酸碱滴定法-1.ppt

1、第五章,酸碱滴定法,本 章 内 容,酸碱质子理论 水溶液中弱酸（碱）各型体的分布 酸碱溶液中氢离子浓度的计算 酸碱缓冲溶液 酸碱指示剂 酸碱滴定及其应用,第一节 酸碱质子理论,一 基本概念,酸：能给出质子的物质,HA和A-称为共轭酸碱对， 共轭酸碱彼此只相差一个质子。,碱：能接受质子的物质,共轭：两个对立体互相依存，互以对方存在为自己存在的条件,是两性物质，含质子的多元酸根都是两性物质，共轭酸碱具有相对性,HCl + H2O = H3O+ + Cl-,NH3 + H3O+ = NH4+ + H2O,HCl + NH3 = NH4+ + Cl-,在上述反应中，质子的转移是通过水合质子H3O+的媒

2、介作用完成的。水分子也是两性物质。,溶剂水分子之间的质子转移作用称为水的质子自递反应，实质亦是酸碱反应：,两个共轭酸碱对是H3O+与H2O、H2O与OH-,酸碱反应的实质是酸碱之间的质子转移作用，是靠两对共轭酸碱的相互作用实现的。,二、酸碱反应的平衡常数,反应的平衡常数称为酸、碱的解离常数， 分别用Ka或Kb来表示：,稀溶液中，通常将溶剂（此处为水）的活度视为1。,H2O,水的质子自递反应平衡常数称为水的质子自递 常数，或称水的活度积，用Kw表示：,Ka、Kb 和 Kw 表示了在一定温度下，酸碱反应达到平衡时各组分活度之间的关系，称为活度常数，即热力学常数（离子强度I=0），仅随溶液的温度而变

3、化。,一般情况下，反应都是在稀溶液中进行，可忽略离子强度的影响，用浓度常数代替活度常数进行计算。,三 酸碱的强度 、共轭酸碱对Ka与Kb的关系,水溶液中，酸碱的强度用其解离常数Ka与Kb的大小来衡量。,HCl Ka= 103 HAc Ka= 1.810-5 H2S Ka1= 5.710-8,对于共轭酸碱对HA与A-，其Ka与Kb之间的关系为：,对于多元酸或多元碱,或,共轭酸的酸性越强，其共轭碱的碱性就越,第二节 水溶液中弱酸碱各型体的分布,一 、处理水溶液中酸碱平衡的方法 1 分析浓度与平衡浓度 分析浓度：溶液中溶质的总浓度，符号c, 单位 molL-1 平衡浓度：在平衡状态时，溶质各型体 的

4、浓度，符号 ，单位 molL-1,酸度：溶液中H+离子的平衡浓度 碱度：溶液中OH-离子的平衡浓度,pH = -lgH+,如0.10molL-1的NaCl和HAc溶液，cNaCl和cHAc均为0.10 molL-1；平衡状态时，,CHAc=HAc+Ac-,Cl-=Na+=0.10molL-1,2 物料平衡,平衡时，含有同一元素(原子团)的各种型体的浓度和等于分析浓度。,cHAc=HAc+Ac-,各型体的平衡浓度与分析浓度之间的等衡关系称为物料平衡 。 其数学表达式称为物料平衡式，简写为MBE。c= ,3 电荷平衡 电解质溶液处于平衡状态时，各种阳离子所带正电荷的总浓度必等于所有阴离子所带负电荷

5、的总浓度，溶液是电中性的。,电荷平衡方程,简写为CBE (Charge Balance Equation)。,i种正离子的电荷浓度 = j种负离子的电荷浓度,在0.10mol.L-1NaCO3溶液中有如下解离平衡,Na2CO3,2Na+CO32-,CO32-+H2O,HCO3-+OH-,HCO3-+H2O,H2CO3+OH-,H2O,H+OH-,其CBE为：,Na+ + H+ = OH- + HCO3- + 2CO32-,中性分子不包括在电荷平衡式中,4 质子平衡, 这种关系式称为质子平衡方程，又称质子条件式，简写为PBE(Proton Balance Equation),酸碱反应达到平衡时，

6、酸给出质子的量（mol）应等于碱所接受的质子量。,i种酸失去的质子数 = j种碱得到的质子数,例：浓度为c(molL-1)的NaH2PO4溶液：,MBE Na+=c,H3PO4 + H2PO4- + HPO42- + PO43- = c,1代入法 由MBE和CBE导出,CBE,H+ + Na+ = H2PO4- + 2HPO42- + 3PO43- + OH-,H+ + H3PO4 = HPO42- + 2PO43- + OH-,PBE,2直接法(图示法),(1) 选质子基准态 选择适当的物质作为质子转移的参考水准或零水准。,（2） 写出得失质子示意图,例：写出HAc溶液的PBE,选择溶液中大

7、量存在、参与质子转移的物质,选基准态组分,写出质子得失,（3）根据质子等衡原理写PBE,例：写出Na2S溶液的PBE,PBE,PBE反映了酸碱平衡体系中得失质子的严密数量关系，是处理酸碱平衡问题的依据。,二 酸度对弱酸（碱）各型体分布的影响,分布分数(分布系数)：各型体的平衡浓度除以溶液的分析浓度，用表示。,与分析浓度无关,(一)一元弱酸(碱)各型体的分布分数,例：c molL-1 HAc溶液,一定温度下Ka是常数，因而是H+的函数。,有几种型体，分母就有几项。各的分母相同,pKa,pH,一元弱酸的分布分数图分析,HAc的分布分数图,pKa=4.74,例5-1 计算pH=5.00时，0.10m

8、olL-1HAc溶液中各型体的分布分数和平衡浓度。,解已知Ka=1.810-5,H+=1.010-5molL-1,(二)多元弱酸(碱)各型体的分布分数,设其分析浓度为C (mol.L-1),多元酸有几种型体，分布分数的分母就有几项；某型体含有几个H+，代表它的那项就有H+几次方。,分布图,如果HnA溶液中存在n+1种型体，可用上述方法求出对应各型体的分布分数。,第三节 酸碱溶液中氢离子浓度的计算,一、 一元强酸碱溶液中氢离子浓度的计算 以浓度c mol/L的HCl溶液为例：,H+2-cH+-Kw=0,精确式,一般来说，只要强酸的浓度不是很低， c10-6molL-1, 就可忽略水的解离， 质子条件简化为：,H+ Cl-,pH=-lgc,对于一元强碱：,例如浓度为c(molL-1)的aH溶液：,当c10-6molL-1，,当c10-6molL-1 OH- c pOH = -lgc,二 、一元弱酸碱溶液pH的计算 (一)一元弱酸溶液,HA H+ + A-,溶液的为：,以浓度c mol/L的HA溶液为例：,一元弱酸溶液pH的精确式,展开后是一元三次方程，解法非常复杂，可根据实际情况作近似处理。,、若cKa20Kw, c/Ka400,说明Ka和c均不太小，且cKa，不仅水的