基础化学第八章酸碱平衡

1、基础化学第八章酸碱平衡第1页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二 酸碱平衡 配位平衡 沉淀溶解平衡 氧化还原平衡 无机化学反应大多是在水溶液中进行的。参与这些反应的物质主要是酸、碱和盐，它们都是电解质，在水溶液中能解离成带电的离子，离子之间发生相互作用。电解质溶液的反应：酸、碱、盐电离出的带电离子在溶液中的离子反应。第2页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二酸碱理论酸碱溶液中各离子平衡浓度的计算酸碱解离平衡的移动酸碱中和反应酸碱滴定分析第八章-I 酸碱平衡第3页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二8-I.1 酸碱理论8.1.1

2、酸碱理论发展简介 酸是有酸味的物质，碱是能抵消酸味的物质； 18世纪，认为凡是酸组成中都含有氧； 19世纪初，认为凡是酸组成中都含有氢。第一阶段：表象认识第4页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二H2SO4 = HSO4 + H+ 1884年Arrhenius提出“电离说”： 酸：在水溶液中电离出的阳离子全部为H+的化合物 碱：在水溶液中电离出的阴离子全部为OH-的化合物-NaOH = Na+ + OH- 酸碱反应的实质：H+ + OH- = H2O 酸碱强弱的比较： 电离度第二阶段：酸碱电离理论阿伦尼乌斯 (1859-1927，瑞典) ，他的电解质溶液电离理论获1903

3、年诺贝尔奖第5页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二 并不是只有含OH的物质才具有碱性 如：Na2CO3、NaAc、NH3 将酸碱概念局限于水溶液中，对于非水溶液的酸碱性则无能为力 如：NH3 + HCl = NH4Cl 酸碱电离理论的局限性：第6页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二布朗斯特 (1879-1947，丹麦)，哥本哈根大学化学教授，因其酸、碱质子理论而闻名于世第三阶段：酸碱质子理论与酸碱电子理论1923年，Brnsted J N和Lowry TM 提出：碱：凡是能接受质子的物质（分子或离子）酸碱质子理论质子(B)酸和质子(B)碱 酸：凡

4、是能给出质子（H+）的物质（分子或离子）如：HCl、H2SO4、H3PO4、H2PO4、 HPO42、NH4+、H2CO3、HCO3、H2S、H2O如：Cl、SO42、 H2PO4、 HPO42、 PO43、 NH3、 HCO3、 CO32 、 HS、 S2、 OH第7页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二局限性没有盐的概念质子理论定义的酸碱反应是质子转移过程，因此对不含氢的化合物的反应无法给出合理的解释酸碱质子理论意义和局限性：意义扩大了酸碱的含义和范围。非水体系，如气相HCl和NH3的反应揭示了酸碱反应的实质是质子传递过程很好地沿用了电离理论中衡量酸碱强度的定量标度，

5、并且解决了强酸、强碱的强度问题第8页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二酸碱电子理论L酸和L碱路易斯 (Lewis G N, 1875-1946) ，美国加州大学伯克利分校化学学院院长，曾获英国皇家学会戴维奖章、瑞典科学院阿仑尼乌斯奖章、美国吉布斯奖章等。酸：凡是可以接受电子对的物质（分子、离子或原子）如Fe3+，Fe，Ag+，BF3等碱：凡是给出电子对的物质（分子、离子或原子）如：:NH3，:CO，H2O:，:X- 等1923年Lewis 提出：酸碱反应的实质：配位键的生成第9页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二 L酸与L碱之间以配位键结合生成酸

6、碱配合物第10页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二意义对酸碱的定义摆脱了体系必须具备某种离子或元素，不受溶剂的限制，立论于物质的普通组分以电子的给予和接受来说明酸碱的反应，更能体现物质的本质特性较前面的理论更为全面和广泛广义酸碱理论酸碱电子理论的意义和局限性：局限性对酸碱的认识过于笼统，不易掌握酸碱的特征， 目前多用于配位化合物及催化剂的研究第11页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二定义共轭酸碱对质子理论中酸碱反应水的解离平衡及溶液的pH标度质子理论中酸碱的相对强弱8.1.2 酸碱质子理论 第12页，共123页，2022年，5月20日，22点42

7、分，星期二 酸：任何能给出质子（H+）的分子或离子，即质子给予体(proton donor) 碱：任何能接受质子的分子或离子，即质子接受体(proton acceptor) 1. 定义酸碱第13页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二 酸和碱不是彼此孤立的，而是统一在对质子的关系中（酸给出质子后生成碱，碱接受质子后就变成酸），这种相互依存的关系称为共轭关系。2. 共轭酸碱对共轭酸 H+ +共轭碱因一个质子的得失而相互转变的一对酸碱，叫共轭酸碱对。第14页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二注：酸与碱是通过给出和接受质子相互依存，每一个酸（碱）要表现出酸

8、（碱）性必须有另一个碱（酸）同时存在才行。有酸才有碱，有碱才有酸，酸中有碱，碱可变酸。第15页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二(1) 酸碱可以是中性分子、阴离子、阳离子 如Ac是离子碱，NH4+是离子酸(2) 既能给出质子显酸性又能接受质子显碱性的物质称为两性物质(ampholyte) 如H2PO4、 HPO42、NH3、HCO3、HS(3) 质子理论中无盐的概念，电离理论中的盐在质子理论中都是离子酸或离子碱 如 NH4Cl 中的NH4+是离子酸， Cl是离子碱质子论中酸碱的特点：第16页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二实质：质子传递（两对共

9、轭酸碱对之间） 酸越强，其共轭碱越弱；碱越强，其共轭酸越弱 反应总是由相对较强的酸和碱向生成相对较弱的酸和碱的方向进行 对于某些物种而言，是酸是碱取决于具体反应3. 质子论中酸碱反应的实质第17页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二又叫水解，水和酸/碱之间的质子传递反应例酸/碱的解离质子自递；两性物质第18页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二电离理论中的中和相当于酸、碱之间的质子传递反应H+H+H+例酸、碱的中和第19页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二例盐的水解电离理论中的盐的水解相当于水与酸、碱之间的质子传递反应H+H+

10、H+第20页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二判断反应的方向：用酸、碱的相对强弱来判断反应的方向反应总是从较强酸、较强碱向较弱酸、较弱碱方向进行H+H+共轭酸碱对共轭酸碱对第21页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二水的自偶解离平衡纯水有微弱的导电性，说明水分子能够电离1.00410-71.00410-725 C 时：水的离子积常数4. 水的解离平衡及溶液的pH标度H2O (l) H+ (aq) + OH(aq) 或 简写为 水的解离平衡常数第22页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二水溶液的pH值 对于一些 H+ 很小的溶液

11、，用 H+ 表示水溶液的酸碱度，很不方便pH = - lg H+pH + pOH = 14pOH值：水溶液中 OH- 的负对数由于 Kw = H3O+ OH- = 110-14pOH = - lg OH-pH值：水溶液中 H+ 的负对数（25 C ）第23页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二酸性溶液： H3O+ 10-7 molL-1 OH, pH 7 pOH中性溶液： H3O+ = 10-7 molL-1 = OH, pH = 7 = pOH碱性溶液： H3O+ 10-7 molL-1 7 pOHH+ = 110-14 molL-1H+ =10 molL-1 pH =

12、 -1OH- =10 molL-1 pH = 15第24页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二5. 质子酸、碱的相对强弱表示质子传递能力的强弱，即其给出或接受质子能力的大小首先取决于本身的性质，其次与溶剂的性质等因素有关。其强度是相对值，用质子传递反应平衡常数的大小表示。水溶液中，用其与水反应的平衡常数（解离平衡常数）来衡量，如：HAc HCN第25页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二解离平衡常数( K )：(ionization equilibrium constant)表示酸（碱）传递质子能力的强弱，K 越大，表明酸（碱）越强酸：碱：水：第26

13、页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二弱酸、弱碱的解离平衡常数书写：HAc(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + Ac-(aq)NH3(aq) + H2O(l) NH4+(aq) + OH-(aq)第27页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二H2S(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + HS-(aq)HS-(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + S2-(aq)第28页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二Ka和Kb的特点：解离常数的大小，可以估计弱电解质解离的趋势，K值越大，解离程度越大，同浓度下酸(

14、碱)性越强。Ka = 10-2 10-7弱酸Ka 10-6 moldm-3时（忽略水的解离） ： 强碱溶液H+ = OH c Kw / OH = OH c OH2 c OHKw = 0OH c近似式2. 强酸和强碱溶液pH值的计算第44页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二例：计算 2.010-7molL-3 HCl溶液的pH值。解：由于c 10-6moldm-3，故可用近似式计算OH = 1.010-4 moldm-3 H+ = 1.010-10 moldm-3 pH = 10.00pH = 6.62第45页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二3.

15、 一元弱酸、弱碱溶液pH值的计算在 HA溶液中同时存在两个平衡HA (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + A- (aq)H2O (l) + H2O (l) H3O+ (aq) + OH- (aq)一元弱酸（HA）：第46页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二 一元弱酸(HA)溶液PBE：H+ = A + OH 一元弱碱(A)溶液H+ + HA = OH近似式 精确式最简式I(水的解离可以忽略)（酸的解离可以忽略）最简式II第47页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二例：计算0.010 mol.dm-3二氯乙酸(CHCl2COOH)溶液

16、的pH值。已知其 Ka =3.3210-2pH = -lgH+ = -lg(8.010-3) = 2.10解：c=0.010 400Kb =4002.0310-5=0.008，所以用最简式第49页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二例：计算1.010-6 mol/L NH4Cl溶液的pH值。已知：解：H3O+=1.0310-7mol.dm-3 pH=6.99 溶液呈微酸性故用近似式II此例其实是一元强酸弱碱盐的水解问题第50页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二解离度()解离平衡时弱电解质在溶液中解离的百分数第51页，共123页，2022年，5月20

17、日，22点42分，星期二初始浓度 c 0 0平衡浓度cc c cHAc (aq) H+ (aq) + Ac- (aq)稀释定律：解离度与其浓度的平方根成反比，与其解离常数的平方根成正比第52页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二解离度()与解离平衡常数(K)的关系：Ka与Kb不随电解质的浓度而变化； 随电解质的浓度而变化弱酸电解质的初始浓度越大， 越小，但并不一定表示溶液中H+就越小Ka随温度而变化，但由于解离过程热效应较小，在室温范围内可以忽略温度对解离常数的影响第53页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二解：开始 0.200 0 0平衡0.200

18、(1 0.934%) 0.2000.934% 0.2000.934%例：已知25时，0.200 molL-1氨水的解离度为 0.934%，求c(OH)、pH值和氨的解离常数第54页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二4. 二元弱酸、弱碱的解离平衡和pH计算H2A (aq) + H2O (l) HA- (aq) + H3O+ (aq)HA- (aq) + H2O (l) A2- (aq) + H3O+ (aq) 2H2O H3O+ + OH溶液的质子条件：H+ = HA + 2 A2 + OH在 H2A水溶液中同时存在三个平衡：第55页，共123页，2022年，5月20日，

19、22点42分，星期二精确式(相当于一元弱酸)最简式近似式（忽略二级解离）（忽略H2O 解离）（忽略酸解离）第56页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二例：计算 0.100 moldm-3 H2S溶液中 H+、OH及pH值及S2-的浓度。已知：解：pH = -lgH+ = 3.94H2S 2H+ + S2-用最简式：第57页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二注： 二元弱酸的解离是分步进行的，一般 溶液中的 H+主要来自于弱酸的第一步解离，计算 c(H+) 时可只考虑第一步解离。 对于二元弱酸 ，当 时，c(酸根离子) K2 ，而与弱酸的初始浓度无关。

20、 如对于H2S，c(S2) K2 ，但 c(H+) 2 c(S2) 对于二元弱酸的酸性溶液, c(酸根离子)与 c2(H+)成反比。如对于饱和 H2S（H2S = 0.1 moldm-3）第58页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二 多元酸的酸式盐，如NaH2PO4、Na2HPO4、NaHCO3的阴离子既能给出质子又能接受质子，是两性的。5. 两性物质的解离平衡及溶液pH计算 NaH2PO4给质子的能力大于获得质子的能力，其溶液显弱酸性第59页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二一般情况下可以根据Ka、Kb大小判断溶液的酸碱性第60页，共123页，2

21、022年，5月20日，22点42分，星期二PBE: H+ + H2A = A2 + OH精确式最简式近似式(忽略水的解离)近似式第61页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二如：NaHCO3溶液的pH值NaH2PO4溶液的pH值Na2HPO4溶液的pH值第62页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二例：计算 0.10 moldm-3 NaHCO3 溶液的pH值解：pH = 8.31故可用最简式进行计算：第63页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二例：计算0.10 moldm-3 NH4Ac溶液的pH值解：pH = 7.00故可用最简

22、式进行计算第64页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二强 酸 碱一元弱酸二元弱酸两性物质第65页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二分布系数() 溶液中酸碱各种存在形式的平衡浓度计算溶液中某型体的平衡浓度在总浓度中占有的分数称为该型体的分布系数1. 一元弱酸(碱)溶液中各型体的分布计算2. 二元弱酸(碱)溶液中各型体的分布计算第66页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二 分布系数取决于溶液的pH以分布系数对溶液pH作图分布曲线一元弱酸(碱)溶液中各型体的分布计算存在形式有HA、A-，总浓度为 c，则：第67页，共123页，202

23、2年，5月20日，22点42分，星期二A为主要存在型体HA为主要存在型体HAc的分布曲线NaAc和HAc溶液中的HAc、Ac-分布系数表达式一样AHA第68页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二2. 二元弱酸(碱)溶液中各型体的分布第69页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二H2C2O4的分布曲线第70页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二多元酸分布系数的通式第71页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二3. 分布系数的意义 联系分析浓度与平衡浓度HA = c HA 快速确定各型体分布的优势区域HFF3.45

24、CNHCN9.31 通过H+求出酸碱溶液中各种存在形式的分布系数第72页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二8-I.3 酸碱解离平衡的移动 酸碱的解离平衡是动态的，有条件的。条件改变解离平衡移动建立新条件下的平衡 HAc + H2O H3O+ + Ac-加入强酸或NaAc平衡左移解离度降低例如：第73页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二8.3.1 同离子效应导致平衡的移动 在弱电解质中加入一种含有相同离子 (阳离子或阴离子) 的易溶强电解质，使弱电解质解离度降低的作用，称为同离子效应。应用：控制共轭酸碱的比例以调节溶液pH值如： HF + H2O

25、H3O+ + F-第74页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二解:例： 在0.10 molL-1 HAc溶液中加入少量固体NaAc，使NaAc浓度为 0.10 molL-1 ，求加入NaAc前后该溶液的H+浓度和解离度。Ka(HAc) = 1.7610-5第75页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二（2）加入0.1 molL-1 NaAc后HAc (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + Ac- (aq)0.10 0 0.10起始浓度0.10-x x 0.10+x平衡浓度由于同离子效应，使HAc解离度更小，因此HAc = 0.10 x 0

26、.10, Ac- = 0.10 + x 0.10第76页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二 加入NaAc前后， 0.10 molL-1 HAc溶液的H+ 和 的比较： 可见，加入 NaAc 后，溶液的H+ 和 都降低了。加入 NaAc 的浓度越大，降低的程度会越多同离子效应作用。第77页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二例：若在90 cm3的HAcNaAc溶液(其中HAc和NaAc的浓度皆为0.10 moldm-3)中分别加入10 cm3的0.010 moldm-3 HCl和NaOH，溶液的pH值各为多少？K(HAc) = 1.7610-5解：

27、(1)加入10 cm3的0.010 moldm-3 HClHAc H+ + Ac； NaAc Na+ + AcH+ + Ac HAc 第78页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二(2) 加入10 cm3的0.010 moldm-3 NaOHOH + HAc H2O + Ac第79页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二缓冲作用（缓冲能力）：能抵抗外加的少量强酸、强碱或水的影响，而保持溶液pH值不发生显著变化的作用缓冲溶液：对溶液pH值有稳定作用的溶液8.3.2 缓冲溶液(buffer solution)缓冲溶液的组成：一般由共轭酸碱对组成弱酸与弱酸盐：

28、 HAcNaAc H2CO3NaHCO3 H3PO4NaH2PO4 弱碱与弱碱盐 NH3H2ONH4Cl Na2CO3NaHCO3 第80页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二缓冲原理同离子效应：HAc-NaAc溶液：加入少量强酸，HAc略有增加，Ac略有减少， 变化不大，因此溶液的 H+ 或 pH 值基本不变加入少量强碱，Ac略有增加，HAc略有减少， 变化不大，因此溶液的 H+ 或 pH 值基本不变(抗酸)(抗碱)稀释后，共轭酸碱对浓度比值不会发生太大变化，因此溶液的pH值基本不变第81页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二PBE：H+ = A

29、cb + OHH+ + HA ca = OH精确式当溶液为酸性当溶液为碱性近似式最简式缓冲溶液pH值的计算（共轭酸碱对）： 对于缓冲溶液，cHAc和cAc-都不太小，且为弱酸和弱碱，H+、OH-很小。所以：(零水准:HA和H2O)第82页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二缓冲溶液也可由多元弱酸的酸式盐组成。第83页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二例：求0.10 moldm-3 NaH2PO4 Na2HPO4 溶液中的pH = ? 解：第84页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二故为NaH2PO4 Na2HPO4缓冲溶液反应

30、0.15mol H3PO40.25mol NaOH生成0.15mol NaH2PO4余下0.10mol NaOH继续反应生成0.10mol Na2HPO4余下0.05mol NaH2PO4例：求 300 mL 0.50 mol/L H3PO4和 500 mL 0.50 mol/L NaOH混合溶液的pH值。解：先确定缓冲溶液的组分再计算第85页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二解：加入 HCl 前例：若在 50.00 mL 的 0.150 molL-1 NH3 (aq) 和 0.200 molL-1 NH4Cl缓冲溶液中，加入 0.100 mL 1.00 molL-1的

31、HCl溶液。计算加入HCl前后溶液的pH值各为多少？加入 HCl 后 反应前n / mmol 反应后n / mmol NH3 + HCl = NH4Cl50.00.15 0.10 1.0 50.00.20=7.50 =0.10 =10.0 7.40 0 10.1第86页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二第87页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二 缓冲溶液的 pH 值主要是由 值决定 还与ca/cb比值有关 缓冲能力与缓冲液中各组分的浓度有关 缓冲溶液的缓冲能力是有限的适当提高浓度：ca及cb较大，缓冲能力强 0.11mol.L-1浓度要接近：ca

32、/cb 1时，缓冲能力大 浓度比(10:1)(1:10) 第88页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二 所选择的缓冲溶液，除了参与和H+ 或OH 有关的反应以外，不能与反应体系中的其它物质发生反应 缓冲组分的pKa值应尽可能接近所需pH值缓冲溶液的选择和配制：pH = pKa+1 pKa -1 缓冲范围第89页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二欲配制的缓冲溶液的pH值 应选择的缓冲组分若pKa值与所需pH值不相等，依所需pH值调整ca/cb第90页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二例：欲配制pH=9.20，c(NH3H2O)

33、=1.0 moldm-3的缓冲溶液500 cm3，而用多少固体NH4Cl？ 解：需固体NH4Cl的质量为：1.150010-3 53.5 = 29.4 g(查附录5）第91页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二例：欲配制pH=4.70的缓冲溶液500 cm3，问应用 50 cm3 1.0 moldm-3 NaOH和多少1.0 moldm-3 HAc溶液混合，并需加多少水？ 解：设应用x cm3 的HAc溶液V(H2O) = 500 105 50 = 345 cm3第92页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二例：用等体积的 NaH2PO4 溶液和 Na

34、2HPO4 溶液配制1.00L pH=7.20 的缓冲溶液，将50.00 mL的该缓冲溶液与5.00 mL 0.10 mol/L HCl混合后，其pH值变为6.80。问：缓冲溶液中NaH2PO4 和 Na2HPO4 的浓度是多大？解：第93页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二8.3.3 酸碱指示剂当 HIn = In- 时，石蕊溶液为紫色，中性当 HIn / In- 10 时，石蕊溶液为红色，酸性当 HIn / In- 0.1 时，石蕊溶液为蓝色，碱性理论变色点：pH = pKa HIn/In = 1变色范围： pH = pKa 1 (肉眼能观察)作用原理：属于有机弱酸

35、或有机弱碱，其酸式结构和碱式结构具有不同的颜色指示剂的颜色转变依赖于比值In-/HIn:如：第94页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二95常见酸碱指示剂（见教材）指示剂变色范围pH颜色PKHIn酸色碱色百里酚蓝(TB)1.2 2.8红黄1.658.0 9.6黄蓝9.20甲基红(MR)4.4 6.2红黄5.0甲基橙(MO)3.1 4.4红黄3.4酚酞(PP)8.2 10.0无红9.1百里酚酞(TP)9.4 10.6无蓝10.0溴甲酚紫(BCP)5.26.8黄紫溴百里酚蓝(BTB)6.07.6黄蓝7.3第95页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二 酸碱

36、等量反应时溶液pH值的计算 强酸强碱等量中和HCl + NaOH = NaCl + H2OH+ = OH = 10-7 moldm-3pH = 7.00 强酸(碱)与弱碱(酸)等量中和HCl + NH3 NH4+ + ClNaOH + HAc NaAc + H2O 弱酸与弱碱等量中和HAc + NH3 NH4+ + Ac一元弱酸一元弱碱两性物质8-I.4 酸碱中和反应第96页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二 酸碱非等量混合时溶液pH值的计算 强酸强碱混合按过量者计算HCl + NaOH = NaCl + H2O 强酸(碱)与弱碱(酸)混合HCl + NH3 NH4+

37、+ ClNaOH + HAc NaAc + H2O强酸(碱)过量：按剩余的强酸(碱)与生成的弱酸(碱)（一般可忽略)的混合溶液计算弱碱(酸)过量：按剩余的弱碱(酸)与生成的弱酸(碱)的混合溶液(即缓冲溶液)计算第97页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二 弱酸与弱碱混合弱酸过量：按弱酸及其共轭碱组成的缓冲溶液计算HAc + NH3 NH4+ + Ac弱碱过量：按弱碱及其共轭酸组成的缓冲溶液计算第98页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二 滴定(容量)分析法 将已知准确浓度的试剂溶液 (标准溶液)，滴加到被测试样制成的溶液中，直到两者按化学计量比定量反

38、应完全，然后根据标准溶液的浓度和体积，来计算被测物质含量或浓度的方法。8.5.1 滴定分析法概述8-I.5 酸碱滴定分析基本概念第99页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二 指示剂 化学计量点(sp)当滴定剂的物质的量与被滴定物的物质的量正好符合滴定反应式中的化学计量关系时，则反应到达了化学计量点，也称理论终点通过颜色改变来指示滴定终点的化学试剂 标准溶液滴定分析中已知准确浓度的置于滴定管中的滴定剂溶液第100页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二 滴定(终点)误差(Et)滴定终点与化学计量点之间的差别 滴定曲线以滴定剂的加入量为横坐标，以溶液pH值

39、等为纵坐标作图得到的曲线 滴定终点(ep)滴定过程中指示剂颜色突变而停止滴定的那一点第101页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二滴定分析方法的分类滴定分析方法的特点 适用于常量分析(含量1%)的测定 准确度高，相对误差一般不大于0.2% 仪器简单，操作便捷 应用范围广酸碱滴定法配位滴定法氧化还原滴定法沉淀滴定法化学反应类型第102页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二滴定分析对化学反应的要求 反应必须按一定的反应式进行， 即反应具有确定的化学计量关系 无副反应 反应速率快，或有简便方法加速反应 有简便合适的方法确定滴定终点 反应必须定量进行，通常要

40、求反 应完全度达99.9%以上第103页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二滴定方式 直接滴定法：适用于符合要求的反应 返滴定法：适用于反应速率较慢或无合适指示剂的反应 Al3 + EDTA (标准溶液I) 反应速率太慢Al3+ + EDTA(I,过量) 加热使反应完全 AgNO3(标准溶液I) + Cl 无合适指示剂 AgNO3(I,过量) + Cl 使Cl 沉淀完全EDTA(I,过剩) + Zn2+(标准溶液II) 滴定 AgNO3(I,过剩) + NH4SCN(标准II) Fe3+为指示剂因此，因此，第104页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期

41、二 置换滴定法适用于无确定计量关系和完全度不高的反应 Na2S2O3 + K2Cr2O7 S4O62、SO42K2Cr2O7 6KI 3I2 6Na2S2O3(标准溶液) Ag+ + EDTA 形成络合物 不够稳定2Ag+ + Ni(CN)42 Ni2+ + 2Ag(CN)2Ni2+ + EDTA(标准溶液) 滴定 间接滴定法适用于不与滴定剂反应的物质的测定Ca2+ + KMnO4 不反应Ca2+ + C2O42 CaC2O4 C2O42 H2SO4C2O42 + KMnO4 (标准溶液) 滴定因此，因此，因此，无确定关系第105页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二1.

42、 理论基础酸碱质子理论(质子酸、质子碱、酸碱反应的实质)2. 酸碱滴定法以酸碱反应为基础的滴定分析方法（对于一般的酸、碱以及能与酸、碱直接或间接进行质子传递的物质，几乎都可以用酸碱滴定法进行测定）8.5.2 酸碱滴定法第106页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二3. 一元酸碱的滴定 一元强酸和一元强碱的相互滴定 一元强碱滴定一元强酸(2)滴定中，加入NaOH体积为 18.00 cm3时： H+= (0.1000 2.00)/38.00 = 5.2610-3 mol/dm3 溶液 pH = 2.28以 0.1000 mol/dm3 NaOH 溶液滴定 20.00 cm3

43、0.1000 mol/dm3 HCl溶液为例(1)滴定前，加入NaOH体积为 0.00 cm3时： 0.1000 mol/dm3 盐酸 溶液 pH = 1.00第107页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二(3)化学计量点前：（A点） 加入NaOH体积为 19.98 cm3(化学计量点前0.1%)时 H+= (0.1000 0.02)/39.98 = 5.0 10-5 mol/dm3 溶液 pH = 4.30(4)化学计量点： 加入NaOH体积为： 20.00cm3 反应完全, 溶液中H+ = 10-7 mol/dm3 pH=7.00(5)化学计量点后：（B点） 加入Na

44、OH体积为 20.02 cm3(化学计量点后0.1%)时 OH= (0.1000 0.02)/40.02=5.0 10-5 mol/dm3 溶液 pOH = 4.30 pH = 9.70第108页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二(6)滴定后，加入NaOH体积为 22.00 cm3时： OH= (0.1000 2.00)/42.00 = 4.7610-3 mol/dm3 溶液 pOH = 2.32 pH = 11.68(7)滴定后，加入NaOH 体积为 40.00 cm3时： OH= (0.1000 20.00)/60.00 = 0.033 mol/dm3 溶液 pOH

45、 = 1.48 pH = 12.52第109页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二滴定突跃：化学计量点前后由1滴滴定剂所引起的溶液pH值的急剧变化滴定突跃范围：突跃过程所对应的pH值范围指示剂的选择：主要以滴定突跃范围为依据 凡是变色范围的全部或一部分在滴定突跃范围内的指示剂都可用来指示滴定终点，且其指示颜色变化时应由浅变深滴定突跃范围的大小与酸碱溶液的浓度有关c = 1.0 moldm-3 突跃范围：3.30 10.70c = 0.10 moldm-3 突跃范围：4.30 9.70c = 0.010 moldm-3 突跃范围：5.30 8.70PP,MO,MRPP,MO

46、,MRPP, MR第110页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二 一元弱酸(碱)的滴定以 0.1000 mol/dm3 NaOH 溶液滴定 20.00 cm3 0.1000 mol/dm3 HAc溶液为例 一元强碱滴定一元弱酸(1)滴定前，加入NaOH体积为 0.00 cm3时：(2)滴定中至化学计量点前：为NaAcHAc缓冲溶液V(NaOH)=18.00cm3时，pH = 5.70V(NaOH)=19.98cm3时，pH = 7.74pH = 2.87第111页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二(3)化学计量点：Ac = 0.05000 mold

47、m-3(4)化学计量点后：V(NaOH)=20.02cm3时: pH = 9.70V(NaOH)=40.00cm3时: pH = 11.68滴定突跃：7.74 9.70指示剂：PP,TB,TP对弱酸的滴定，突跃的范围还与弱酸的强弱有关pH = 8.72第112页，共123页，2022年，5月20日，22点42分，星期二1.0000.10000.01000范围pH范围pH范围pH58.0011.003.008.0010.002.008.009.041.0469.0011.002.008.9610.041.088.799.210.4279.9611.021.069.7910.210.428.439.570.14810.7911.210.4210.4310.570.14911.4311.570.14pKa突跃 pH值c(M)强碱滴定弱酸的滴定突跃范围随弱酸浓度和强度的变化注：以指示剂确定终点时，人眼对指示剂变色的判断至少有0.3个pH单位的不确定性 一元弱酸(碱)能否被强碱(酸)直接准确滴定的判据：第113页，共1