第三章酸碱滴定法PPT讲稿.ppt
第三章酸碱滴定法第1页，共87页，编辑于2022年，星期二同离子效应l一定温度下弱酸HAc在溶液中存在：l若在此平衡系统中加入NaAc，则：l由于体系中被加入了Ac-，所以HAc的离解平衡向_移动，HAc的离解度_l加入强酸HCl的情况呢？l同上 HAc H+Ac NaAc Na+Ac 左左减小减小第2页，共87页，编辑于2022年，星期二同离子效应l向弱电解质溶液中加入具有相同离子（阳离子或阴离子）的强电解质后，弱电解质离解度降低的现象l解离平衡发生左移l弱酸中H+浓度降低，弱碱中OH-浓度降低第3页，共87页，编辑于2022年，星期二缓冲溶液第4页，共87页，编辑于2022年，星期二缓冲溶液 Buffer Solutionl定义：能够抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释而保持pH基本不变的溶液。l缓冲作用：缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用l原理：同离子效应第5页，共87页，编辑于2022年，星期二以以HAcNaAc缓冲体系为例：缓冲体系为例：HAc H+Ac 因因NaAc的同离子效应的同离子效应抑制了抑制了HAc 的解离的解离体系中存在大量体系中存在大量HAc和和Ac缓冲原理第6页，共87页，编辑于2022年，星期二在在HAcNaAc缓冲体系中加入少量强酸时：缓冲体系中加入少量强酸时：HAc H+Ac+外来外来H+平衡移动方向平衡移动方向 平衡移动结果：平衡移动结果：外来外来H+被消耗。溶液被消耗。溶液pH没有明没有明显降低显降低 抗酸缓冲作用抗酸缓冲作用第7页，共87页，编辑于2022年，星期二在在HAcNaAc缓冲体系中加入少量强碱时：缓冲体系中加入少量强碱时：平衡移动结果：平衡移动结果：外来外来OH被消耗。被消耗。HAc 解离补充了解离补充了消耗的消耗的H，pH没有明显升高没有明显升高 抗碱缓冲作用抗碱缓冲作用 HAc Ac+H+第8页，共87页，编辑于2022年，星期二缓冲溶液组成l弱酸-弱酸盐l弱碱-弱碱盐l正盐-酸式盐（NaHCO3-Na2CO3）l多元酸-酸式盐（H2CO3-NaHCO3)l同一种多元酸的两种酸式盐l（KH2PO4-K2HPO4）l强酸或强碱主要用作高酸度（强酸或强碱主要用作高酸度（pH12）时。）时。第9页，共87页，编辑于2022年，星期二下列各组溶液，有缓冲作用的是A.0.2 molL-1KClB.0.02 molL-1 NH3H2OC.0.2 molL-1 NaH2PO4和0.2 molL-1 Na2HPO4D.0.01 molL-1HAc和0.2 molL-1HCl下列各组溶液，是否有缓冲作用？下列各组溶液，是否有缓冲作用？A.A.0.1 mol0.1 molL L-1-1HAc 20mLHAc 20mLB.B.0.1 mol0.1 molL L-1-1HAc 20mL+0.1 molHAc 20mL+0.1 molL L-1-1NaOH 20mLNaOH 20mLC.0.1 molC.0.1 molL L-1-1HAc 20mL+0.1 molHAc 20mL+0.1 molL L-1-1NaOH 10mLNaOH 10mLHAc+NaOH NaAc+H2OCC第10页，共87页，编辑于2022年，星期二缓冲溶液pH的计算l由一元弱酸HA和相应的盐MA组成缓冲溶液，其中酸和盐的浓度分别为c(酸)和c(盐)，则该溶液的pH为？l计算一元弱酸及其盐组成的缓冲溶液的通式第11页，共87页，编辑于2022年，星期二缓冲溶液pH的计算l同理，由一元弱碱BOH和相应的盐BM组成缓冲溶液，其中碱和盐的浓度分别为c(碱)和c(盐)，则该溶液的pH为第12页，共87页，编辑于2022年，星期二例用例用0.10molL-1的的HAc溶液和溶液和0.20molL-1的的NaAc溶液等体积混合配成溶液等体积混合配成1L缓冲溶液，缓冲溶液，已知已知HAc的的pKa=4.75，求此缓冲溶液的求此缓冲溶液的pH值。并分别计算在此缓冲溶液中加入值。并分别计算在此缓冲溶液中加入0.005mol HCl、0.005mol NaOH后，该缓后，该缓冲溶液的冲溶液的pH变化值。变化值。第13页，共87页，编辑于2022年，星期二解解：（1）原缓冲溶液的）原缓冲溶液的pH值：值：代入（代入（28）式，得）式，得第14页，共87页，编辑于2022年，星期二（2）加入）加入HCl后缓冲溶液的后缓冲溶液的pH变化值变化值代入（代入（28）式，得）式，得缓冲溶液的缓冲溶液的pH值由原来的值由原来的5.05减至减至4.99，仅下降了仅下降了0.06pH单位。单位。第15页，共87页，编辑于2022年，星期二（3）加入）加入NaOH后缓冲溶液的后缓冲溶液的pH变化值变化值代入（代入（28）式，得）式，得缓冲溶液的缓冲溶液的pH值由原来的值由原来的5.05增至增至5.12，仅升高了仅升高了0.07pH单位。单位。第16页，共87页，编辑于2022年，星期二2022/9/19缓冲容量缓冲容量（一）、定义（一）、定义（二）、影响因素（二）、影响因素大小与总浓度和各组分浓度比有关，组分浓度比相同时，大小与总浓度和各组分浓度比有关，组分浓度比相同时，总浓度越大，总浓度越大，越大；总浓度相同时，各组分浓度比越越大；总浓度相同时，各组分浓度比越接近：，接近：，越大，浓度比为：时，越大，浓度比为：时，最大，此时最大，此时溶液的溶液的pH=pKa。第17页，共87页，编辑于2022年，星期二2022/9/19最佳缓冲范围最佳缓冲范围弱酸共轭碱体系弱酸共轭碱体系:弱碱共轭酸体系弱碱共轭酸体系:第18页，共87页，编辑于2022年，星期二2022/9/194-1第19页，共87页，编辑于2022年，星期二2022/9/19第五节第五节 酸碱指示剂酸碱指示剂 常规滴定中普遍使用指示剂来检测终点，所以我常规滴定中普遍使用指示剂来检测终点，所以我们主要讨论酸碱指示剂的理论，关于电位滴定法，们主要讨论酸碱指示剂的理论，关于电位滴定法，在后继课程中讲解。在后继课程中讲解。第20页，共87页，编辑于2022年，星期二l酸碱指示剂：酸碱指示剂是借助于颜色的改变来指示溶液pH值的物质。一般都是有机弱酸或有机弱碱。它们的共轭酸碱具有不同的颜色，当pH值改变时,由于结构的改变,从而引起颜色的变化。第21页，共87页，编辑于2022年，星期二2022/9/19甲基橙甲基橙溶液PH小于3.1时，甲基橙为红色，PH大于4.4时为黄色，所以甲基橙的变色范围是3.14.4第22页，共87页，编辑于2022年，星期二2022/9/19酚酞酚酞Link第23页，共87页，编辑于2022年，星期二2022/9/19指示剂变色原理指示剂变色原理第24页，共87页，编辑于2022年，星期二2022/9/19二、指示剂的变色范围二、指示剂的变色范围呈碱式色呈碱式色呈酸式色呈酸式色为变色点为变色点pH=pKa1理论变色范围理论变色范围第25页，共87页，编辑于2022年，星期二2022/9/19第26页，共87页，编辑于2022年，星期二1指示剂的变色范围：pHpKHIn 1如：甲基橙pKHIn3.4，其理论变色范围应为2.4（红）4.4（黄），实际变色范围是3.14.4，如：酚酞pKHIn9.1，其理论变色范围应为8.1（无）10.1（红),实际变色范围是8.19.6。2指示剂的理论变色点：pHpKHIn3各指示剂的pKHIn，不同，所以有不同的变色范围4指示剂的变色范围越窄越灵敏。5指示剂实际变色范围并不恰好是pHpKHIn 1，而是稍有出入。主要是因为人眼对颜色敏锐度不同 第27页，共87页，编辑于2022年，星期二2022/9/19第28页，共87页，编辑于2022年，星期二2022/9/19三、影响指示剂变色的间接因素三、影响指示剂变色的间接因素1、指示剂的用量、指示剂的用量2、离子强度的影响、离子强度的影响3、温度的影响、温度的影响4、溶剂的影响、溶剂的影响第29页，共87页，编辑于2022年，星期二1.指示剂用量的影响指示剂用量的影响消耗滴定剂变色不敏锐cHIn尤其对单色指示剂影响大而对双色指示剂影响小酚酞(单色)：设人眼能看到红色形式酚酞的最低浓度为c0(定值)，酚酞总浓度为c可见:c H+pH 变色提前，变色范围改变结论：酸碱指示剂用量要适当50-100mL0.1%酚酞2-3滴 变色pH=9；10-15滴 变色pH=8第30页，共87页，编辑于2022年，星期二2.离子强度的影响I KcHIn改变变色范围改变变色点时：HIn=In-pH=-lgaH+=pKHIn+lgIn-=pKHIn-0.5Zi2I pH变色范围改变(理论变色点向减少方向移动)第31页，共87页，编辑于2022年，星期二如甲基橙：如甲基橙：18 pH 3.14.4 100 pH 2.53.7T改变 KcHIn改变变色范围改变溶剂不同得失质子的能力不同KHIn不同 变色范围改变第32页，共87页，编辑于2022年，星期二 有时，单一的指示剂变色范围较大，无法很窄的范围内指示终点，可使用混合指示剂。特点:主要是利用两种颜色的互补作用，使指示剂的变色范围变窄并且敏锐。分类:按其配制方法不同可分为两类：一类是用一种惰性染料与一种指示剂混合而成；另一类是由两种(或多种)不同的指示剂混合而成。第33页，共87页，编辑于2022年，星期二如：由甲基橙和靛蓝染料组成的混合指示剂。靛蓝在滴定过程中不变色，只作为甲基橙变色的背景，该混合指示剂随pH的改变而发生的颜色变化如下：溶液的酸度 甲基橙的颜色 甲基橙靛蓝的颜色 pH4.4 黄 色 绿 色 (pH4)橙 色 浅灰色 (pH=4)pH3.1 红 色 紫 色 (pH0V2=0NaHCO3V1=0V20Na2CO3V10V20V1=V2NaOHNa2CO3V1=abV2=aV1V2 V20NaHCO3Na2CO3V1=aV2=abV2V1 V10第79页，共87页，编辑于2022年，星期二2022/9/19三、铵盐的测定三、铵盐的测定、蒸馏法：、蒸馏法：置铵盐于蒸馏瓶中，加入过量置铵盐于蒸馏瓶中，加入过量NaOH溶液后加热煮沸，溶液后加热煮沸，馏出馏出NH3标酸吸收，标碱回滴（硼酸不用）标酸吸收，标碱回滴（硼酸不用）标准标准HCl溶液吸收：溶液吸收：第80页，共87页，编辑于2022年，星期二2022/9/19也可用硼酸吸收也可用硼酸吸收指示剂：甲基红溴甲酚绿混合指示剂指示剂：甲基红溴甲酚绿混合指示剂H3BO3的酸性及弱，它可以吸收氨，但不影响的酸性及弱，它可以吸收氨，但不影响滴定，故不需要定量加入。滴定，故不需要定量加入。l蒸馏法准确蒸馏法准确,但是比较费时但是比较费时.第81页，共87页，编辑于2022年，星期二2022/9/192、甲醛法：、甲醛法：按化学计量关系生成的酸（包括按化学计量关系生成的酸（包括H+和质子化的和质子化的六次甲基四胺），可用标准碱溶液滴定。六次甲基四胺），可用标准碱溶液滴定。注意：注意：用用NaOH滴定时，滴定时，NH4+与与NaOH的化学计量关系为的化学计量关系为：，由于六次甲基四胺是一种极弱的有机弱碱，：，由于六次甲基四胺是一种极弱的有机弱碱，可用酚酞指示终点。可用酚酞指示终点。为了提高测定的准确性，也可以加入过量的标准碱溶为了提高测定的准确性，也可以加入过量的标准碱溶液，再用标准酸溶液回滴。液，再用标准酸溶液回滴。第82页，共87页，编辑于2022年，星期二2022/9/19第八节第八节 酸碱标准溶液的配制和标定（实验）酸碱标准溶液的配制和标定（实验）第九节第九节 酸碱滴定法结果计算示例（自学）酸碱滴定法结果计算示例（自学）第83页，共87页，编辑于2022年，星期二2022/9/19练习题练习题、下列物质能用甲醛法测定其中氮含量的是、下列物质能用甲醛法测定其中氮含量的是A.NH4Cl B.NH4HCO3 C.CO(NH2)2 D.吡啶吡啶A、用、用.10molL-1 NaOH滴定滴定0.10molL-1的的pKa=4.0的弱酸，其的弱酸，其pH突跃是突跃是7.09.7，用同浓度的，用同浓度的NaOH滴定滴定pKa=3.0的弱酸时，其突跃范围是的弱酸时，其突跃范围是A.6.010.7 B.6.09.7 C.7.010.7 D.8.09.7B第84页，共87页，编辑于2022年，星期二2022/9/19、下面混合液能出现两个突跃的是、下面混合液能出现两个突跃的是A.HClHAc(pKa=4.74)B.HAcHF (pKa=3.18)C.HCl H3PO4 (pKa1=2.12,pKa2=7.20,pKa3=12.36)D.HClH2C2O4 (pKa1=1.22,pKa2=4.19CA第85页，共87页，编辑于2022年，星期二2022/9/194、一同学用甲醛法测铵盐中、一同学用甲醛法测铵盐中NH3的含量，操作过程的含量，操作过程如下：分析天平上称取铵盐如下：分析天平上称取铵盐0.05g于锥形瓶中，加水于锥形瓶中，加水溶解，再加溶解，再加5mL40%的甲醛，然后用的甲醛，然后用0.1001molL-NaOH溶液滴定至甲基橙变黄，共消耗溶液滴定至甲基橙变黄，共消耗NaOH 20mL,由此计算出铵盐中由此计算出铵盐中NH3的含量为的含量为6.8068%,试指出试指出其点错误。其点错误。第86页，共87页，编辑于2022年，星期二2022/9/19答：错误有以下点：答：错误有以下点：（）因为样品不够均匀，故一般测定铵盐时需取大样，（）因为样品不够均匀，故一般测定铵盐时需取大样，使样品具有代表性；使样品具有代表性；（）甲醛中有甲酸等酸性物质，加入前应首先用（）甲醛中有甲酸等酸性物质，加入前应首先用NaOH中和（以酚酞为指示剂）；中和（以酚酞为指示剂）；（）（）NaOH滴定生成的弱酸，化学计量点的滴定生成的弱酸，化学计量点的pH.，应以酚应以酚酞为指示剂，不能用甲基橙；酞为指示剂，不能用甲基橙；（）滴定管应读至小数点后第二位；（）滴定管应读至小数点后第二位；（）结果应保留四位有效数字。（）结果应保留四位有效数字。第87页，共87页，编辑于2022年，星期二
