酸碱平衡及酸碱复习资料.ppt

1 3 4酸碱缓冲溶液生理缓冲溶液 人体液 37 正常pH为7 35 7 45 每人每天耗O2600L 产生CO2酸量约合2L浓HCl 除呼出CO2及肾排酸外 归功于血液的缓冲作用 血红蛋白 HHb KHb血浆蛋白 HPr NaPr氧络血红蛋白 HHbO2 KHbO2磷酸盐 H2PO4 HPO42 碳酸盐 H2CO3 HCO3 1 35mmol L 1 27mmol L 1 pH 6 10 lg20 7 40 2 3 4 1缓冲容量 p87 1L溶液中引入强碱或强酸的mol数与pH变化量的比值 3 pH曲线 p88 强酸 H 2 3 H 2 3c HCl pH11 共轭体系 HA A HA A 2 3 c x1 x0 4 共轭体系缓冲容量的特点 1 c c增大 增大 2 H Ka pH pKa 时 max 0 575c 3 缓冲范围 pKa 1 pH pKa 1 5 3 4 2缓冲溶液的选择 1 有较大的缓冲能力 c较大 0 01 1mol L 1 pH pKa 即ca cb 1 1 4 5 6 8 10 HAc NaAc pKa 4 76 pH4 5 5 NH4OH NH3 pKb 4 75 pH CH2 6N4 CH2 6N4H pKb 8 87 pH 2 不干扰测定 EDTA滴定Pb2 不用HAc Ac 6 常用缓冲溶液 p89 7 3 4 3缓冲溶液的配制方法 1 按比例加入HA和A NaAc HAc NH4Cl NH3 2 溶液中 H 大 加过量A 溶液中 OH 大 加过量HA 3 溶液中有HA 可加NaOH中和一部分 溶液中有A 可加HCl中和一部分 形成HA A 共轭体系 8 配制缓冲溶液的计量方法 方法1 确定引入酸or碱 1 按所需pH求ca cb pH0 pKa lg cb ca 2 按引入的酸 碱 量 ca及pH变化限度计算ca和cb 3 据ca cb及所需溶液体积配制溶液 9 方法2 确定引入酸or碱 1 分别计算pH0和pH1时的x HA x A 2 引入酸的量c HCl x HA c总 引入碱的量c NaOH x A c总 求出c总3 pH0时ca c总 x HA cb c总 x A 10 方法3 引入酸碱均适用 1 根据引入的酸 碱 量求2 根据所需pH求总浓度c 2 3c x0 x13 按x0与x1的比值配成总浓度为c的缓冲溶液 11 例3 17 p88 欲制备200mLpH 9 35的NH3 NH4Cl缓冲溶液 且使该溶液在加入1 0mmol的HCl或NaOH时 pH的改变不大于0 12单位 需用多少克NH4Cl和多少毫升1 0mol L氨水 pKb NH3 4 75 12 解 又 m NH4Cl c x NH4 V M NH4Cl V NH3 c x NH3 V c NH3 13 全域缓冲溶液 pH图 Britton Robinson缓冲溶液 H3PO4 HAc H3BO3 14 3 4 4常用标准缓冲溶液 p91 标准缓冲溶液的pH是实验测定的 用于校准酸度计 15 3 5酸碱指示剂 p93 甲基橙MethylOrange MO 3 5 1作用原理 酸形和碱形具有不同的颜色 16 甲基橙的x pH图 p95 17 MOMRPP 3 14 4 4 46 2 8 09 6 4 0pT 5 0pT pKa 9 0 常用单一酸碱指示剂 要记住 百里酚酞 无色9 4 10 0 浅蓝 10 6蓝 18 混合指示剂 甲基红 溴甲酚绿 5 0 5 1 5 2暗红灰绿用于Na2CO3标定HCl时指示终点由于颜色互补使变色间隔变窄 变色敏锐 19 3 5 2影响指示剂变色间隔的因素 1 指示剂用量 宜少不宜多 看清颜色即可2 温度 温度影响pKa 影响变色间隔 一般应室温滴定3 盐类 离子强度影响pKa 20 3 6酸碱滴定曲线和指示剂的选择 选择指示剂的原则 指示剂的变色点尽可能与化学计量点接近 以减小滴定误差 在滴定突跃范围变色的指示剂可使滴定 终点 误差小于0 1 直接滴定 指示剂在化学计量点前变色 误差为 指示剂在化学计量点后变色 误差为 返滴定 滴定曲线 溶液pH随中和百分数 T 变化的曲线 误差符号相反 21 3 6 1强酸碱滴定0 10mol L 1NaOH滴定20 00mL0 10mol L 1HCl H OH H2OKt 1 Kw 1014 00 0 1 时 pH 4 30 2 滴定开始到sp前 H c HCl 未中和 1 滴定前 H c HCl 0 1000mol L 1pH 1 00 22 3 sp时 H OH pH 7 00 4 sp后 OH c NaOH 过量 0 1 时 H 2 0 10 10mol L 1pH 9 70 23 0 1000mol L 1NaOH滴定20 00mL0 1000mol L 1HCl p99 突跃 24 强酸碱滴定曲线 p99 0 10mol L 1NaOH 0 10mol L 1HCl 0 10mol L 1HCl 0 10mol L 1NaOH PP9 0MR6 2MO4 4 PP8 0MR5 0 25 不同浓度的强碱滴定强酸的滴定曲线 p101 NaOH HCl 浓度增大10倍 突跃增加2个pH单位 26 3 6 2一元弱酸碱的滴定 Ka HAc 10 4 76 Ka HA 10 7 00 0 1 pH pKa 3 27 强碱滴定弱酸滴定曲线 p103 0 10mol L 1NaOH HAc0 10mol L 1 突跃处于弱碱性 只能选酚酞作指示剂 28 pH NaOH滴定HAc 浓度不同 p104 浓度增大10倍 突跃增加1个pH单位 29 滴定突跃HCl 4 3 9 7HAc 7 7 9 7HA 9 7 10 0 0 1mol L 1NaOH滴定0 1mol L 1HA Ka不同 Ka增大10倍 突跃增加一个pH单位 对于0 1mol L 1的HA Ka 10 7才能准确滴定 即cKa 10 8 30 0 1mol L 1HCl NH30 1mol L 1pKb 4 75 p105 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 31 H HAHAAA OH p107 ONIIIONIIONI MIIIOMIIOMIO Ka 10 9Kb 10 5 Ka 10 7Kb 10 7 Ka 10 5Kb 10 9 pH 3 6 3总结一元弱酸或弱碱及其与强酸或强碱混合物的滴定曲线 0 1mol L 1 中和百分数 QRST Ka 10 7时 返滴定行吗 Ka 10 7为界 32 3 6 4多元酸能分步滴定的条件 被滴定的酸足够强 cKa1 10 8 lgKa足够大 若 pH 0 3 允许Et 0 5 则需 lgKa 5 多元酸一步滴完的条件 混合酸分步滴定及全部滴定的条件 lgKa 4 Et 1 lgKa 6 Et 0 1 cKan 10 8 33 pH 0100200300400 T 0 5 0 5 10 09 4 5 04 4 pKa lgKa2 167 2112 32 5 05 5 11 pHsp1 4 7pHsp2 9 7 H3PO4H2PO4 HPO42 PO43 H3A H2A H2A HA2 HA2 A3 A3 NaOH sp3sp2sp1 NaOH滴定0 1mol L 1H3PO4 p111 34 NaOH滴定H3PO4时指示剂的选择 pKa1 2 16 pKa2 7 21 pKa3 12 32 H3PO4H2PO4 HPO42 PO43 pHsp1 4 7pHsp2 9 7 sp3 2HPO42 3Ca2 Ca3 PO4 2 2H 百里酚酞至浅蓝 pT 10 0 MO至黄 4 4 同浓度NaH2PO4参比 PP 35 3 8酸碱滴定法的应用3 8 1酸碱标准溶液的配制与标定 c 0 1mol L 1稀则突跃小 浓则 浪费 例 食醋中c HAc 0 6mol L 1 取少量 4ml 体积误差 取25ml 需滴定剂约150ml 粗测 定量稀释至约0 1mol L 1 36 碱标准溶液 NaOH 配制 以饱和的NaOH 约19mol L 1 用除去CO2的去离子水稀释 标定 1 邻苯二甲酸氢钾 KHC8H4O4 Mr 204 2pKa2 5 4 PP 称小样 平行3份 2 草酸 H2C2O4 2H2O Mr 126 07pKa1 1 25 pKa2 4 29 PP 称大样 37 酸标准溶液 HCl HNO3 H2SO4 配制 用市售HCl 12mol L 1 HNO3 16mol L 1 H2SO4 18mol L 1 稀释 标定 1 Na2CO3 270 300 烘1hr MOorMR 溴甲酚绿 2 硼砂 Na2B4O7 10H2ONaH2BO3 2H3BO3 60 相对湿度保存 防失水 pHep 5 1 MR 38 滴定0 1mol L 1Na2CO3指示剂的选择 H2CO3 pKa1 6 38 pKa2 10 25 CO32 HCO3 H2CO3 pH 0 3 pKb 4Et 1 sp1 pH 8 32甲酚红 百里酚蓝粉8 2 8 4紫HCO3 参比 Et 0 5 0 04mol L 1 pH 3 9MO参比 NaCl CO2饱和MR MR 溴甲酚绿 红 5 0 灰 5 1 绿 5 2 MR 溴甲酚绿 至红 pH5 0 x HCO3 5 除CO2 剩下NaHCO3 pH 8 变绿 冷却后再加HCl 至pH5 0 x1 0 25 再 c增大不改变 lgKa 不影响第一突跃 但可增大第二个突跃 pKb1 3 75pKb2 7 62 39 0 1mol L 1Na2CO3滴定曲线 p112 0 5 M 8 48 2 甲酚红 百里酚蓝粉8 2 8 4紫 N 3 9MO MR 溴甲酚绿红5 0 5 2绿 pH 0100200300T H2CO3pKa1 6 4pKa2 10 3 pKa 3 9 40 3 8 2CO2对酸碱滴定的影响 NaOH试剂中或水中含CO2有机酸标定 PPCO32 HCO3 测定有机酸 PPCO32 HCO3 对结果无影响 测定HCl NH4 中的HCl 41 对结果无影响 2 NaOH标准溶液在保存过程中吸收CO2 42 3 CO2对反应速度的影响 CO2 H2O H2CO399 7 0 3 转化慢 变色不敏锐 PP为指示剂时 粉红色半分钟不褪为终点 H2CO3分解慢 用MO为指示剂时剧烈摇动 43 4 NaOH的配制与保存 配制 浓NaOH 饱和 含量约50 约19mol L 1 中Na2CO3沉淀除去 再用煮沸除去CO2的去离子水稀释至所需浓度 保存 浓溶液装在带碱石灰 Ca OH 2 的瓶中 从虹吸管中取 稀溶液注意用橡皮塞塞紧 44 3 8 3应用示例1 混合碱的测定 双指示剂法 NaOHNa2CO3NaHCO3 PP V1 V2 H2ONaHCO3NaHCO3 MO H2CO3H2CO3 V1 V2 Na2CO3 V1 V2 NaOH Na2CO3 V1 V2 Na2CO3 NaHCO3 V1 0 V2 0 NaHCO3 V1 0 V2 0 NaOH 45 磷酸及其盐的混合体系中 可能含有HClH3PO4H2PO4 HPO42 PO43 NaOH1 如何判断体系中的主要组分 2 如何测定各组分的含量 46 2 磷的分离与测定 PP2O5H3PO4MgNH4PO4 n P n HCl 1 2 H3PO4 HCl 47 3 少量磷的测定 p130 用过量NaOH溶解沉淀 再以标准HNO3溶液返滴 n P n NaOH 1 24适于微量P的测定 48 4 铵盐中氮的测定 p128 甲醛法NaOH4NH4 6HCHO CH2 6N4H 3H 6H2O pKb 8 87 指示剂 MRMO PP PP 指示剂 预中和游离H 49 5 有机含氮化合物中氮的测定 蒸馏法 MRMO MR 凯氏定氮法 50 凯氏定氮装置 实验讲义p289 1 安全管2 导管3 汽水分离器4 塞子5 进样口6 冷凝管7 吸收瓶8 隔热液套9 反应管10 蒸汽发生器 消化样品浓H2SO4CuSO4 5H2OK2SO4 样品 空白 2 蒸NH3 51 PP 6 硼酸 H3BO3 的测定 pKa 4 26 52 第三章小结 3 1酸碱反应的定义 平衡常数的表示 活度与浓度 3 2酸度对弱酸 碱 形体分布的影响 一元 多元 摩尔分数计算 各种形体浓度的计算 3 3酸碱溶液的H 浓度计算 一元 多元 酸碱 两性 类两性 物质 共轭体系 混合体系 会写质子条件式 了解精确式如何得来 会用近似式和最简式 3 4酸碱缓冲溶液 了解缓冲容量的概念 不要求推导公式 会选择缓冲溶液并配制需要的缓冲溶液 定量计算 53 3 5酸碱指示剂 了解作用原理 影响因素 掌握常用指示剂 MO MR PP 的变色区间和变色点 3 6酸碱滴定曲线和指示剂的选择 强酸 碱 滴定 一元弱酸 碱 滴定过程中pH计算 重点是化学计量点及 0 1 时的pH计算 了解滴定突跃与浓度 Ka Kb 的关系 一元弱酸碱能被准确滴定的条件 正确选择指示剂 了解强酸与弱酸混合溶液 多元酸溶液能分步滴定或全部滴定的条件及指示剂的选择 3 8酸碱滴定法的应用 标准酸 碱 溶液的配制与标定 应用示例 混合碱 酸 P N H3BO3的测定 54 第四章络合滴定法 4 1概述4 2络合平衡4 3络合滴定基本原理4 4混合离子的选择性滴定 部分 4 5络合滴定的方式和应用 55 lgK1 K4 4 1 3 5 2