第5章 酸碱滴定法精选文档.ppt

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1、第第5章章 酸碱滴定法酸碱滴定法本讲稿第一页，共七十一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。本讲稿第二页，共七十一页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+的任何含的任何含氢原子的分子或离子的物种，氢原子的分子或离子的物种，即质子的给予体（即质子的给予体（Proton donor）。）。本讲稿第三页，共七十一页碱：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 本讲稿第四页，共七十一页举例举例n酸：HAc，H3

2、PO4，H2PO4-，NH4+，H+n碱：Ac-，PO43-，NH3，OH-，HPO42-本讲稿第五页，共七十一页酸碱两性物质酸碱两性物质n如：H2O，HCO3-、nH2PO4-、HPO42-本讲稿第六页，共七十一页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-本讲稿第七页，共七十一页判断题判断题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？本讲稿第八页，共七十一页3、

3、溶剂的质子自递反应：、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。本讲稿第九页，共七十一页4、共轭酸碱对、共轭酸碱对 酸1碱2酸2碱1n n 本讲稿第十页，共七十一页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本讲稿第十一页，共七十一页碱的解离常数碱的解离常数Kb：Kb=HAOH-/A-本讲稿第十二页，共七十一页水的活度积：在水的质子自递反应中，水的活度积：在

4、水的质子自递反应中，其平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 本讲稿第十三页，共七十一页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 本讲稿第十四页，共七十一页Kac=本讲稿第十五页，共七十一页=本讲稿第十六页，共七十一页本讲稿第十七页，共七十一页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 本

5、讲稿第十八页，共七十一页多元酸中共轭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）本讲稿第十九页，共七十一页例：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 n求NH4+的Ka 本讲稿第二十页，共七十一页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

6、含 酸或碱的物质的量.符号：C；单位：molL-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 本讲稿第二十一页，共七十一页平衡浓度：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。本讲稿第二十二页，共七十一页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）本讲稿第

7、二十三页，共七十一页HAc溶液中的溶液中的MBE为为 n 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 本讲稿第二十四页，共七十一页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-本讲稿第二十五页，共七十一页0.10mol/LNa2CO3溶液的溶液的CBEN

8、a+H+=HCO3-+2CO32-+OH-0.2mol/L+H+=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。本讲稿第二十六页，共七十一页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 本讲稿第二十七页，共七十一页 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

9、B、合并，约去同类项。本讲稿第二十八页，共七十一页例例1、0.10mol/LNa2CO3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-本讲稿第二十九页，共七十一页图示法：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

10、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。本讲稿第三十页，共七十一页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。本讲稿第三十一页，共七十一页例例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

11、二步：绘出得失质子示意图 n n第三步：写出PBE 本讲稿第三十二页，共七十一页绘出得失质子示意图绘出得失质子示意图 +H+-H+H3O+H2O OH-HCO3-CO32-H2CO3本讲稿第三十三页，共七十一页PBE为为n n2H2CO3+HCO3-+H+=OH-本讲稿第三十四页，共七十一页例例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 本讲稿第三十五页，共七十一页PBE为为nH2PO4-+2H3PO4+H+=nOH+NH3+PO43-本讲稿第三十六页，共七十一页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

12、 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浓度在其分析浓度中所占的分数称为分布分数。本讲稿第三十七页，共七十一页、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：本讲稿第三十八页，共七十一页同理：同理：n n得：显然：本讲稿第三十九页，共七十一页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：本讲稿第四十页，共七十一页曲线：以曲线：以PH值为横坐标，以或为纵坐值为横坐标，以或为纵坐标，得到曲线。标，得到曲线。本讲稿第四十一页，共七十一页5.2.2多元酸碱各型体的分布分数：多元酸碱各

13、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、HC2O4-、C2O42-三种型体存在。本讲稿第四十二页，共七十一页H2C2O4=HC2O4-+H+HC2O4-=C2O42-+H+n可得到：本讲稿第四十三页，共七十一页本讲稿第四十四页，共七十一页本讲稿第四十五页，共七十一页各型体浓度的计算：各型体浓度的计算：n得：本讲稿第四十六页，共七十一页曲线：pKa1=1.23 pKa2=4.19本讲稿第四十七页，共七十一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 本讲稿第四十八页，共七十一页本讲稿第四十九页，共

14、七十一页四、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-2Ka1Ka2Kn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平衡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。浓度的分布系数，不要简写，要详细写出。本讲稿第五十页，共七十一页结论结论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

15、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+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本讲稿第五十一页，共七十一页举例举例: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 本讲稿第五十二页，共七十一页计算计算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 本讲稿第五

16、十三页，共七十一页n n解:本讲稿第五十四页，共七十一页练习练习n n1、下列各组酸碱对中属于共轭酸碱对的是。n nAH2CO3CO32-BNaH2PO4Na2HPO4 n nCNa3PO4NaH2PO4 DH3PO4Na3PO4本讲稿第五十五页，共七十一页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本讲稿第五十六页，共七十一页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-

17、n nCHC2O4-S2-C2O42-BS2-C2O42-CO32-CS2-CO32-C2O42-DC2O42-S2-CO32-本讲稿第六十二页，共七十一页8、水溶液呈中性是指。ApH=7 BH+=OH-CpH+pOH=14 DpOH=7 本讲稿第六十三页，共七十一页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 本讲稿第六十四页，共七十一页n n10、c(Na2CO3)=0.1mol/L的Na2CO3溶液的物料平衡式是。A0.1mol

18、/L=CO32-=2Na+B0.1mol/L=CO32-+Na+C0.1mol/L=H2CO3+HCO3-+CO32-=Na+/2 D.0.1mol/L=H2CO3+HCO3-+2CO32-=Na+本讲稿第六十五页，共七十一页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本讲稿第六十六页，共七十一页n n12、HPO42-是_的共轭酸,是_ 的共轭碱,其水溶液的质子条件式是

19、:_n n_本讲稿第六十七页，共七十一页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 Na2CO3 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:_本讲稿第六十八页，共七十一页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。本讲稿第六十九页，共七十一页作业作业n nP162n n思考题 3n nP163n n习题 1、4本讲稿第七十页，共七十一页谢 谢本讲稿第七十一页，共七十一页