M6 酸碱滴定(1-6节)

模块六 酸碱滴定技术黄根成 第一节酸碱解离理论酸碱解离理论的要点 1 酸碱的定义 在水中能解离出的阳离子全部都是H 的化合物称作酸 能解离出的阴离子全部都是OH 的化合物称作碱 第一节酸碱解离理论酸碱解离理论的要点 2 酸碱反应的实质 酸碱中和反应的实质是H 和OH 化合 H OH H2O 酸或碱的性质实质是H 或OH 的性质 第一节酸碱解离理论酸碱解离理论的要点 3 酸碱的强度按其在水中的解离程度分为三类 强酸强碱 完全解离中强酸碱 不完全解离 但解离程度相对较大弱酸弱碱 解离程度相对较小 第二节水的解离和溶液的酸碱性 一 水的解离2H20H30 0H H20H 0H 一定温度下 H2O 为一定值 常数 Kw H OH Kw称为水的离子积常数 简称水的离子积 295K时 H OH 1 0 10 7mol L 1 Kw 1 0 10 14 推而广之 任意的水溶液 都有水的解离 都应确立Kw H OH Kw H OH 适用于所有的水溶液 二 溶液的酸碱性 溶液的酸碱性由 H OH 的大小关系确定 H OH H OH H OH 酸性 中性 碱性 常温 H 10 7 H 10 7 H 10 7 三 溶液的PH值 pH lg H p0H lg 0H pH p0H 14 室温下 pH7 溶液为碱性 四 注意酸碱水溶液的浓度和酸 碱 度的区别1 浓度 酸 碱 的浓度是指酸 碱 在水溶液中所有存在形式的总浓度 又称为分析浓度 常用符号Ca Cb 表示 我们常用的物质的量浓度通常都是分析浓度 四 注意酸碱水溶液的浓度和酸 碱 度的区别2 酸 碱 度 溶液的酸 碱 度是指水溶液在平衡状态下 溶液中游离的氢离子 氢氧根离子 的浓度 常用符号 H OH 表示 当 H OH 在1 0 10 14mol L范围时 由于数值较小 使用不便 通常改用其负对数值表示 即PH POH 值 第三节弱酸 弱碱的解离平衡 一 一元弱酸 弱碱的解离平衡1 解离常数弱酸 HAH A 弱碱 B0HB 0H Ka Kb 称为酸 碱 解离常数 简称酸 碱 常数 Ka Kb 数值越大 弱酸 弱碱 的酸 碱 性越强 二 酸碱水溶液的酸 碱 度计算 强酸 强碱溶液强酸强碱在水溶液中完全解离强酸 强碱 二 酸碱水溶液的酸 碱 度计算 强酸 强碱溶液例1 0 1000mol LH2SO4溶液 二 酸碱水溶液的酸 碱 度计算 强酸 强碱溶液例2 0 05000mol LNaOH溶液 二 酸碱水溶液的酸 碱 度计算 一元弱酸 一元弱碱溶液在水溶液中不完全解离 解离平衡一元弱酸 HAH A 二 酸碱水溶液的酸 碱 度计算 一元弱酸 一元弱碱溶液例 0 1000mol LHAc溶液 二 酸碱水溶液的酸 碱 度计算 一元弱酸 一元弱碱溶液在水溶液中不完全解离 解离平衡一元弱碱 BOHB OH 二 酸碱水溶液的酸 碱 度计算 一元弱酸 一元弱碱溶液例 0 02400mol LNH3 H2O溶液 二 多元弱酸的解离平衡H3AH H2A Ka1H2A H HA2 Ka2HA2 H A3 Ka3H3A3H A3 Ka Ka1Ka2Ka3 分级解离 总解离 H 的计算 忽略二级及以下的解离 按一元弱酸处理 An 的计算 应用多重平衡规则 Ka Ka1Ka2 Kan 例 P132例16 例17 第四节盐溶液的水解平衡 酸溶液因酸的解离使 H OH 溶液呈酸性 碱溶液因碱的解离使 H OH 溶液呈碱性 盐的解离不直接产生H 或OH 其溶液的酸碱性由盐水解情况而定 第四节盐溶液的水解平衡 一 强酸强碱盐溶液不水解 溶液呈中性 H OH 1 0 10 7 mol L pH 7 0例如 NaCl溶液KNO3溶液Na2SO4溶液 第四节盐溶液的水解平衡 二 强碱弱酸盐溶液酸根阴离子水解 溶液呈碱性A H2OHA OH 第四节盐溶液的水解平衡 二 强碱弱酸盐溶液例 0 02000mol LNaAc溶液 第四节盐溶液的水解平衡 三 强酸弱碱盐溶液碱阳离子水解 溶液呈酸性B H2OBOH H 第四节盐溶液的水解平衡 三 强酸弱碱盐溶液例 0 05000mol LNH4Cl溶液 四 弱酸弱碱盐的水解 NH4AcNH4 Ac H2OOH H NH3 H2O NH4 Ac H2ONH3 H2O HAc 水解反应 酸碱性由弱酸 弱碱的相对强弱决定 HAc 水解强烈 Ka Kb H OH 溶液呈酸性 Ka Kb H OH 溶液呈中性 Ka Kb H OH 溶液呈碱性 例如 NH4Ac溶液 Ka Kb 溶液呈中性 NH4CN溶液 Ka Kb 溶液呈碱性 注意 强酸强碱盐不水解 溶液呈中性 NH4Ac强烈水解 溶液呈中性 两者呈中性的本质不同 水解的实质 水解反应是酸碱中和反应的逆反应 第五节同离子效应和缓冲溶液 一 同离子效应 弱电解质的解离是一种化学平衡 解离平衡 当条件发生改变时 平衡会被破坏 发生移动 其中T P的影响相对较小 而浓度的影响则较大 例如 HAcH Ac NaAcNa Ac NaAc 解离度 再如 NH3 H2OOH NH4 NH4ClCl NH4 NH4Cl 解离度 在弱电解质溶液中 加入与该弱电解质含有相同离子的强电解质 而使弱电解质的解离度降低的作用 称为同离子效应 具有同离子效应的物质体系 最常见的有两种 弱酸 对应弱酸盐 HAc NaAc 弱碱 对应弱碱盐 NH3水 NH4Cl 同离子效应对弱电解质解离度的影响重大 我们还可以通过一些具体的例子进行计算 从数据上加以证明 P137 例4 20与P131 例4 14比较 0 2mol LHAc H 1 88 10 3mol L加入NaAc后 H 3 52 10 5mol L说明了在加入NaAc后HAc的解离度大大 二 缓冲溶液 将具有同离子效应的物质体系 配制成一定比例浓度的混合溶液 就是缓冲溶液 例如 HAc NaAc溶液 构成缓冲溶液的一对物质称为缓冲对 再如 NH3 H2O NH4Cl NaH2PO4 Na2HPO4 缓冲对 缓冲溶液实际上是一个具有同离子效应的溶液体系 缓冲作用 缓冲溶液能够抵御外来少量酸 碱的加入或适度的稀释 而本身的pH值不发生显著变化的作用叫缓冲作用 注意 缓冲溶液的缓冲能力是有限的 若大量的强酸 强碱侵入 缓冲对中的物质将消耗殆尽 缓冲作用也就消失了 二 缓冲溶液缓冲溶液的pH值计算 弱酸 弱酸盐 型缓冲溶液 或 二 缓冲溶液缓冲溶液的pH值计算 弱酸 弱酸盐 型缓冲溶液例 0 8000mol LHAc 0 4000mol LNaAc的缓冲溶液 或 二 缓冲溶液缓冲溶液的pH值计算 弱碱 弱碱盐 型缓冲溶液 或 二 缓冲溶液缓冲溶液的pH值计算 弱碱 弱碱盐 型缓冲溶液例 0 1000mol LNH3 H2O 0 2000mol LNH4Cl的缓冲溶液 或 二 缓冲溶液缓冲溶液的缓冲范围 缓冲溶液能够控制和稳定溶液的pH值 将溶液的pH值控制和稳定在缓冲溶液本身的pH值附近 因此 应根据实际情况选用不同pH值 pK值 的缓冲溶液 二 缓冲溶液缓冲溶液的缓冲范围 缓冲溶液的缓冲能力是有限度的 溶液的pH值变化过大时 缓冲溶液将失去缓冲能力 因此 缓冲溶液只是在一定的pH值范围内才具有控制和稳定溶液的pH值的作用 这个pH值范围称为缓冲溶液的缓冲范围 二 缓冲溶液缓冲溶液的缓冲范围 缓冲溶液的pH值及缓冲能力的大小取决于组成缓冲溶液的酸 盐浓度比Ca Ch 或碱 盐浓度比Cb Ch 研究证实 Ca Ch 或Cb Ch 的比值在0 1 10范围内时 缓冲溶液才具有明显的缓冲能力 而且Ca Ch 或Cb Ch 1时缓冲能力最大 二 缓冲溶液缓冲溶液的缓冲范围根据 当Ca Ch 0 1时 pH pKa 1Ca Ch 1时 pH pKaCa Ch 10时 pH pKa 1 二 缓冲溶液缓冲溶液的缓冲范围由此可得 弱酸 弱酸盐 型缓冲溶液缓冲范围是 pH pKa 1同理可得 弱碱 弱碱盐 型缓冲溶液缓冲范围是 pOH pKb 1 二 缓冲溶液常用缓冲溶液缓冲溶液是一种能够对溶液的酸度起到稳定和控制作用的溶液体系 二 缓冲溶液常用缓冲溶液缓冲体系一般有如下几种类型 常用缓冲溶液见P141 弱酸 对应弱酸盐 HAc NaAc 弱碱 对应弱碱盐 NH3 H2O NH4Cl 多元酸的酸式盐 次级盐 NaH2PO4 Na2HPO4 高浓度强酸或强碱 浓HCl或浓NaOH 第六节酸碱质子理论 一 酸碱的定义质子理论认为 凡能给出质子 H 的物质都是酸 能接受质子的物质都是碱 酸和碱不应是孤立的 酸给出质子后变成碱 碱接受质子后就生成酸 酸与碱的关系可用下面的式子表示 第六节酸碱质子理论 一 酸碱的定义酸质子 碱HCl H Cl NH4 H NH3H2P04 H HPO42 H2S04 H HS04 HS04 H S042 第六节酸碱质子理论 二 共轭酸碱对由此可知 在质子理论中 酸和碱是相对而言的 相互依存的 我们还可以用以下通式表示酸与碱的相互关系 HBH B 酸质子碱 第六节酸碱质子理论 二 共轭酸碱对我们把酸和碱的这种相互依存的关系称为酸碱共轭关系 把共轭关系中的酸碱对称为共轭酸碱对 共轭酸碱对在组成上相差一个质子 HBH B 酸质子碱 共轭酸碱对 HB B 是一对共轭酸碱对 HB是B 的共