酸碱平衡和酸碱滴定法.ppt

03:37:37,第2章酸碱平衡和酸碱滴定法酸碱平衡研究内容P30研究手段：代数法,03:37:37,物料平衡、电荷平衡和质子平衡,*质子平衡(ProtonBalance):溶液中酸失去质子的数目等于碱得到质子的数目.,电荷平衡(ChargeBalance):溶液中正离子所带正电荷的总数等于负离子所带负电荷的总数(电中性原则).,物料平衡(MaterialBalance):各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度.,03:37:37,1.物料平衡方程（MBE）,C(molL-1)HAc溶液的MBE,HAc+Ac-=c,C(molL-1)H3PO4溶液的MBE,H3PO4+H2PO4-+HPO42-+PO43-=C,C(molL-1)Na2SO3溶液的MBE,Na+=2CSO32-+HSO3-+H2SO3=C,03:37:37,例题写出含有210-3molL-1Cu(NO3)2和0.2molL-1NH3的混合溶液的物料平衡。解：NO3-=2C=410-3molL-1Cu2+Cu(NH3)2+Cu(NH3)22+Cu(NH3)32+Cu(NH3)42+Cu(NH3)52+=210-3molL-1NH3NH4+Cu(NH3)2+2Cu(NH3)22+3Cu(NH3)32+4Cu(NH3)42+5Cu(NH3)52+=0.2molL-1,03:37:37,2.电荷平衡方程（CBE）,C(molL-1)NaCN溶液的CBE,C(molL-1)CaCl2溶液的CBE,同一溶液中，阳离子所带正电荷总量等于阴离子所带负电荷总量，据此列出的表达式称为CBE。考虑水的离解,03:37:37,3.质子平衡方程（PBE）,根据酸碱质子理论，酸碱反应中得质子物质得到的质子总量等于失质子物质失去质子的总量。据此列出的表达式称为质子平衡方程。,03:37:37,参考基准法（零水准法）书写PBE,把所有得质子后的产物的浓度的和写在等式的一侧，所有失质子后的产物的总浓度的和写在等式的另一侧。即为得失质子数相等。,得质子产物写在基准的左侧，以其总浓度表示得质子总数；失质子产物写在基准的右侧，以其总浓度表示失质子总数。,首先选择参考基准。选择溶液中与得失质子有关的组分作为参考基准，其它组分与之相比，质子少了，就是失质子产物；质子多了就是得质子产物。一般选择溶液的原始组分和水为参考基准。,03:37:37,例如，CmolL-1的HCN溶液。1.选择参考基准H2O、HCN2.画出得失质子示意图,03:37:37,得质子总数失质子总数H+OH-+CN-,=,PBE,03:37:37,+H+,例如，CmolL-1的Na2HPO4溶液。,参考基准,+H+,-H+,-H+,+2H+,H+,H2PO4-,H3PO4,OH-,PO43-,2,PBE,H+H2PO4-+2H3PO4=OH-+PO43-,03:37:37,例：Na2NH4PO4水溶液,H+HPO42-+2H2PO4-+3H3PO4=OH-+NH3,参考基准：H2O、NH4+、PO43-,03:37:37,练习,1.写出下列溶液的PBE,0.20molL-1H3PO4,0.10molL-1H2SO4,0.10molL-1三乙醇胺(HOCH2CH2)3N,H+=OH-+H2PO4-+2HPO42-+3PO43-,H+=OH-+HSO4-+2SO42-,H+(HOCH2CH2)3NH+=OH-,510-8molL-1HCl,H+-510-8=OH-,03:37:37,练习,2.写出下列溶液的PBE0.050molL-1NaAc0.050molL-1NH4NO30.10molL-1NH4CN0.050molL-1K2HPO40.050molL-1氨基乙酸0.10molL-1Na2S,H+HAc=OH-,H+=OH-+NH3,H+HCN=OH-+NH3,H+H2PO4-+2H3PO4=OH-+PO43-,H+NH3CH2COOH=OH-+NH3CH2COO-,H+HS-+2H2S=OH-,03:37:37,补充练习题写出下列溶液的PBE(1)NH4Cl(2)NH4Ac(3)HAc+H3BO3(4)HCOOH+H2SO4(5)NaH2PO4+Na2HPO4(6)NaNH4HPO4,03:37:37,(1)H+=NH3+OH-,HEBEINORMALUNIVERSITY,CollegeofChemistry,(1)Ac-随pH的增大而增大,HAc随pH的增大而减小;,03:37:37,5.2.2多元酸溶液(以草酸为例),C=H2C2O4+HC2O4-+C2O42-,03:37:37,草酸三种形体分布分数与pH的关系,03:37:37,二元弱酸各形体分布分数的通式：,03:37:37,磷酸溶液中各形体的分布分数,C=H3PO4+H2PO4-+HPO42-+PO43-,03:37:37,磷酸(H3A)的型体分布图,03:37:37,三元弱酸各形体分布分数的通式：,03:37:37,n元弱酸各形体分布分数的计算通式：,03:37:37,例题6计算pH=5.00时，0.10molL-1草酸溶液中C2O42-的浓度。,解根据公式,=0.86,C2O42-=0.860.10=0.086molL-1,03:37:37,H2CO3的-pH图,pH,03:37:37,酒石酸(H2A)的-pH图,03:37:37,5.3溶液中H+浓度的计算,物料平衡电荷平衡*质子条件化学平衡关系H+的精确表达式近似处理近似式进一步近似处理最简式,03:37:37,5.3.1强酸或强碱溶液,强酸溶液：以CamolL-1的强酸HA为例,PBE：H+-Ca=OH-H+=Ca+OH-,精确式：H+2-CaH+Kw=0,当强酸的浓度大于110-6mol/L时，可用近似式：H+Ca；,03:37:37,强碱溶液：以CbmolL-1的强碱NaOH为例,PBE为：H+=OH-Cb,精确式：OH-2-CbOH-Kw=0,当强碱的浓度大于110-6mol/L时，可用近似式：OH-Cb；,03:37:37,HEBEINORMALUNIVERSITY,CollegeofChemistry,b.V2V1,V10;,c.V1V2;,d.V10；V20;,e.V10,V20;,NaOH+Na2CO3,Na2CO3,NaOH,NaHCO3+Na2CO3,NaHCO3,03:37:37,03:37:37,5.9.2极弱酸（碱）的滴定,采用强化法，使极弱的酸(碱)转变为较强的酸（碱）,从而可以直接用强碱(强酸)进行滴定.(1)络合法:例如，硼酸，Ka=5.810-10，不能用强碱直接滴定。但是，如果加入大量甘油或甘露醇，由于与硼酸形成稳定的络合物，增强硼酸的离解度，pKa=4.26。从而，可以用酚酞做指示剂，用强碱滴定。,03:37:37,pKa=4.26,PP酚酞,03:37:37,(2)沉淀法：例如，磷酸的第三级离解常数Ka3=4.410-13,无法进行滴定，而只能滴定前两级离解的H+。如果加入Ca2+，生成Ca3(PO4)2,而将第三级的H+释放出来,从而可以继续进行滴定.(3)氧化还原法:例如,可以利用过氧化氢将H2SO3氧化为H2SO4,然后进行滴定.(4)非水滴定,03:37:37,2.9.3铵盐中氮的测定,肥料、土壤、蛋白质及许多有机化合物都涉及到含氮量的测定，常用的方法有：(1)蒸馏法：试样用浓硫酸消化，然后加NaOH，将氨蒸馏出来，用硼酸吸收，最后用甲基红+溴甲酚绿混合指示剂，用标准硫酸滴定至灰色为终点。也可以用标准HCl或H2SO4吸收，过量的酸用标准碱滴定。(2)甲醛法：4NH4+6HCHO=(CH2)6N4H+3H+6H2O，酚酞作指示剂,以NaOH标准溶液滴定.,03:37:37,甲醛中常含有甲酸，试样中存在游离酸。在实验前应将酸先中和除去。,03:37:37,在上述操作中如果将蒸馏出来的NH3导入饱和硼酸吸收液中,可以直接用标准盐酸溶液滴定.凯氏定氮法适用于蛋白质、胺类、酰胺类及尿素等有机化合物中氮的测定对于含有硝基、亚硝基或偶氮基等有机化合物,煮解前必须用还原剂处理后,再按照上述方法进行煮解.,03:37:37,蒸馏法,NNH4+NH3用酸吸收,浓H2SO4CuSO4,NaOH,标准HCl,H3BO3,