解离平衡与酸碱滴定j.ppt

《解离平衡与酸碱滴定j.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《解离平衡与酸碱滴定j.ppt（54页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 6.1 6.1 酸碱理论酸碱理论酸碱理论酸碱理论 6 6.2.2 弱电解质的解离平衡和强电解质溶液弱电解质的解离平衡和强电解质溶液弱电解质的解离平衡和强电解质溶液弱电解质的解离平衡和强电解质溶液 6 6.3 .3 缓冲溶液缓冲溶液缓冲溶液缓冲溶液 6 6.4 .4 滴定分析概论滴定分析概论滴定分析概论滴定分析概论 6 6.5 .5 酸碱滴定法酸碱滴定法酸碱滴定法酸碱滴定法第六章第六章 酸碱平衡和酸碱滴定法酸碱平衡和酸碱滴定法一、酸碱电离理论一、酸碱电离理论二、酸碱质子理论二、酸碱质子理论三、酸碱电子理论三、酸碱电子理论6.1酸碱理论酸碱理论v 最初：最初：酸是具有酸味的物质，使蓝色石蕊变红；

2、碱酸是具有酸味的物质，使蓝色石蕊变红；碱是抵消酸性的物质，使红色石蕊变蓝是抵消酸性的物质，使红色石蕊变蓝v18世纪后期：世纪后期：氧元素是酸的必要成分氧元素是酸的必要成分v19世纪初叶，戴维：世纪初叶，戴维：氢元素是酸的必要成分氢元素是酸的必要成分v1884年，阿累尼乌斯：年，阿累尼乌斯：提出了提出了酸碱电离理论酸碱电离理论v1923年，布朗斯特和劳莱年，布朗斯特和劳莱提出了提出了酸碱质子理论酸碱质子理论v1923年，路易斯年，路易斯提出了提出了酸碱电子理论酸碱电子理论人们对酸碱的认识历程人们对酸碱的认识历程1 1、酸碱定义、酸碱定义、酸碱定义、酸碱定义酸：解离时所生成的正离子全部是酸：解离时

3、所生成的正离子全部是酸：解离时所生成的正离子全部是酸：解离时所生成的正离子全部是HH+的化合物；的化合物；的化合物；的化合物；碱：解离时所生成的负离子全部是碱：解离时所生成的负离子全部是碱：解离时所生成的负离子全部是碱：解离时所生成的负离子全部是OHOH-的化合物的化合物的化合物的化合物2 2、酸碱反应实质、酸碱反应实质、酸碱反应实质、酸碱反应实质 H H+OH+OH-=H=H2 2OO3 3、理论缺陷理论缺陷理论缺陷理论缺陷vv酸碱仅限于含酸碱仅限于含酸碱仅限于含酸碱仅限于含HH+和和和和OHOH-的物质的物质的物质的物质vv酸碱局限于水溶液中，不能研究非水体系酸碱局限于水溶液中，不能研究非

4、水体系酸碱局限于水溶液中，不能研究非水体系酸碱局限于水溶液中，不能研究非水体系一、酸碱电离理论一、酸碱电离理论1 1、酸碱定义、酸碱定义、酸碱定义、酸碱定义酸：酸：酸：酸：能给出质子能给出质子能给出质子能给出质子HH+的分子或离子的分子或离子的分子或离子的分子或离子碱：碱：碱：碱：能接受质子能接受质子能接受质子能接受质子HH+的分子或离子的分子或离子的分子或离子的分子或离子两性物质：既能给出质子，又能结合质子的物质两性物质：既能给出质子，又能结合质子的物质两性物质：既能给出质子，又能结合质子的物质两性物质：既能给出质子，又能结合质子的物质二、酸碱质子理论二、酸碱质子理论共轭酸碱共轭酸碱酸酸碱碱

5、酸酸碱碱质子的半径非常小，电荷密度非常质子的半径非常小，电荷密度非常高，游离的质子在水溶液中是不存高，游离的质子在水溶液中是不存在的在的（水合氢离子）（水合氢离子）2、酸碱反应实质、酸碱反应实质 两个共额酸碱对之间质子的传递两个共额酸碱对之间质子的传递酸酸1酸酸2碱碱2碱碱1 H+正反应正反应（水的解离）（水的解离）H+逆反应逆反应（中和反应）（中和反应）酸性：酸性：H2OH3O+碱性：碱性：H2OOH-水的解离很小水的解离很小以逆反应为主以逆反应为主（1）化学反应的方向：强酸）化学反应的方向：强酸弱酸，强碱弱酸，强碱弱碱弱碱反应反应（2）酸的酸性越强，其共轭碱的碱性就越弱）酸的酸性越强，其共

6、轭碱的碱性就越弱HCl酸性强，酸性强，Cl-碱性弱碱性弱4、理论优缺点、理论优缺点优点：扩大了酸碱的范围，可适用于非水溶液优点：扩大了酸碱的范围，可适用于非水溶液缺点：对于无质子参加的反应不适用缺点：对于无质子参加的反应不适用3、共轭酸碱对之间的常数关系：、共轭酸碱对之间的常数关系：以以Ac-,HAc为例为例酸：酸：碱：碱：1 1、酸碱定义、酸碱定义、酸碱定义、酸碱定义酸：凡能接受电子对的物质，即电子对接受体酸：凡能接受电子对的物质，即电子对接受体酸：凡能接受电子对的物质，即电子对接受体酸：凡能接受电子对的物质，即电子对接受体碱：凡能给出电子对的物质，即电子对给予体碱：凡能给出电子对的物质，即

7、电子对给予体碱：凡能给出电子对的物质，即电子对给予体碱：凡能给出电子对的物质，即电子对给予体2 2、酸碱反应实质、酸碱反应实质、酸碱反应实质、酸碱反应实质 形成配位键，生成配位化合物形成配位键，生成配位化合物形成配位键，生成配位化合物形成配位键，生成配位化合物3 3、理论优缺点理论优缺点理论优缺点理论优缺点vv优点：立足于普遍物质，摆脱体系必须具有某优点：立足于普遍物质，摆脱体系必须具有某优点：立足于普遍物质，摆脱体系必须具有某优点：立足于普遍物质，摆脱体系必须具有某种离子或元素的限制种离子或元素的限制种离子或元素的限制种离子或元素的限制vv缺点：认识过于笼统，酸碱特征不明显缺点：认识过于笼统

8、，酸碱特征不明显缺点：认识过于笼统，酸碱特征不明显缺点：认识过于笼统，酸碱特征不明显三、酸碱电子理论三、酸碱电子理论一、弱电解质的解离平衡一、弱电解质的解离平衡二、强电解质溶液二、强电解质溶液6.2电解质溶液的解离平衡电解质溶液的解离平衡强电解质强电解质=1弱电解质弱电解质1）的解离平衡）的解离平衡一级解离常数一级解离常数二级解离常数二级解离常数同离子效应同离子效应第二步解离可以忽略第二步解离可以忽略,平衡时平衡时c(c(H+)可视为完全由可视为完全由第一步解离产生第一步解离产生例：例：H2CO3:0.040molL-1,计算平衡时的计算平衡时的c(H2CO3)，c(H+)，c(c(HCO3-

9、)和和c(CO32-)a.计算计算c(H+):忽略第二步解离忽略第二步解离起始浓度起始浓度0.04000转化浓度转化浓度c(H+)c(H+)c(H+)平衡浓度平衡浓度0.040-c(H+)c(H+)c(H+)b.计算计算c(HCO3-):c.计算计算c(CO32-):考虑第二步解离考虑第二步解离1.310-41.310-4c(CO32-)d.计算计算c(H2CO3):二、强电解质溶液二、强电解质溶液1.表观解离度表观解离度理论上：强电解质完全解离理论上：强电解质完全解离=1实验中：实验中：99.9%)反应速度快反应速度快有比较简便的方法确定反应终点有比较简便的方法确定反应终点（有合适的指示剂）

10、有合适的指示剂）二、滴定分析法对化学反应的要求和滴定方式12/17/20222、滴定方式及计算、滴定方式及计算直接滴定法直接滴定法返滴定法（回滴法）返滴定法（回滴法）置换滴定法置换滴定法间接滴定法间接滴定法标准溶液标准溶液被测液被测液加试剂与待测液反应，转换为一种能被定加试剂与待测液反应，转换为一种能被定量滴定的物质，适用于不按化学计量关系量滴定的物质，适用于不按化学计量关系或有副反应的情况或有副反应的情况滴定剂（过量，滴定剂（过量，已知）已知）被测液被测液一部分滴定剂一部分滴定剂与被测液反应与被测液反应过量滴定剂过量滴定剂标准溶液滴定标准溶液滴定适用于慢反应，或无合适指示剂，适用于慢反应，或

11、无合适指示剂，或待测液为固体的情况或待测液为固体的情况适用于滴定剂与待测液不发生反应的情况，适用于滴定剂与待测液不发生反应的情况，通过其他反应间接求被测液含量通过其他反应间接求被测液含量12/17/2022三、标准溶液的配制及浓度的确定1、标准溶液和基准物、标准溶液和基准物标准溶液的浓度通过基准物来确定。标准溶液的浓度通过基准物来确定。基准物基准物应具备的条件：应具备的条件：必须具有足够的纯度必须具有足够的纯度组成与化学式完全相同组成与化学式完全相同稳定稳定具有较大的摩尔质量（降低称量误差）具有较大的摩尔质量（降低称量误差）常用的基准物有：常用的基准物有：K2Cr2O7；NaC2O4；2C2O

12、4.2H2；Na2B4O7.10H2O；CaCO3；NaCl；Na2CO312/17/20222、标准溶液的配制直直接接配配制制法法：用用分分析析天天平平称称重重、用用容容量量瓶瓶配配制制，定定容容，直直接接计算出标准溶液浓度。计算出标准溶液浓度。如：硼酸可直接配制其标准溶液。如：硼酸可直接配制其标准溶液。12/17/2022间接配制（步骤）：(1)配制溶液配制溶液配制成近似所需浓度的溶液。配制成近似所需浓度的溶液。(2)标定标定用基准物或另一种已知浓度的标准溶液来滴定。用基准物或另一种已知浓度的标准溶液来滴定。(3)确定浓度确定浓度由基准物质量（或体积、浓度），由基准物质量（或体积、浓度），

13、计算确定之。计算确定之。12/17/2022一、酸碱指示剂一、酸碱指示剂二、酸碱滴定曲线及指示剂的选择二、酸碱滴定曲线及指示剂的选择三、酸碱滴定法的应用三、酸碱滴定法的应用6.5酸碱滴定法酸碱滴定法酸酸碱碱指指示示剂剂：有有机机弱弱酸酸或或有有机机弱弱碱碱，在在得得失失质质子子的的同同时时，分分子子结结构构发发生生变变化化，分分子子结结构构的的变变化化伴伴随随着着颜颜色色变变化化，并并且且颜颜色与结构变化都是可逆的。色与结构变化都是可逆的。一、酸碱指示剂1、酸碱指示剂的作用原理酚酞酚酞pKa1=9.1一色指示剂一色指示剂甲基橙甲基橙pKa=3.4二色指示剂二色指示剂讨论：讨论：c(In-)/c

14、(HIn)=1时：中间颜色时：中间颜色c(In-)/c(HIn)=1/10时：酸色，勉强辨认出碱色时：酸色，勉强辨认出碱色c(In-)/c(HIn)=10/1时：碱色，勉强辨认出酸色时：碱色，勉强辨认出酸色指示剂变色范围：指示剂变色范围：pKHIn1(2个个pH单位单位)注注意意：a.酸酸碱碱指指示示剂剂的的变变色色范范围围不不一一定定正正好好位位于于pH=7左左右右，由指示剂的由指示剂的pKHIn决定，指示剂颜色逐渐变化。决定，指示剂颜色逐渐变化。2、酸碱指示剂的变色范围（HIn）二、酸碱滴定曲线及指示剂的选择滴定曲线的作用：滴定曲线的作用：(1)(1)确定滴定终点时，消耗的滴定剂体积；确定

15、滴定终点时，消耗的滴定剂体积；(2)(2)判断滴定突跃大小；判断滴定突跃大小；(3)(3)确定滴定终点与化学计量点之差。确定滴定终点与化学计量点之差。(4)(4)选择指示剂；选择指示剂；滴定曲线的计算。滴定曲线的计算。1、强碱滴定强酸例：例：0.1000mol/LNaOH滴定滴定20.00ml0.1000mol/LHCl。解：解：a.滴定前滴定前0.1000mol/LHCl，pH=1pH010203040v(NaOH/ml)1412108642b.滴定中滴定中加入滴定剂体积为加入滴定剂体积为19.98ml时：时：(H+)=5.00 10-5mol/L溶液溶液pH=4.30（1）滴定过程中）滴定

16、过程中pH值的变化值的变化c.化学计量点化学计量点即加入即加入NaOH体积为体积为20.00mL，(H+)=10-7mol/L溶液溶液pH=7pH010203040v(NaOH/ml)14121086421、强碱滴定强酸例：例：0.1000mol/LNaOH滴定滴定20.00ml0.1000mol/LHCl。（1）滴定过程中）滴定过程中pH值的变化值的变化d.化学计量点后化学计量点后加入滴定剂体积为加入滴定剂体积为20.02(OH-)=nNaOH/V=5.0 10-5mol/LpOH=4.3,pH=14-4.3=9.7甲基红甲基红甲基橙甲基橙酚酞酚酞滴定突跃滴定突跃（pH4.39.7）化学计量

17、点化学计量点pH1261410842010203040v(NaOH/ml)0.1000mol/LNaOH滴定滴定0.1000mol/LHCl的滴定曲线的滴定曲线强碱滴定强酸滴定曲线的讨论：b.指指示示剂剂变变色色点点（滴滴定定终终点点）与与化化学学计计量量点点并并不不一一定定相相同同，但但相相差差不不超超过过0.02mL，相相对对误误差差不不超超过过0.1%。a.滴加体积：滴加体积：019.98mL；pH=3.3滴加体积：滴加体积：19.98-20.02mL；pH=5.4滴定突跃滴定突跃a.a.滴定前：滴定前：滴定前：滴定前：V Vb b=0=0溶液组成：溶液组成：溶液组成：溶液组成：0.10

18、00molL1HAcpHpH值计算：值计算：值计算：值计算：（1）滴定过程中）滴定过程中pH值的变化值的变化pH010203040v(NaOH/ml)1412108642例：例：0.1000mol/LNaOH滴定滴定20.00mL0.1000mol/LHAc。2、强碱滴定弱酸b.b.滴定开始至化学计量点前滴定开始至化学计量点前滴定开始至化学计量点前滴定开始至化学计量点前VbVa溶液组成：溶液组成：溶液组成：溶液组成：HAcNaAcpHpH值计算：值计算：值计算：值计算：如加入如加入NaOH体积，体积，Vb=19.98mL例：例：0.1000mol/LNaOH滴定滴定20.00mL0.1000m

19、ol/LHAc。2、强碱滴定弱酸（1）滴定过程中）滴定过程中pH值的变化值的变化pH010203040v(NaOH/ml)1412108642c.c.化学计量点时化学计量点时化学计量点时化学计量点时VbVa溶液组成：溶液组成：溶液组成：溶液组成：pHpH值计算：值计算：值计算：值计算：NaAc例：例：0.1000mol/LNaOH滴定滴定20.00mL0.1000mol/LHAc。2、强碱滴定弱酸（1）滴定过程中）滴定过程中pH值的变化值的变化pH010203040v(NaOH/ml)1412108642pOH=5.87pH=8.72d.d.化学计量点后化学计量点后化学计量点后化学计量点后Vb

20、Va溶液组成：溶液组成：溶液组成：溶液组成：pHpH值计算：值计算：值计算：值计算：NaAc-NaOH如加入如加入NaOH体积，体积，Vb=20.02mLpOH=4.30pH=9.702、强碱滴定弱酸pH010203040v(NaOH/ml)1412108642（1）滴定过程中）滴定过程中pH值的变化值的变化例：例：0.1000mol/LNaOH滴定滴定20.00mL0.1000mol/LHAc。c(OH-)=(0.1000 0.02)/(20.00+20.02)=5.00 10-5mol/L NaOH滴定HAc溶液的pH值变化情况加入加入加入加入NaOH/ml NaOH/ml 溶液组成溶液组

21、成溶液组成溶液组成 pH pH 0.00 HAc 2.87 0.00 HAc 2.87 10.00 4.70 10.00 4.70 18.00 5.70 18.00 5.70 19.80 6.74 19.80 6.74 19.98 7.74 19.98 7.74 20.00 NaAc 8.72 20.00 NaAc 8.72 20.02 9.70 20.02 9.70 20.20 10.70 20.20 10.70 22.00 11.70 22.00 11.70 40.00 12.50 40.00 12.50HAcNaAcNaAc-NaOHpH010203040v(NaOH/ml)141210

22、86422、强碱滴定弱酸例：例：0.1000mol/LNaOH滴定滴定20.00mL0.1000mol/LHAc。突跃范围突跃范围0.1000mol/LNaOH滴定滴定0.1000mol/LHAc的滴定曲线的滴定曲线HAcHAcHClHCla.滴定曲线起点高滴定曲线起点高b.化学计量点前，化学计量点前，pH值变化先快，后慢，值变化先快，后慢，再快。再快。c.滴定突跃范围小滴定突跃范围小d.指示剂选择指示剂选择甲基橙甲基橙甲基红甲基红 酚酞酚酞选择酚酞选择酚酞选择酚酞选择酚酞（2）滴定曲线的讨论及指示剂的选择）滴定曲线的讨论及指示剂的选择突跃范围突跃范围0 10 20 30 40弱酸滴定曲线的讨

23、论：弱酸滴定曲线的讨论：e.随随着着弱弱酸酸Ka变变小小，突突跃跃变变小，小，Ka在在10-9左右突跃消失左右突跃消失;f.直接滴定条件：直接滴定条件：cKa10-83、多元酸碱的滴定a.每个氢离子直接滴定条件：每个氢离子直接滴定条件：cKai10-8b.分布滴定条件：分布滴定条件：Ka1/Ka2104例：例：0.1000mol/LNaOH滴定滴定20.00mL0.1000mol/LH3PO4。2个滴定突跃个滴定突跃例：例：0.1000mol/LHCl滴定滴定20.00mL0.1000mol/LNa2CO3。2个滴定突跃个滴定突跃三、酸碱滴定法的应用三、酸碱滴定法的应用1、酸碱标准溶液的配制和

24、标定a.HCl标准溶液标准溶液无水碳酸钠（无水碳酸钠（Na2CO3）硼砂（硼砂（Na2B4O710H2O）b.NaOH标准溶液：注意标准溶液：注意CO2的影响的影响草酸（草酸（H2C2O42H2O）邻苯二甲酸氢钾（邻苯二甲酸氢钾（KHC8O4）2、酸碱滴定法应用示例1.氮的测定氮的测定(NH(NH4 4)2 2SOSO4 4、NHNH4 4ClCla.蒸馏法蒸馏法返返返返滴滴滴滴定定定定：铵铵铵铵盐盐盐盐试试试试样样样样过过过过量量量量NaOHNaOH加加加加热热热热煮煮煮煮沸沸沸沸，蒸蒸蒸蒸馏馏馏馏出出出出NHNH3 3过过过过量量量量的的的的HCHCl l l l标标标标准准准准溶溶溶溶液

25、液液液吸吸吸吸收收收收,过过过过量量量量的的的的酸酸酸酸用用用用NaOHNaOH标标标标准准准准碱碱碱碱溶溶溶溶液液液液回回回回滴滴滴滴，以甲基红为指示剂。以甲基红为指示剂。以甲基红为指示剂。以甲基红为指示剂。b.b.甲醛法甲醛法利用利用NaOH标准溶液滴定反应生成的标准溶液滴定反应生成的4个个H。六六次次甲甲基基四四胺胺（CH)N是是一一种种极极弱弱有有机机碱碱，应应选选用用酚酞作指示剂。酚酞作指示剂。甲醛与甲醛与甲醛与甲醛与NHNH4 4作用，按化学计量关系生成酸，包括作用，按化学计量关系生成酸，包括作用，按化学计量关系生成酸，包括作用，按化学计量关系生成酸，包括HH和和和和质子化的六次甲

26、基四胺。质子化的六次甲基四胺。质子化的六次甲基四胺。质子化的六次甲基四胺。2、混合碱的滴定、混合碱的滴定NaOHNaOH和和和和NaNa2 2COCO3 3NaNa2 2COCO3 3和和和和NaHCONaHCO3 3a.双指示剂法（酚酞、甲基橙）双指示剂法（酚酞、甲基橙）甲基橙：甲基橙：NaOHNaOH全部中和；全部中和；全部中和；全部中和；NaNa2 2COCO3 3 COCO2 2酚酞：酚酞：NaOHNaOH全部中和；全部中和；全部中和；全部中和；NaNa2 2COCO3 3 NaHCONaHCO3 3b.氯化钡加入法氯化钡加入法甲基橙：甲基橙：NaOHNaOH全部中和；全部中和；全部中和；全部中和；NaNa2 2COCO3 3 COCO2 2先加氯化钡：先加氯化钡：NaNa2 2COCO3 3 BaCOBaCO3 3沉淀，再以甲基橙为指示剂，沉淀，再以甲基橙为指示剂，NaOHNaOH全部中和全部中和全部中和全部中和