微分方程数值解法 - 同济大学

第二章酸碱滴定法2.1酸碱滴定概述2.2酸碱指示剂2.3酸碱滴定原理2.4酸碱滴定应用实例2.1.1酸碱平衡常数2.1.2质子条件2.1.3pH值的计算2.1酸碱滴定概述2.1.1酸碱平衡常数酸=质子+碱

酸碱的定义：质子理论凡是能给出质子(H+)的物质酸：凡是能接受质子(H+)的物质碱：H2SO4、HAc、NH4+、H2PO4-NaOH、Ac-、NH3、H2PO4-可以是阴、阳离子或中性分子2.1酸碱滴定概述2.1.1酸碱平衡常数共轭酸碱对因一个质子的得失而互相转变的一对酸碱。1H3PO4H2PO4-HPO42-PO43-

NH3NH2-NH4+2.1酸碱滴定概述2.1.1酸碱平衡常数1酸碱离解常数酸碱强度定性描述：给(受)质子的能力1酸碱强度定量描述：离解常数12.1酸碱滴定概述2.1.1酸碱平衡常数共轭酸碱对离解常数的关系一元酸碱二元酸碱三元酸碱例

二元碱

S2-及二元酸轭酸H2S2.1酸碱滴定概述2.1.1酸碱平衡常数共轭酸碱对离解常数的关系二元酸碱二元碱

S2-及二元酸轭酸H2S2.1酸碱滴定概述2.1.2质子条件平衡浓度和分析浓度溶液中2种存在形式达平衡时实际存在的浓度平衡浓度：[]有关形式平衡浓度的总和分析浓度：cHAC滴定测得分析浓度2.1酸碱滴定概述2.1.2质子条件质子条件获得质子与失去质子的物质

以质子的量计，守恒根据质子守恒原理，

可写出质子及有关物质浓度方程式2.1酸碱滴定概述2.1.3pH值的计算精确法基于质子平衡方程

列出有关[H+]浓度的方程式计算机时代，

迭代求解不成问题或许很复杂高次方程2.1酸碱滴定概述2.1.3pH值的计算近似法忽略高价无穷小概念不到5%，就忽略了！

简化公式，手工计算,历史原因2.1.3pH值的计算常见情况的近似公式一元强酸：如HCl一元弱酸：如HAc多元弱酸：如H3PO4两性物质：如缓冲溶液：如HAc-Ac-NH4Ac氨基酸2.1酸碱滴定概述2.1.4其他基本概念分布曲线各种型体与pH的关系曲线为分布分数曲线H3PO4存在4种型体2.1酸碱滴定概述2.1.4其他基本概念分布曲线H3PO4与柠檬酸都是3元酸随pH变化两线交点潜含义顶部接近1意义H3LH2LHLLH3LH2LHLL磷酸柠檬酸2.1酸碱滴定概述2.1.4其他基本概念分布曲线HAc单元酸，pKa=4.74交点pH=pKaH3LH2LHLL磷酸柠檬酸Ac-HAcpHdHAcdAcpKa0.500.50pKa+10.090.91pKa+20.010.99pKa+30.0010.9992.1酸碱滴定概述2.1.4其他基本概念pH计算实例0.1mol/l的NaH2PO4溶液pH=(pKa1+pKa2)/2

=(2.12+7.20)/2

=4.66磷酸就是这里啊！在2交点的当中！2.1酸碱滴定概述2.1.4其他基本概念pH计算实例0.1mol/l的NaH2PO4溶液pKa2-pKa1>4可达0.99磷酸接近1的本质！问，如果要达0.999pKa2-pKa1>？第二章酸碱滴定法2.2酸碱指示剂2.1酸碱滴定概述2.3酸碱滴定原理2.4酸碱滴定应用实例2.2.1作用原理2.2.2变色范围2.2.3混合指示剂2.2.4指示剂的用量不作要求2.2酸碱指示剂2.2.1作用原理变色原理

常用的有酚酞(PP)和甲基橙(MO)等指示剂一般是有机弱酸/碱其共轭酸、碱颜色不同酸式色碱式色三苯甲烷类2.2酸碱指示剂2.2.1作用原理酚酞（Phenolphthalein,PP）1%酒精溶液浓碱不是醌式无色故事发生在19842.2酸碱指示剂2.2.1作用原理酚酞（Phenolphthalein,PP）2.2酸碱指示剂2.2.1作用原理甲基橙(MethylOrange,MO)水溶液碱型，黄色(偶氮式)酸型，红色（醌式）偶氮类2.2酸碱指示剂2.2.2变色范围指示剂的颜色完全由溶液中的[H+]来决定。理论变色范围2.2酸碱指示剂2.2.2变色范围碱色中间色碱色略带酸色酸色略带碱色酸色变色范围理论变色范围：pH=pKa±1

理论变色点pH=pKapH<pKa-1,什么色?2.2酸碱指示剂2.2.2变色范围实际变色范围1-2pH单位甲基橙：pH=3.1-4.4（红-黄）pKHIn=3.4酚酞：pH=8-10（无-红）pKHIn=9.1

甲基红：pH=4.4-6.2（红-黄）pKHIn=5.0

变色范围越窄，越敏锐，越好!理论：pKa±1MO也偏心2.2酸碱指示剂2.2.4指示剂的用量原则一般滴加1~2d，否则色变反而不明显不宜过多适量即可原因1实验室指示剂浓度已配得合适指示剂本身是弱酸弱碱,会消耗滴定剂2.2酸碱指示剂2.2.4指示剂的用量原则加多加少，对单/双色In情况不同不宜过多适量即可PP多了加1d与加10d，变色pH降1pH单位PP无红MO黄红1d10dpH=81d5d1d5dMO多了，色差不明显第二章酸碱滴定法2.3酸碱滴定原理2.2酸碱指示剂2.1酸碱滴定概述2.4酸碱滴定应用实例2.3.1一元酸的滴定2.3.2一元碱的滴定2.3.3影响滴定突越大小的主要因素2.3.4多元酸碱滴定2.3.5混合酸碱滴定2.3酸碱滴定原理2.3.1一元酸的滴定以NaOH滴定HCl为例一元强酸的滴定

0.1000mol/L20.00mL0.1000mol/L20.00mL2.3酸碱滴定原理2.3.1一元酸的滴定②滴定开始至化学计量点前(0.1%、半滴)①滴定开始之前③化学计量点时④化学计量点后（0.1%、半滴）2.3酸碱滴定原理2.3.1一元酸的滴定滴定曲线的概念1pH值与加入标准液体积的关系曲线2pH突跃！pH-break2.3酸碱滴定原理2.3.1一元酸的滴定pH突跃(滴定突跃)

pH突跃pH-break的意义如何选择指示剂?In的变色范围全部/部分在突跃范围酚酞，甲基橙，甲基红，中性红均可选2.3酸碱滴定原理2.3.1一元酸的滴定影响该突跃大小的因素c0.010.0.010.1c增10倍突跃增2pH单位2.3酸碱滴定原理2.3.1一元酸的滴定一元弱酸In:PP滴定突跃7.74～9.700.1000mol/L20.00mL0.1000mol/L20.00mL2.3酸碱滴定原理2.3.1一元碱的滴定一元强碱滴定突跃9.70~4.30可选指示剂酚酞甲基橙甲基红

0.1000mo/LHCl滴0.1000mo/LNaOH2.3酸碱滴定原理2.3.2一元碱的滴定滴定突跃9.70~4.30可选指示剂酚酞甲基橙甲基红HCl滴不同强度碱2.3酸碱滴定原理2.3.3影响突越的主要因素主要因素：c,Ka(或Kb)c越大，突跃范围越大

Ka(Kb)越大，突跃范围越大2.3酸碱滴定原理2.3.3影响突跃的主要因素

有明显pH突跃无明显pH突跃直接准确滴定一元弱酸（碱）的可行性判据突跃要大，它由c求Ka决定，因此cKa为依据2.3酸碱滴定原理2.3.3影响突跃的主要因素直接准确滴定一元弱酸（碱）的可行性