hx04_03 第四章 酸碱滴定法 酸碱理论,质子条件.ppt

1、1,第4章 酸碱滴定法,4.1 酸碱平衡的理论基础 4.2 不同PH值下酸碱存在形式的分布情况-分布曲线 4.3 酸碱溶液的H+浓度计算 4.4 酸碱滴定终点指示方法 4.5 一元酸碱的滴定 4.6 多元酸，混合酸和多元减的滴定 4.7 酸碱滴定法的应用示例,2,4.1 酸碱平衡的理论基础,4.1.1 质子理论 酸 共轭碱 + 质子 HAc Ac- + H+ NH4+ NH3 + H+ HCO3- CO32- + H+ H6Y2+ H5Y+ + H+ 通式: HA A + H+,共轭酸 碱 + 质子,酸碱半反应,3,例: HAc在水中的离解反应 半反应1: HAc Ac- + H+ 半反应2:

2、 H+ + H2O H3O+ 总反应: HAc + H2O Ac- + H3O+ 简写为: HAc Ac- + H+,酸碱反应的实质是质子转移,4,4.1.2 酸碱解离平衡 a. 一元弱酸碱的离解反应,HA + H2O A + H3O+ A + H2O HA + OH ,5,b. 水的质子自递反应: H2O + H2O H3O+ + OH- (25C),共轭酸碱对(HA-A)的Ka与Kb的关系为 :,6,c. 多元酸碱的离解反应,pKb1 = 14.00 pKa3 pKb2 = 14.00 pKa2 pKb3 = 14.00 pKa1,7,d. 酸碱中和反应(滴定反应) : Kt滴定反应常数

3、H+ + OH- H2O H+ + A- HA OH- + HA H2O + A-,8,4.2 分布曲线 4.2.1 一元弱酸的摩尔分数,“x” 将平衡浓度与分析浓度联系起来.,9,例1 计算pH=4.00和8.00时的x(HAc)、x(Ac-),解: 已知HAc的Ka=1.7510-5 pH = 4.00时,pH = 8.00时 x(HAc) = 5.710-4, x(Ac-) 1.0,10,以x1, x0 对pH 作图, 即可得形态分布图.,不同pH下的x(HA) 与x(A-),11,HAc 的x-pH 图（pKa=4.76) 分布曲线,12,HF 的x-pH图(pKa=3.17),13,

4、HCN 的x-pH图 (pKa=9.31),14,4.2.2 多元酸的摩尔分数,二元酸 H2A,15,H2CO3的x-pH图,16,酒石酸(H2A)的x-pH图,17,三元酸H3A的摩尔分数,分母由4项组成: M = H+3+H+2Ka1+H+Ka1Ka2+Ka1Ka2Ka3 x3 = H3A/c= H+3/M x2 = H2A-/c= H+2Ka1/M x1 = HA2-/c= H+Ka1Ka2/M x0 = A3-/c=Ka1Ka2Ka3/M,18,磷酸(H3A)的x-pH图,19,4.3 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）,20,代数法思路,*质子条件

5、,21,物料平衡(Material Balance Equilibrium,MBE): 各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度. 电荷平衡(Charge Balance Equilibriua,CBE): 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) 质子条件(Proton Condition Equilibriua,PCE): 溶液中酸失去质子的数目等于碱得到质 子的数目.,22,例:HAc水溶液 物料平衡式(MBE): c = HAc + Ac- 电荷平衡式(CBE): H+ = Ac- + OH- 质子条件式(PCE): H+ = Ac- + OH-,23,质子条

6、件式的写法,先选零水准(大量存在、参与质子转移的物质). 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. 有关浓度项前乘上得失质子数.,24,例: 一元弱酸(HA)的质子条件式： 零水准: H2O, HA HA与H2O间质子转移:HA+H2O H3O+ + A- H2O与H2O间质子转移:H2O+H2O H3O+OH- 零水准 酸型 碱型,酸型 零水准 得质子产物,碱型 零水准 失质子产物,质子条件式: H+ = A- + OH -,25,例:浓度为c molL-1 的Na2NH4PO4 水溶液,MBE 2c = Na+ c =NH4+NH3 c = PO43-+HPO42- + H2PO4- + H3PO4,PCE H+ +