酸碱成分分布系数ppt课件

4.1溶液中的酸碱反应与平衡4.2酸碱组分的平衡浓度与分布分数4.3溶液中的H+浓度计算4.4对数图解法4.5酸碱缓冲溶液4.6酸碱指示剂4.7酸碱滴定原理4.8终点误差4.9酸碱滴定法的应用,第四章酸碱滴定法,酸给出质子后,转化成它的共轭碱；碱接受质子后，转化成它的共轭酸。因此，因一个质子的得失而互相转变的每一对酸碱，称为共轭酸碱对。例如：,可见酸碱可以是阳离子、阴离子、也可以是中性分子，酸总是比其共轭碱多一个质子。但上述质子得失反应只是一个酸碱半反应，只有两个酸碱半反应相结合，才成为酸碱反应。,2酸碱平衡与平衡常数,酸碱的强弱取决于物质给出质子或接受质子能力的强弱。在共轭酸碱对中，如果酸越易于给出质子，则酸性越强，其共轭碱的碱性就越弱。常用酸碱的离解常数Ka和Kb的大小，定量地说明酸碱的强弱程度.,共轭酸碱对的Ka和Kb有下列关系：,KaKb=Kw=10-14(25)或pKa+pKb=pKw=14,对于多元酸或多元碱，要注意Ka和Kb的对应关系，如三元酸有三级离解常数，其Ka和Kb的关系如下：,Ka1Kb3=Ka2Kb2=Ka3Kb1=Kw例HA+H2OH3O+A-Ka=H+A-/HAA-+H2OHA+OH-Kb=HAOH-/A-,1.I一定,电荷数多,小；2.电荷数一定,I大,小3.00.1,0.10.5两段,1.0,0.5,I/molL-1,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,gi,活度系数与离子强度I的近似关系曲线,二、分布系数和分布曲线,不同pH值溶液中酸碱存在形式的分布:当共轭酸碱对处于平衡状态时，溶液中存在着H+和不同的酸碱形式。这时它们的浓度称为平衡浓度，各种存在形式平衡浓度之和称为总浓度或分析浓度。,1、定义（分布系数）：平衡时溶液中某物种的浓度占总浓度的分数。用表示：i=ci/c当溶液的pH值发生变化时,平衡随之移动,以致酸碱存在形式的分布情况也发生变化。分布系数与溶液pH值间的关系曲线称为分布曲线。不同pH值溶液中酸碱存在形式的分布分布曲线,1.一元酸:以醋酸（HAc）为例HAc在水溶液中以HAc和Ac-两种形式存在，它们的平衡浓度分别为HAc和Ac-，则总浓度（分析浓度）：cHAc+Ac-设：HAc的分布系数为1；Ac-的分布系数为0；,则：,且,HAc分布系数与溶液pH关系曲线的讨论：,(1)0+1=1(2)pH=pKa时；0=1=0.5(3)pHpKa时；Ac-（0）为主,H2A分布系数与溶液pH关系曲线的讨论：,a.pHpKa2时，C2O42-为主d.pH=2.75时,1最大；1=0.938；2=0.028；3=0.034,3.三元酸:以H3PO4为例,H3PO4为分布曲线的讨论：（pKa1=2.12；pKa2=7.20；pKa3=12.36）（1）三个pKa相差较大，共存现象不明显；（2）pH=4.7时，2=0.9943=1=0.003（3）pH=9.8时，1=0.9940=2=0.003,作用1深入了解酸碱滴定过程；2判断多元酸碱分步滴定的可能性3对于了解配位滴定与沉淀滴定条件等也是有用的。滴定是溶液pH与溶液中各物种的量、比例不断变化的过程。,质子条件,物料平衡,电荷平衡和质子条件1.物料平衡方程(MBE,MaterialBalanceEquation):在化学平衡体系中,某一给定物质的总浓度,等于各有关形式平衡浓度之和.,2.电荷平衡方程(CBE，ChargeBalanceEquation):单位体积溶液中阳离子所带正电荷的量等于阴离子所带负电荷的量.3.质子条件(PBE，ProtonBalanceEquation):在酸碱反应中,碱所得到的质子的量,等于酸失去质子的量.,质子条件式的写法,(1)先选零水准(大量存在,参与质子转移的物质).,(2)将零水准得质子后的形式写在等式的左边,失质子后的形式写在等式的右边.,(3)有关浓度项前乘上得失质子数.,例：Na2NH4PO4水溶液,H+HPO42-+2H2PO4-+3H3PO4=OH-+NH3,零水准：H2O、NH4+、PO43-,思考题:下列复杂体系H+的计算式,1.HCl+NaAc2.NH4+-NH3+HAc-Ac-3.NH4H2PO4-,HCl+HAcHAcHAc+Ac-,NH3+NH4+Ac-NH4+Ac-NH4+HAc+Ac-,H+H3PO4-=NH3+HPO42-+2PO4-+OH-,4.3酸碱溶液的H+浓度计算,代数法（解析法）作图法数值方法（计算机法）,酸碱溶液PH值的计算：对于一元弱酸HA溶液，存在着以下质子转移反应：HA=H+A-A-=KaHA/H+(1)H2O=H+OH-OH-=Kw/H+(2)由质子平衡条件：H+=A-+OH-(3)1和2代入3：H+2=KaHA+Kw,溶液pH计算的准确式与简化式的讨论:H+2=KaHA+Kw（4）上式为计算一元弱酸溶液中H+的精确公式。但式中的HA为HA的平衡浓度，未知项。引入分布系数：HA=cHA得一元三次方程：H+3+KaH+2（cKa+Kw）H+KaKw=0,讨论：由4式（1）当计算允许有5%的误差时，如果弱酸的浓度不是太小，即：c/Ka500，kaC可近似认为HA等于总浓度c，则：H+2=cKa+Kw()（2）若弱酸的Ka也不是太小（cKa20Kw)，忽略Kw项，则可得最简式：H+2=cKa(),（3),例计算0.20molL-1Cl2CHCOOH的pH.（pKa=1.26）,如不考虑酸的离解(用最简式:pH=0.98),则Er=29%（如何算？）,故应用近似式:解一元二次方程:H+=10-1.09则pH=1.09,解:KaC=10-1.260.20=10-1.9620KwC/Ka=0.20/10-1.26=100.56Ka2,HA-CHA-(5%,pKa3.2),近似式:,如果CHA-/Ka120,则“Ka1”可略,得最简式:,(若C/Ka120,Ka2C20Kw,即使Ka1,Ka2相近,也可使用最简式计算),又若Ka2CHA-20Kw,则得,例计算0.033molL-1Na2HPO4的pH.pKa1pKa3:2.16,7.21,12.32,解:Ka3c=10-12.320.033=10-13.80Kwc/Ka