酸碱滴定法概述分布分数精.ppt

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1、酸碱滴定法概述分布分数酸碱滴定法概述分布分数第1页，本讲稿共22页5.1概述概述“酸度酸度”决定各反应物的存在型体，影响物质在溶液中的分决定各反应物的存在型体，影响物质在溶液中的分布和平衡。布和平衡。“酸度酸度”和和“酸的浓度酸的浓度”有何差别？有何差别？本章重点：本章重点：（1 1）酸碱平衡理论）酸碱平衡理论（2 2）各类酸碱溶液的）各类酸碱溶液的pHpH值计算方法值计算方法（3 3）各类酸碱滴定曲线和指示剂的选择）各类酸碱滴定曲线和指示剂的选择酸碱滴定法：以酸碱反应：以酸碱反应(溶液中的质子转移反应溶液中的质子转移反应)为基础的定量分析法为基础的定量分析法Analytical Chemis

2、try第2页，本讲稿共22页5.1.1 现代酸碱理论现代酸碱理论Modern theory of acids and bases共轭酸共轭酸 共轭碱共轭碱 +H+conjugate acid conjugate base proton 酸碱共轭关系酸碱共轭关系 酸碱反应的实质酸碱反应的实质 酸碱的强度酸碱的强度理解质子酸碱理论：理解质子酸碱理论：Analytical Chemistry第3页，本讲稿共22页酸碱共轭关系酸碱共轭关系共轭酸 共轭碱+H+酸碱可以是中性分子、阴离子或阳离子。酸碱可以是中性分子、阴离子或阳离子。同一物质在不同的共轭酸碱对中，可表现出不同的酸碱性。这一类物质称为同一物质

3、在不同的共轭酸碱对中，可表现出不同的酸碱性。这一类物质称为两性物质。两性物质。问题：问题：问题：问题：H H H H+的共轭碱是什么型体？的共轭碱是什么型体？的共轭碱是什么型体？的共轭碱是什么型体？H2O是酸还是碱？是酸还是碱？共轭酸碱对彼此只相差共轭酸碱对彼此只相差一个一个质子！质子！Analytical Chemistry第4页，本讲稿共22页酸碱反应的实质酸碱反应的实质质子的转移质子的转移酸的离解酸的离解碱的离解碱的离解水的自递水的自递Analytical Chemistry第5页，本讲稿共22页5.1.2 酸碱反应的平衡常数酸碱反应的平衡常数酸的离解酸的离解碱的离解碱的离解Acid d

4、issociationBase dissociation水的自递水的自递对共轭酸碱对对共轭酸碱对 HAA-例题例题酸碱强度酸碱强度Analytical Chemistry第6页，本讲稿共22页例题例题2-1求求HS-的的pKb。解多元酸多元酸(碱）碱）pKa1pKa2pKa3pKb3pKb2pKb1Analytical Chemistry第7页，本讲稿共22页5.1.3 5.1.3 活度与浓度、平衡浓度和分析浓度、酸度活度与浓度、平衡浓度和分析浓度、酸度与酸的浓度、平衡常数的几种形式与酸的浓度、平衡常数的几种形式活度与浓度活度与浓度 activity and concentration离子的活

5、度离子的活度 与浓度与浓度c c 通过活度系数通过活度系数 联系起来联系起来：活度活度 物质在物质在化学反应化学反应中表现出的有效浓度中表现出的有效浓度。浓度浓度c c 即溶液中溶质的总浓度（分析浓度）。即溶液中溶质的总浓度（分析浓度）。活度系数活度系数 ：衡量实际溶液对理衡量实际溶液对理想溶液的偏离程度，可由想溶液的偏离程度，可由Debye-Hckel 公式求出：公式求出：高价离子受离子强度的影响更大。高价离子受离子强度的影响更大。Analytical Chemistry第8页，本讲稿共22页离子强度较小时，活度系数离子强度较小时，活度系数 可由可由Debye-Hckel 极限公极限公式求出

6、：式求出：Analytical Chemistry第9页，本讲稿共22页酸的总浓度酸的总浓度 c，也叫，也叫分析浓度分析浓度 Analytical concentration，平衡浓度平衡浓度 equilibrium concentration：HA，A-HA，A-随随pH的变化而变化。的变化而变化。酸的总浓度酸的总浓度 c不随不随pH变化。变化。酸度酸度：溶液中：溶液中H+活度，通常以活度，通常以pH表示。而表示。而酸的浓度酸的浓度是指酸的分是指酸的分析浓度。析浓度。问题：酸的浓度和酸度什么时候相等？问题：酸的浓度和酸度什么时候相等？活度是对活度是对特定的型体特定的型体而言的。它应该与平衡浓

7、度相关，而不是分析而言的。它应该与平衡浓度相关，而不是分析浓度。如浓度。如Analytical Chemistry第10页，本讲稿共22页5.1.4酸碱反应的平衡常数酸碱反应的平衡常数解离常数解离常数酸的离解酸的离解碱的离解碱的离解Acid dissociationBase dissociationAnalytical Chemistry第11页，本讲稿共22页活度常数、浓度常数活度常数、浓度常数酸的离解酸的离解Analytical Chemistry第12页，本讲稿共22页*说明：书中附录表说明：书中附录表2所列均为活度常数，使用时应注意！所列均为活度常数，使用时应注意！但在稀溶液中的有关平

8、衡问题通常忽略离子强度的影响，但在稀溶液中的有关平衡问题通常忽略离子强度的影响，一般计算一般计算 以以 进行近似计算。除非特别说明，进行近似计算。除非特别说明，一般不考虑离子强度的影响。一般不考虑离子强度的影响。Analytical Chemistry第13页，本讲稿共22页5.2 酸碱组分的平衡常数和分布分数酸碱组分的平衡常数和分布分数 对一元弱酸对一元弱酸酸的总浓度酸的总浓度 c，也叫，也叫分析浓度分析浓度 Analytical concentration，平衡浓度平衡浓度 equilibrium concentration：HA，A-HA，A-随随pH的变化而变化。的变化而变化。Spec

9、ies distribution 酸的总浓度酸的总浓度 c不随不随pH变化。变化。Analytical Chemistry第14页，本讲稿共22页5.2.1 分布分数分布分数 Distribution coefficient 多元弱酸多元弱酸溶液中某酸碱组分溶液中某酸碱组分平衡浓度平衡浓度占其占其总浓度总浓度的分数称为分布分数的分数称为分布分数Analytical Chemistry第15页，本讲稿共22页5.2.2 一元酸（碱）的分布分数一元酸（碱）的分布分数一元弱酸：一元弱酸：HAc的分布分数图的分布分数图HAcAc-Analytical Chemistry第16页，本讲稿共22页讨论讨论

10、Ka一定时，HA和A-与pH有关 pH，HA，A-pH pKa，HAc为主 pH=pKa，HAc=Ac-pH pKa时，Ac-为主与总浓度无关，也与酸碱物质的初始状态无关，它仅是pH pKa的函数。Analytical Chemistry第17页，本讲稿共22页一元弱碱的分布分数一元弱碱的分布分数对于一元弱碱，可以转化成其共轭酸处理。对于一元弱碱，可以转化成其共轭酸处理。例：已知例：已知NHNH3 3的的pKb=4.75,求求pH=2.00 时时NH3 和共轭酸的分布分数。和共轭酸的分布分数。解：解：先思考：什么为主要存在型体？先思考：什么为主要存在型体？Analytical Chemistr

11、y第18页，本讲稿共22页练习练习 解解：例例：计算pH=5.0时，HAc溶液（0.1000mol/L）中HAc和Ac-的分布系数及平衡浓度Analytical Chemistry第19页，本讲稿共22页H2C2O4 HC2O4-+H+HC2O4-C2O42-+H+5.2.3 多元酸（碱）的分布分数多元酸（碱）的分布分数二元弱酸二元弱酸Analytical Chemistry第20页，本讲稿共22页讨论讨论讨论讨论pH pKa1，H2C2O4为主pH=pKa1，H2C2O4=HC2O4-pKa1 pH pKa2，HC2O4-为主pH=pKa2，HC2O4-=C2O42-pH pKa2，C2O42-为主Ka一定时，0，1和2与H+有关Analytical Chemistry第21页，本讲稿共22页结论结论1）分析浓度和平衡浓度是相互联系却又完全不同的概念，两者通过联系起来2）对于任何酸碱性物质，满足 0+1+2+3+-+n =13）取决于Ka，Kb及H+的大小，与C无关4）大小能定量说明某型体在溶液中的分布，由可求某型体的平衡浓度Analytical Chemistry第22页，本讲稿共22页