 溶液中正离子所带电荷总数与负离子所带电荷总数相等的数学表达式 例 解 3 质子平衡式protonbalanceequation 在平衡状态 体系中得失质子的物质的量相等的数学表达式 得到质子平衡式 PBE 的方法 由质子转移关系列出PBE 1 找出参考水准referenceprotonlevels 或零水准 zerolevelofprotons 参考水准一般选择参与质子转移且大量存在的物质 2 写出质子转移式 3 根据得失质子的物质的量相等的原则 写出PBE 1 纯H2O 参考水准 H2O 质子转移反应式 PBE 列出PBE 列出PBE 参考水准 2 HAc水溶液 H2O HAc 质子转移反应式 PBE 列出PBE 参考水准 3 H3PO4水溶液 H2O H3PO4 质子转移反应式 PBE 4 Na2HPO4水溶液 列出PBE 5 NH4Ac PBE 6 共轭体系Cbmol LNaAc与Camol LHAc 参考水准 H2O HAc PBE