酸碱滴定优秀PPT.ppt

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1、东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课例例-2-2计算计算0.10mol0.10molL L-1-1HFHF溶液的溶液的pHpH，已知，已知K Ka a=7.210=7.210-4-4解：因为解：因为cKa=0.107.210-420Kw,c/Ka=0.10/(7.210-4)400,8.210-3(molL-1)pH=2.09东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课例例-3-3 计算计算1.0101.010-4-4molmolL L-1-1NHNH4 4ClCl溶液的溶液的pHpH，已知，已知NHNH3 3的的K Kb b=1.810=1.810-5-5。解解:NH4+

2、的的Ka=Kw/Kb=5.610-10因为因为cKcKa a20K400,400,东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课2.610-7(molL-1)pH=6.59东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课(二二)一元弱碱溶液一元弱碱溶液 以一元弱碱以一元弱碱B B为例为例其其PBE为为:HB+H+=OH-精确式精确式东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课近似式近似式1东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课近似式近似式2东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课v近似处理表现在两方面：近似处理表现在两方面：v质子平衡式中取其主舍其次；质子平衡

3、式中取其主舍其次；v合理地用分析浓度代替平衡浓度。合理地用分析浓度代替平衡浓度。最简式最简式东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课 三、多元弱酸（碱）溶液酸碱度的计算三、多元弱酸（碱）溶液酸碱度的计算v(一一)、多元弱酸溶液、多元弱酸溶液v以以H H2 2A A代表二元弱酸为例代表二元弱酸为例 PBE(1)东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课v将将各各项项常常数数代代入入方方程程右右方方，绽绽开开后后是是一一个个一一元元四四次次方方程程，可可依依据据具具体体状状况况进进行行近似处理。近似处理。v1 1因为因为 东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课v 即K

4、a1c20Kw，H+主要来自H2A的离解。水的离解可忽视，(1)式简化为：(2)(2)2能否忽能否忽视视H2A的其次的其次级级离解离解 仍是一元三次方程仍是一元三次方程当当东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课v即即 H2A的其次的其次级级离解可以忽离解可以忽视视，式，式(2)简简化化为为 二元弱酸按一元弱酸处理二元弱酸按一元弱酸处理东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课近似式近似式 最简式最简式 东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课例例5-45-4计算计算0.10molL-1H3PO4溶液中溶液中H+及各及各型体浓度。型体浓度。Ka1或或Ka2Ka3，东

5、 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课水的离解，水的离解，H3PO4的其次级、第三级离解的其次级、第三级离解均可忽视，可按一元弱酸处理均可忽视，可按一元弱酸处理按近似式处理按近似式处理东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课可仿照多元酸处理可仿照多元酸处理(二二)多元弱碱溶液多元弱碱溶液四、两性物质溶液酸度的计算四、两性物质溶液酸度的计算两两性性物物质质溶溶液液中中的的酸酸碱碱平平衡衡特特别别困困难难，应应依依据据具具体体状状况况，抓抓住住溶溶液液中中的的主主要要平平衡衡进进

6、行行近近似处理。似处理。东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课 以酸式盐以酸式盐NaHA为例，其浓度为为例，其浓度为c1.写出写出PBE 东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课 2.代入已知量代入已知量(1)东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课v 3近似处理近似处理v 当当K Ka2a2和和K Kb2b2较小时，即较小时，即 倾向都较小倾向都较小则则(1)式变为式变为 精确式精确式 东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课v 当Ka2c20Kw，c20Kc20Kw w，c c 20K20Ka1a1可忽视可忽视KWKW和和Ka1Ka1，水、，水、H

7、2AH2A的其次级离解的其次级离解 最简式最简式 东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课 当Ka2c20Ka1，忽视H2A的其次级离解简化式简化式对其他两性物质须将式中对其他两性物质须将式中K Ka1a1和和K Ka2a2作相应变换。作相应变换。变换方法：式中变换方法：式中K Ka2a2相当于两性物质中酸组分相当于两性物质中酸组分的的K Ka a值；值；K Ka1a1相当于两性物质中碱组分共轭酸的相当于两性物质中碱组分共轭酸的K Ka a值。值。东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课v 如，如，Na2HPO4式中式中K Ka2a2K Ka3a3碱组分的共轭酸碱组分的共轭

8、酸 Ka1Ka2 酸组分酸组分东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课 对于对于NH4Ac 酸组分酸组分 碱组分的共轭酸碱组分的共轭酸 HAc东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课以上探讨了酸碱组成的摩尔比为以上探讨了酸碱组成的摩尔比为1 1：1 1的弱的弱酸弱碱溶液，对于酸碱组成的摩尔比不为酸弱碱溶液，对于酸碱组成的摩尔比不为1:11:1的弱酸弱碱溶液的弱酸弱碱溶液 溶液的溶液的pHpH值计算较困难，无通式值计算较困难，无通式 东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课 第四节第四节 酸碱缓冲溶液酸碱缓冲溶液v两类缓冲溶液：两类缓冲溶液：v一般缓冲溶液，由确定浓

9、度的共轭酸碱一般缓冲溶液，由确定浓度的共轭酸碱对组成，用以限制溶液酸度。如对组成，用以限制溶液酸度。如:标准缓冲溶液，用于校正标准缓冲溶液，用于校正pH计。计。作用：稳定体系酸度作用：稳定体系酸度东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课v一、缓冲溶液一、缓冲溶液pHpH值的计算值的计算v(一一)一般缓冲溶液一般缓冲溶液v以以HANaAHANaA为例为例v ca cbv将将HAA混合体系以水作媒介按混合体系以水作媒介按HAH2O和和A-H2O列出列出PBE HAH2O PBE 东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课 A-H2O PBE 东 北 师 范 大 学 分 析 化 学

10、 精 品 课 将将、代入代入HA的的Ka式中式中 此式是计算一元共轭酸碱缓冲溶液此式是计算一元共轭酸碱缓冲溶液pHpH值的值的通式通式(精确式精确式)东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课忽视水的离解及弱酸弱碱浓度的变更，忽视水的离解及弱酸弱碱浓度的变更，得到最简式得到最简式 (二二)标准缓冲溶液标准缓冲溶液 自学自学考虑离子强度影响考虑离子强度影响v常用标准缓冲体系见常用标准缓冲体系见P112表表51。东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课二、缓冲容量（指数）和缓冲范围二、缓冲容量（指数）和缓冲范围v(一)缓冲容量v任何缓冲溶液的缓冲实力都是有确定限度的。v1922年

11、范斯莱克提出以缓冲容量衡量缓冲溶液的缓冲实力大小。v定义式 东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课v db、da分别代表强碱、酸的物质的量。dpH表示pH变更值。v物理意义：为使1L缓冲溶液pH值增加或减小一个单位所需加入的强碱(酸)的物质的量。v v值越大，溶液的缓冲实力也越大。东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课v(二二)影响缓冲容量的因素影响缓冲容量的因素v可以证明，当弱酸不太强又不过分弱时，可以证明，当弱酸不太强又不过分弱时，当当H+=Ka，即即pH=pKa时，时，HA=A-=0.5 有极大值有极大值 东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课结论：影

12、响缓冲溶液缓冲容量大小的因素为结论：影响缓冲溶液缓冲容量大小的因素为共轭酸碱对的分布分数和缓冲溶液的总浓共轭酸碱对的分布分数和缓冲溶液的总浓度。度。pKa 1有效缓冲范围：有效缓冲范围：东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课 HAc Ac pKa=4.74pKa 1分分布布分分数数或或缓缓冲冲容容量量强酸、强碱分别在酸性较强和碱性较强的强酸、强碱分别在酸性较强和碱性较强的范围内有缓冲作用。范围内有缓冲作用。东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课v 三、缓冲溶液的选择和配制v(一)缓冲溶液选择v 1、对分析反应无干扰；v 2、缓冲容量 大，ca:cb=1；v 3、pKa、

13、pKb位于须要的pH范围内。v (二)计算v 例5-5 怎样配制1升pH=10.00，=0.20的缓冲溶液？东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课v解：可选择解：可选择 pKa=9.26 的的 NH4ClNH3缓冲溶液缓冲溶液v =2.30c HA A-东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课须要须要 NH4Cl c NH4Cl c =0.680.15=0.10 mol 5.4g=0.680.15=0.10 mol 5.4g NH3 c NH3 c =0.680.85=0.58 mol =0.680.85=0.58 mol 38 mL 38 mL 含含NH3 29%NH3

14、 29%的溶液的溶液东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课第五节第五节 酸碱指示剂酸碱指示剂酸碱指示剂一般是某些有机弱酸碱或酸碱指示剂一般是某些有机弱酸碱或有机酸碱两性物质有机酸碱两性物质甲基橙甲基橙碱型指示剂碱型指示剂双色指示剂双色指示剂东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课酚酞酚酞COHOHCOO-HOOH-H+pKa=9.1CCOO-OO-单色指示剂单色指示剂酸型指示剂酸型指示剂东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课 一、指示剂的作用原理一、指示剂的作用原理作用原理作用原理酸色酸色碱色碱色东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课理论变色范围理

15、论变色范围 pKa 1理论变色点：理论变色点：pKa 二、指示剂变色的二、指示剂变色的pH范围范围东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课甲基橙指示剂的变色范围示意图HInIn指指 示示 剂剂 变变 色色 范范 围围东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课指示剂指示剂颜色颜色pKa变色范围变色范围酸色酸色过度过度碱色碱色甲基橙甲基橙红红橙橙黄黄3.43.14.4甲基红甲基红红红橙橙黄黄5.24.46.2酚酞酚酞无色无色粉红粉红红红9.18.09.6东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课甲基橙的甲基橙的pKa=3.4pKa=3.4理论变色范围应为理论变色范围应为p

16、H=2.4pH=2.44.44.4实际测量值却是实际测量值却是pH=3.1pH=3.14.44.4计算结果表明计算结果表明在在pH=4.4pH=4.4时时 In10HInIn10HIn+pH=3.1pH=3.1时，时，HInHIn+2In2In指示剂的变色范围越窄越好指示剂的变色范围越窄越好东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课人眼目测指示剂颜色变更人眼目测指示剂颜色变更 误差误差 0.20.5pH单位单位称之为观测终点的不确定性，用称之为观测终点的不确定性，用pH来表示。来表示。pH=pHep-pHsp即终点与计量点时溶液即终点与计量点时溶液pH之差。之差。本章按本章按 pH=0

17、.2 考虑考虑东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课三三 影响指示剂变色范围的因素影响指示剂变色范围的因素 自学自学 1 1、指示剂的用量对变色范围有何影响？、指示剂的用量对变色范围有何影响？2 2、为什么强酸滴定强碱一般选甲基红作指示剂、为什么强酸滴定强碱一般选甲基红作指示剂？(结合滴定曲线学习结合滴定曲线学习)3 3、为什么强碱滴定强酸选酚酞作指示剂？、为什么强碱滴定强酸选酚酞作指示剂？东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课四、四、混合指示剂混合指示剂配制方法：配制方法：1 接受一种颜色不随氢离子浓度变更而变更的接受一种颜色不随氢离子浓度变更而变更的染料和一种指示剂配制；染料和一种指示剂配制；2 选用两种或多种选用两种或多种pKa值比较接值比较接近的指示剂。近的指示剂。溶液的酸度溶液的酸度 甲基橙甲基橙 甲基橙甲基橙+靛蓝二磺酸钠靛蓝二磺酸钠pH4.4 黄色黄色 黄绿色黄绿色pH3.1 红色红色 紫色紫色pH=4.1 橙色橙色 浅灰色浅灰色东 北 师 范 大 学 分 析 化 学 精 品 课溶液的酸度溶液的酸度溶液的酸度溶液的酸度 溴甲酚绿溴甲酚绿溴甲酚绿溴甲酚绿 甲基红甲基红甲基红甲基红 溴甲基酚绿溴甲基酚绿溴甲基酚绿溴甲基酚绿+甲基红甲基红甲基红甲基红pH6.2 蓝色蓝色 黄色黄色 绿色绿色 pH=5.1 绿色绿色 橙色橙色 灰色灰色