第5章 酸碱滴定法优秀课件.ppt

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1、第第5章章 酸碱滴定法酸碱滴定法第1页，本讲稿共71页离子强度离子强度 I=cizi2离子强度越大，正负离子间作用力越大。第2页，本讲稿共71页5.1.2溶液中的酸碱反应与平衡常数溶液中的酸碱反应与平衡常数 1、酸碱质子理论、酸碱质子理论：酸：酸：凡是能释放质子凡是能释放质子H+的任何的任何含氢原子的分子或离子的物含氢原子的分子或离子的物种，即质子的给予体种，即质子的给予体（Proton donor）。）。第3页，本讲稿共71页碱：n 任何能与质子结合任何能与质子结合的分子或离子的物种。的分子或离子的物种。即质子的接受体即质子的接受体 第4页，本讲稿共71页举例举例n酸：HAc，H3PO4，H

2、2PO4-，NH4+，H+n碱：Ac-，PO43-，NH3，OH-，HPO42-第5页，本讲稿共71页酸碱两性物质酸碱两性物质n如：H2O，HCO3-、nH2PO4-、HPO42-第6页，本讲稿共71页2、酸碱半反应、酸碱半反应n nHA（酸）H+A-（碱)n n酸碱反应由两个酸碱半反应结合完成，一得质子，一失质子。n nHA和A-称为共轭酸碱对，共轭酸碱彼此只相差一个质子。n n如：HAcAc-，NH4+NH3，H2SO4HSO4-第7页，本讲稿共71页判断题判断题n例1、H2SO4和SO42-是否共轭酸碱对？n例2、H2CO3的共轭酸碱对是什麽？第8页，本讲稿共71页3、溶剂的质子自递反应

3、：、溶剂的质子自递反应：H2OH2OH3O+OH-n n这种仅在溶剂分子之间发生的质子传递作用，称为溶剂的质子自递反应。n n溶剂的质子自递反应，实质也是酸碱反应。第9页，本讲稿共71页4、共轭酸碱对、共轭酸碱对 酸1碱2酸2碱1n n 第10页，本讲稿共71页5.1.2、溶液中的、溶液中的酸碱反应与平衡常数：酸碱反应与平衡常数：n n1、酸碱的平衡常数：、酸碱的平衡常数：n n酸的解离常数Ka：n n Ka=H+A-/HA第11页，本讲稿共71页碱的解离常数碱的解离常数Kb：Kb=HAOH-/A-第12页，本讲稿共71页水的活度积：在水的质子自递反应中，水的活度积：在水的质子自递反应中，其平

4、衡常数称为水的质子自其平衡常数称为水的质子自 n n递常数，即水的活度积。递常数，即水的活度积。Kw Kw=H+OH-=1.01014（25）n n pKw14.00 第13页，本讲稿共71页2、活度和浓度的关系：、活度和浓度的关系：n n活度是溶液离子强度等于零时的浓度。n n在稀溶液中，溶质的活度与浓度的关系：a=c 第14页，本讲稿共71页Kac=第15页，本讲稿共71页=第16页，本讲稿共71页第17页，本讲稿共71页3、酸碱的强度、共轭酸碱、酸碱的强度、共轭酸碱Ka与与Kb的关系：的关系：n n KaKb=Kw，pKa+pKb=pKw=14.00 第18页，本讲稿共71页多元酸中共轭

5、酸碱对的多元酸中共轭酸碱对的Ka、Kb的关系的关系（三元酸）（三元酸）第19页，本讲稿共71页例：已知例：已知HAc的的Ka=1.7510-5，求求Ac-的的Ka n已知NH3的Kb=1.810-5，n求NH4+的Ka 第20页，本讲稿共71页5.1.3溶液中的其他相关平衡溶液中的其他相关平衡物料平物料平衡、电荷平衡和质子条件衡、电荷平衡和质子条件 n n1、水溶液中弱酸（碱）各型体的分布、水溶液中弱酸（碱）各型体的分布 n n(1)、处理水溶液中酸碱平衡的方法：n n分析浓度与平衡浓度：n n分析浓度：溶液中溶质的总浓度。在酸碱平衡中指1L溶液中所含 酸或碱的物质的量.符号：C；单位：mol

6、L-1。n n包括已离解的和未离解的溶质的浓度总和。（总浓度）CNaOH，CHAc 第21页，本讲稿共71页平衡浓度：平衡浓度：n n指在平衡状态时，溶质或溶质各型体的浓度。符号：例如，HAc，Ac-，H+。n n酸度：溶液中H+的浓度，n npH=-logH+。n n碱度：溶液中OH-的浓度。第22页，本讲稿共71页A、物料平衡、物料平衡MBE：n n平衡状态时，与某溶质有关的各种型体平衡浓度之和必等于它的分析浓度，这种等衡关系称之为物料平衡，又称质量平衡。n n表示：物料平衡方程MBE（Mass Balance Equation）第23页，本讲稿共71页HAc溶液中的溶液中的MBE为为 n

7、 nCHAc=HAc+Ac-n n0.10mol/LNa2CO3溶液的MBE为 n nNa+=2C=0.2mol/L n nH2CO3+HCO3-+CO32-=0.1mol/Ln n 第24页，本讲稿共71页B、电荷平衡、电荷平衡CBE：电中性规则：电中性规则 n n电解质溶液中，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的总浓度，即溶液是电中性的。表示：电荷平衡方程CBE n nHAc溶液中的CBE为n n H+=OH-+Ac-第25页，本讲稿共71页0.10mol/LNa2CO3溶液的溶液的CBENa+H+=HCO3-+2CO32-+OH-0.2mol/L+H+

8、=HCO3-+2CO32-注意：某离子平衡浓度前面的系数就等于它所带电荷数的绝对值。中性分子不包括在电荷平衡方程中。第26页，本讲稿共71页C、质子平衡、质子平衡PBE：n n当酸碱反应达到平衡时，酸给出质子的量（mol）应等于碱所接受的质子的量，称为质子平衡。n n表示：质子平衡方程（质子条件式）PBE 第27页，本讲稿共71页 质子平衡式反映了酸碱平衡体系中最严密的数量关系，它是定量处理酸碱平衡的依据。质子平衡式书写：可根据酸碱平衡体系的组成用物料平衡和电何平衡代入法书写出来，这种方法的要点是：A、求出MBE和CBE B、合并，约去同类项。第28页，本讲稿共71页例例1、0.10mol/L

9、Na2CO3溶液的溶液的PBE n na、0.10mol/LNa2CO3溶液的MBE为 n nH2CO3+HCO3-+CO32-=0.1mol/L n nNa+=2Cn n b、0.10mol/LNa2CO3溶液的CBE为 n nNa+H+=HCO3-+2CO32-+OH-n nc、合并2H2CO3+2HCO3-+2CO32-+H+=HCO3-+2CO32-+OH-n n得PBE：2H2CO3+HCO3-+H+=OH-第29页，本讲稿共71页图示法：图示法：n n特点：n na、酸碱平衡体系中选取质子参考水准（又称零水准），通常就是起始酸碱组分，包括溶剂分子。n nb、当溶液中的酸碱反应（包括

10、溶剂的质子自递反应）达到平衡后，根据质子参考水准判断得失质子的产物及其得失质子的物质的量，据此绘出得失质子示意图。第30页，本讲稿共71页c、根据得失质子的量相等的原则写出、根据得失质子的量相等的原则写出PBE。n n注意：在正确PBE中应不包括质子参考水准本身的有关项，也不含有与质子转移无关的项。对于多元酸碱组分一定要注意其平衡浓度前面的系数，它等于与零水准相比较时该型体得失质子的量。第31页，本讲稿共71页例例1、写出、写出Na2CO3溶液的溶液的PBE n n第一步：选取零水准H2O，CO32-n n第二步：绘出得失质子示意图 n n第三步：写出PBE 第32页，本讲稿共71页绘出得失质

11、子示意图绘出得失质子示意图 +H+-H+H3O+H2O OH-HCO3-CO32-H2CO3第33页，本讲稿共71页PBE为为n n2H2CO3+HCO3-+H+=OH-第34页，本讲稿共71页例例2、写出、写出NaNH4HPO4溶液的溶液的PBEn1、找基准态物质n2、绘出得失质子示意图 n3、写出PBE 第35页，本讲稿共71页PBE为为nH2PO4-+2H3PO4+H+=nOH+NH3+PO43-第36页，本讲稿共71页5.2 酸碱组分的平衡浓度与分布分数酸碱组分的平衡浓度与分布分数 n n5.2.1一元酸（碱）溶液各型体分布分数：n n什么分布分数什么分布分数：n n溶质某种型体的平衡

12、浓度在其分析浓度中所占的分数称为分布分数。第37页，本讲稿共71页、一元弱酸碱各型体的分布分数：、一元弱酸碱各型体的分布分数：n n1、计算公式：第38页，本讲稿共71页同理：同理：n n得：显然：第39页，本讲稿共71页2、各型体平衡浓度的计算公式：、各型体平衡浓度的计算公式：n n得：第40页，本讲稿共71页曲线：以曲线：以PH值为横坐标，以或为纵坐标，值为横坐标，以或为纵坐标，得到曲线。得到曲线。第41页，本讲稿共71页5.2.2多元酸碱各型体的分布分数：多元酸碱各型体的分布分数：n n1、计算公式：以H2C2O4为例，其分析浓度(mol.L-1)，草酸在水溶液中能以H2C2O4、HC2

13、O4-、C2O42-三种型体存在。第42页，本讲稿共71页H2C2O4=HC2O4-+H+HC2O4-=C2O42-+H+n可得到：第43页，本讲稿共71页第44页，本讲稿共71页第45页，本讲稿共71页各型体浓度的计算：各型体浓度的计算：n n得：第46页，本讲稿共71页曲线：pKa1=1.23 pKa2=4.19第47页，本讲稿共71页对于三元弱酸碱的分布分数计算公式对于三元弱酸碱的分布分数计算公式 第48页，本讲稿共71页第49页，本讲稿共71页四、大于三元酸的多元酸溶液四、大于三元酸的多元酸溶液分母为一含有分母为一含有n1项的多项式项的多项式H+nKa1H+n-1Ka1Ka2H+n-2

14、Ka1Ka2Kn然后依次取然后依次取n1项中的每一项为分数的分子，项中的每一项为分数的分子，即可得即可得n、n-1、n-2、0。要求：要求：同学们在作业中写出六元酸各种形式同学们在作业中写出六元酸各种形式平衡浓度的分布系数，不要简写，要详细写出。平衡浓度的分布系数，不要简写，要详细写出。第50页，本讲稿共71页结论结论n n1）分析浓度和平衡浓度是相互联系却又完）分析浓度和平衡浓度是相互联系却又完全全n n 不同的概念，两者通过不同的概念，两者通过联系起来联系起来n n2）对于任何酸碱性物质，满足）对于任何酸碱性物质，满足n n 1+2+3+-+n =1n n3）取决于取决于Ka，Kb及及H+

15、的大小，与的大小，与C无无关关n n4）大小能定量说明某型体在溶液中的分大小能定量说明某型体在溶液中的分布布，可求某型体的平衡浓度可求某型体的平衡浓度第51页，本讲稿共71页举例举例:n n1 判断在判断在pH=2.0的的KCN溶液中的主要存在溶液中的主要存在型体型体 第52页，本讲稿共71页计算计算pH=5.0时，时，HAc溶液（溶液（0.1000mol/L）中）中HAc和和Ac-的分布系数及平衡浓度的分布系数及平衡浓度 第53页，本讲稿共71页n n解:第54页，本讲稿共71页练习练习n n1、下列各组酸碱对中属于共轭酸碱对的是。n nAH2CO3CO32-BNaH2PO4Na2HPO4

16、n nCNa3PO4NaH2PO4 DH3PO4Na3PO4第55页，本讲稿共71页n n2、已知某弱酸HA（pKa=5.0）浓度为0.1000molL-1与其相同浓度的共轭碱A-的pKb应为。n nA5.0 B9.0 C4.0 D11.0第56页，本讲稿共71页3、H2C2O4(pKa1=1.22，pKa2=4.19)溶液在pH=4.19时主要存在型体为。n nAH2C2O4=HC2O4-BHC2O4-=C2O42-n nCHC2O4-S2-C2O42-BS2-C2O42-CO32-CS2-CO32-C2O42-DC2O42-S2-CO32-第62页，本讲稿共71页8、水溶液呈中性是指。Ap

17、H=7 BH+=OH-CpH+pOH=14 DpOH=7 第63页，本讲稿共71页9、某病人吞服10g NH4Cl 1小时后,他血液的pH=7.38。已知H2CO3的 pKa1=6.38,pKa2 =10.25。此时他血液中HCO3-/H2CO3之比为：A1/10 B10 C1/2 D2 第64页，本讲稿共71页n n10、c(Na2CO3)=0.1mol/L的Na2CO3溶液的物料平衡式是。A0.1mol/L=CO32-=2Na+B0.1mol/L=CO32-+Na+C0.1mol/L=H2CO3+HCO3-+CO32-=Na+/2 D.0.1mol/L=H2CO3+HCO3-+2CO32-

18、=Na+第65页，本讲稿共71页11、0.1 mol/L Ag(NH3)2+溶液的物料平衡式是 AAg+=NH3=0.1 mol/LB2Ag+=NH3=0.2 mol/L CAg+Ag(NH3)+2Ag(NH3)2+=0.1 mol/LDNH3+Ag(NH3)+2Ag(NH3)2+=0.2 mol/L第66页，本讲稿共71页n n12、HPO42-是_的共轭酸,是_ 的共轭碱,其水溶液的质子条件式是:_n n_第67页，本讲稿共71页n n13、写出下列溶液的质子条件式:(1)0.1 mol/L NH4Ac溶液:_(2)0.1 mol/L H2SiO3溶液:_(3)0.1 mol/L Na2C

19、O3 溶液中,有关Na+的物料平衡式是_，有关CO32-的物料平衡式是_。(4)60 mL 0.10 mol/L Na2CO3与40 mL 0.15 mol/L HCl相混合,溶液的质子条件式是:_第68页，本讲稿共71页n n14、已知琥珀酸（H2C4H4O4）（以H2A表示）的pKa14.19，pKa25.57，计算在pH为4.88和5.00时n nH2A、HA-和A2-的0、1和2。若该酸的分析浓度为0.01mol/L，求pH为4.88时的三种型体的平衡浓度。第69页，本讲稿共71页作业作业n nP162n n思考题 3n nP163n n习题 1、4第70页，本讲稿共71页谢 谢第71页，本讲稿共71页