酸碱滴定法 (4)幻灯片.ppt

《酸碱滴定法 (4)幻灯片.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《酸碱滴定法 (4)幻灯片.ppt（50页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、酸碱滴定法(2)第1页，共50页，编辑于2022年，星期三第六章第六章 酸碱滴定法酸碱滴定法6.1 酸碱质子理论酸碱质子理论6.2 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6.3 酸碱溶液中的酸碱溶液中的H+浓度的计算浓度的计算6.4 酸碱缓冲溶液酸碱缓冲溶液6.5 酸碱指示剂酸碱指示剂6.6 强酸（碱）和一元弱酸（碱）的滴定强酸（碱）和一元弱酸（碱）的滴定6.7 多元酸碱的滴定多元酸碱的滴定6.8 酸碱滴定法的应用酸碱滴定法的应用第2页，共50页，编辑于2022年，星期三一、基本概念一、基本概念一、基本概念一、基本概念 1 1 1 1、酸、碱、酸、碱、酸、碱、酸、碱酸酸凡

2、能给出质子的物质凡能给出质子的物质碱碱凡能接受质子的物质凡能接受质子的物质第一节第一节 酸碱质子理论酸碱质子理论 酸酸 共轭碱共轭碱 +质子质子 HF F-+H+HAc Ac +H+NH4+NH3 +H+通式通式:HA A +H+酸碱半反应酸碱半反应第3页，共50页，编辑于2022年，星期三特点：特点：具有共轭性具有共轭性具有相对性具有相对性具有广泛性具有广泛性在不同的共轭酸碱对中，有时是酸，有时是碱在不同的共轭酸碱对中，有时是酸，有时是碱 酸或碱可以是中性分子，也可以是阳离子或阴离子酸或碱可以是中性分子，也可以是阳离子或阴离子两性物质两性物质(CH2)6N4第4页，共50页，编辑于2022年

3、，星期三举例举例第5页，共50页，编辑于2022年，星期三 醋酸在水中的离解：醋酸在水中的离解：半反应半反应半反应半反应1 1HAcHAc（酸（酸（酸（酸1 1）AcAc-（碱（碱（碱（碱1 1）+H+H+半反应半反应半反应半反应2 2HH+H+H2 2OO（碱（碱（碱（碱2 2）HH3 3OO+（酸（酸（酸（酸2 2）HAcHAc（酸（酸（酸（酸1 1）+H+H2 2O O（碱（碱（碱（碱2 2）HH3 3OO+（酸（酸（酸（酸2 2）+Ac+Ac-（碱（碱（碱（碱1 1）共轭酸碱对共轭酸碱对共轭酸碱对共轭酸碱对 2、酸碱半反应：酸给出质子或碱接受质子的反应。、酸碱半反应：酸给出质子或碱接受

4、质子的反应。不可能单独存在。不可能单独存在。3、酸碱反应：是、酸碱反应：是两对两对共轭酸碱对共同作用的结果。共轭酸碱对共同作用的结果。是物质之间的是物质之间的质子转移质子转移反应。反应。第6页，共50页，编辑于2022年，星期三 例例:HF在水中的离解反应在水中的离解反应 半反应半反应:HF F-+H+半反应半反应:H+H2O H3O+总反应总反应:HF+H2O F-+H3O+简写简写:HF F-+H+第7页，共50页，编辑于2022年，星期三HCl与与NH3在水中的反应：在水中的反应：HCl +H2O Cl-+H3O+NH3 +H3O+NH4+H2ONH3 +HCl Cl-+NH4+共轭酸碱

5、对共轭酸碱对共轭酸碱对共轭酸碱对质子的转移是通过质子的转移是通过溶剂合质子溶剂合质子来实现的来实现的水合质子水合质子:即质子（即质子（H+）在水中的存在形式）在水中的存在形式第8页，共50页，编辑于2022年，星期三4.水的质子自递反应（酸碱反应）水的质子自递反应（酸碱反应）：溶剂水分子之间的质子：溶剂水分子之间的质子转移反应。转移反应。第9页，共50页，编辑于2022年，星期三5.5.酸碱反应的种类酸碱反应的种类酸碱反应的种类酸碱反应的种类：酸碱的解离反应、溶剂的质子自递反酸碱的解离反应、溶剂的质子自递反应、酸碱的中和反应、盐的水解反应等（应、酸碱的中和反应、盐的水解反应等（有质子的转移有质

6、子的转移）酸碱反应的实质是质子转移酸碱反应的实质是质子转移第10页，共50页，编辑于2022年，星期三小结小结 酸碱半反应不可能单独发生酸碱半反应不可能单独发生酸碱反应是酸碱反应是两对两对共轭酸碱对共轭酸碱对共同作用的结果共同作用的结果 酸碱反应的实质是酸碱反应的实质是质子的转移质子的转移 质子的转移是通过质子的转移是通过溶剂合质子溶剂合质子来实现的来实现的 第11页，共50页，编辑于2022年，星期三二、酸碱反应的平衡常数二、酸碱反应的平衡常数 表征酸碱反应进行的程度表征酸碱反应进行的程度反应的平衡常数又称为解离常数，有三种表示方法：反应的平衡常数又称为解离常数，有三种表示方法：1 1、活度

7、常数、活度常数、（25）仅随温度变化仅随温度变化第12页，共50页，编辑于2022年，星期三2 2、浓度常数、浓度常数3 3、混合常数、混合常数与温度、离与温度、离子强度有关子强度有关第13页，共50页，编辑于2022年，星期三注意注意 1 1、在稀溶液中，溶质的活度与浓度的关系是：、在稀溶液中，溶质的活度与浓度的关系是：活度常数与浓度常数的关系：活度常数与浓度常数的关系：第14页，共50页，编辑于2022年，星期三2)、处理、处理准确度较高的计算准确度较高的计算时，比如计算标准缓冲溶液的时，比如计算标准缓冲溶液的pH，就就必须必须考虑溶液离子强度考虑溶液离子强度的影响的影响。2 2、在分析化

8、学中、在分析化学中(反应经常在较稀的溶液中进行反应经常在较稀的溶液中进行)：1)1)、处理一般的酸碱平衡时，通常忽略离子强度的影响，以、处理一般的酸碱平衡时，通常忽略离子强度的影响，以（附表（附表1 1）代替）代替进行近似计算。进行近似计算。第15页，共50页，编辑于2022年，星期三酸碱的强度：酸碱的强度：酸碱的强度是酸碱的强度是相对的相对的相对的相对的，与，与本身本身本身本身和和溶剂的性质溶剂的性质溶剂的性质溶剂的性质有关，即取决于酸（碱）给出（接有关，即取决于酸（碱）给出（接受）质子的能力与溶剂分子接受（给出）质子的能力的相对大小。受）质子的能力与溶剂分子接受（给出）质子的能力的相对大小

9、。HNO3：H2O 强酸强酸 冰醋酸冰醋酸 弱酸弱酸 浓浓H2SO4 碱性碱性HAc:H2O 弱酸弱酸 液氨液氨 强酸强酸H2O:（强酸）（强酸）(H3O+)HClO4H2SO4HClHNO3冰醋酸：冰醋酸：HClO4H2SO4HClHNO3三、酸碱的强度、共轭酸碱对三、酸碱的强度、共轭酸碱对三、酸碱的强度、共轭酸碱对三、酸碱的强度、共轭酸碱对KKa a与与与与 KKb b的关系的关系的关系的关系Ka，给质子能力，给质子能力，酸的强度，酸的强度Kb，得质子能力，得质子能力，碱的强度，碱的强度第16页，共50页，编辑于2022年，星期三酸的强度酸的强度pKa碱的强度碱的强度pKb强酸强酸 0强碱

10、强碱 0中强酸中强酸0 3中强碱中强碱0 3弱酸弱酸3 11弱碱弱碱3 11很弱酸很弱酸 11 14很弱碱很弱碱11 14极弱酸极弱酸14极弱碱极弱碱14第17页，共50页，编辑于2022年，星期三共轭酸碱对的共轭酸碱对的Ka与与Kb的关系：的关系：共轭酸碱对中，酸性越强，其共轭碱的碱性越弱；共轭酸碱对中，酸性越强，其共轭碱的碱性越弱；碱性越强，其共轭酸的酸性越弱。碱性越强，其共轭酸的酸性越弱。aH+aA-Ka Kb=aHAaHA aOH-aA-=Kw第18页，共50页，编辑于2022年，星期三Kbi=KwKa(n-i+1)第19页，共50页，编辑于2022年，星期三 注意点：注意点：只有共轭

11、酸碱对的只有共轭酸碱对的Ka与与Kb之间才有关系；之间才有关系；对一元弱酸碱共轭酸碱对对一元弱酸碱共轭酸碱对Ka与与Kb之间的关系为：之间的关系为：对二元弱酸碱共轭酸碱对对二元弱酸碱共轭酸碱对Ka与与Kb之间的关系为：之间的关系为：对对n元弱酸碱共轭酸碱对元弱酸碱共轭酸碱对Ka与与Kb之间的关系为：之间的关系为：水溶液中，水溶液中，H3O+是最强酸的存在形式，是最强酸的存在形式，OH-是最强碱的存在形式。是最强碱的存在形式。第20页，共50页，编辑于2022年，星期三例：在下列各组酸碱物质中，哪些属于共轭酸碱对？例：在下列各组酸碱物质中，哪些属于共轭酸碱对？第21页，共50页，编辑于2022年

12、，星期三例例：计算：计算HS-的的pKb2值值 pKb2=pKw pKa1=14.007.02=6.98第22页，共50页，编辑于2022年，星期三节节点点学学习习本本重重酸碱质子理论酸碱质子理论共轭酸碱对共轭酸碱对Ka与与Kb的关系的关系预习：预习：第二节第二节 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作业：作业：1、2第23页，共50页，编辑于2022年，星期三3.用加热法驱除水分以测定用加热法驱除水分以测定CaSO41/2H2O中结晶水的含量。称中结晶水的含量。称取试样取试样0.2000 g，已知天平称量误差为已知天平称量误差为0.1mg。试问分析结果应试问分析结果应以几位有

13、效数字报出？以几位有效数字报出？分析结果应以分析结果应以3位有效数字报出。位有效数字报出。第24页，共50页，编辑于2022年，星期三 例例7：用用标标准准方方法法平平行行测测定定钢钢样样中中磷磷的的质质量量分分数数4次次，其其平平均均值值为为0.087%。设设系系统统误误差差已已经经消消除除，且且=0.002%。（1）计计算算平平均均值值的的标标准准偏偏差差；（2）求求该该钢钢样样中中磷磷含含量量的的置置信信区区间。置信度为间。置信度为P=0.95。解解：（2）已知）已知P=0.95时，时，u=1.96故：平均值的标准偏差为故：平均值的标准偏差为0.001；该钢样中磷含量的置信区间为；该钢样

14、中磷含量的置信区间为0.0870.002（P0.95）第25页，共50页，编辑于2022年，星期三第二节第二节 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 一、处理水溶液中酸碱平衡的方法一、处理水溶液中酸碱平衡的方法（一）分析浓度和平衡浓度：（一）分析浓度和平衡浓度：分析浓度：分析浓度：溶液中溶质的总浓度。（标签浓度）溶液中溶质的总浓度。（标签浓度）单位：单位：molL-1 符号：符号：c 平衡浓度：平衡浓度：平衡时，溶质或溶质各型体的浓度平衡时，溶质或溶质各型体的浓度 单位：单位：molL-1 符号：符号：溶液中溶液中H+的平衡浓度称为酸度的平衡浓度称为酸度，常用，常用pH

15、表示。表示。溶液中溶液中OH-的平衡浓度称为碱度的平衡浓度称为碱度，常用，常用pOH表示。表示。第26页，共50页，编辑于2022年，星期三解离方程：解离方程：存在型体：存在型体：平衡浓度：平衡浓度：分析浓度：分析浓度：例例1：0.10 mol L-1（弱酸）（弱酸）存在型体：存在型体：平衡浓度：平衡浓度：分析浓度分析浓度：例例2：0.10 mol L-1（强酸强碱盐）（强酸强碱盐）第27页，共50页，编辑于2022年，星期三（二）物料平衡（质量平衡）（二）物料平衡（质量平衡）MBE1、定义、定义在平衡状态时，与某溶质有关的各型体平衡浓度在平衡状态时，与某溶质有关的各型体平衡浓度 之和必然等于

16、其分析浓度。之和必然等于其分析浓度。2、数学表达式、数学表达式物料平衡方程物料平衡方程3、表示符号、表示符号 MBE（Mass Balance Equation）第28页，共50页，编辑于2022年，星期三MBE练习练习例例1：c mol/mL的的HAC的物料平衡式的物料平衡式例例2：c mol/mL的的H3PO4的物料平衡式的物料平衡式例例3：c mol/mL的的Na2HPO4的物料平衡式的物料平衡式 例例4：c mol/mL的的NaHCO3的物料平衡式的物料平衡式 c=HAC+AC-c=H3PO4+H2PO4-+HPO42-+PO43-Na+=2c c=H3PO4+H2PO4-+HPO42

17、-+PO43-Na+=c c=H2CO3+HCO3-+CO32-第29页，共50页，编辑于2022年，星期三（三）电荷平衡（三）电荷平衡（CBE）1、定义、定义反应处于平衡状态时溶液中正电荷的总浓度反应处于平衡状态时溶液中正电荷的总浓度 必等于负电荷的总浓度，即溶液呈电中性。必等于负电荷的总浓度，即溶液呈电中性。2、数学表达式、数学表达式电荷平衡方程式电荷平衡方程式3、表示符号、表示符号CBE（Charge Balance Equation）第30页，共50页，编辑于2022年，星期三CBE练习练习例例1：c mol/mL的的HAC的电荷平衡式的电荷平衡式 例例2：c mol/mL的的H3PO

18、4的电荷平衡式的电荷平衡式 例例3：c mol/mL的的Na2HPO4的电荷平衡式的电荷平衡式 例例4：c mol/mL的的NaCN的电荷平衡式的电荷平衡式 H+=AC-+OH-H+=H2PO4-+2HPO42-+3PO43-+OH-Na+H+=H2PO4-+2HPO42-+3PO43-+OH-Na+H+=CN-+OH-第31页，共50页，编辑于2022年，星期三（四）质子平衡（四）质子平衡 PBE1 1、定义、定义酸碱反应达到平衡时，酸给出质子的量应等于碱所酸碱反应达到平衡时，酸给出质子的量应等于碱所 接受的质子的量。接受的质子的量。2 2、数学表达式、数学表达式质子平衡方程质子平衡方程质子

19、条件式质子条件式3 3、表示符号、表示符号PBE (Proton Balance Equation）4 4、书写质子平衡方程式的方法：、书写质子平衡方程式的方法：零水准法零水准法 依据物料平衡和电荷平衡依据物料平衡和电荷平衡第32页，共50页，编辑于2022年，星期三1 1依据物料平衡和电荷平衡写质子条件式依据物料平衡和电荷平衡写质子条件式例例1：c mol/mL的的NaCN的质子条件式的质子条件式 物料平衡式物料平衡式：Na+=c c=HCN+CN-（1）电荷平衡式：电荷平衡式：Na+H+=CN-+OH-（2）将（将（1）式带入（）式带入（2）式）式 【消除非质子转移所得的产物消除非质子转移

20、所得的产物】质子条件式质子条件式 H+HCN=OH-第33页，共50页，编辑于2022年，星期三 例例2：c mol/mL的的NaHCO3的质子条件式的质子条件式 物料平衡式物料平衡式 Na+=c H2CO3+HCO3-+CO32-=c （1）电荷平衡式电荷平衡式 Na+H+=HCO3-+2 CO32-+OH-（2）将（将（1）式带入（）式带入（2）式）式 质子条件式质子条件式 H+H2CO3=CO32-+OH-第34页，共50页，编辑于2022年，星期三2.2.零水准法步骤零水准法步骤1 1）零水准的选择零水准的选择：起始酸碱组分、溶剂分子：起始酸碱组分、溶剂分子2）得）得H+写在写在“”左

21、边；失左边；失H+写在写在“”右边，根据得失右边，根据得失 质子相等写出质子相等写出PBE 3）“”两端不得出现零水准物质和与质子转移无关的组分两端不得出现零水准物质和与质子转移无关的组分 4）为书写方便，）为书写方便，H+代替代替H3O+；处理；处理多元酸碱，注意系数多元酸碱，注意系数例例1.c mol/L HAcH+=Ac-+OH-0+-HAcH2OAc-H+OH-第35页，共50页，编辑于2022年，星期三例例2.c mol/L H2CO30+-H2CO3H2OHCO3-、CO32-H+OH-H+=HCO3-+2CO32-+OH-例例3.c mol/L NH4CN+0-NH4+CN-NH

22、3HCNOH-H+H2OHCN+H+=NH3+OH-第36页，共50页，编辑于2022年，星期三例例4.c mol/L NaNH4HPO4+0-NH4+HPO42-H2OH+OH-NH3PO43-H2PO4-、H3PO4H2PO4-+2 H3PO4+H+=NH3+PO43-+OH-例例5.c mol/L NH4H2PO4+0-NH4+NH3H2PO4-HPO42-PO43-H3PO4H2OH+OH-H3PO4+H+=NH3+HPO42-+2PO43-+OH-第37页，共50页，编辑于2022年，星期三例例6.c mol/L Na2C2O4+0-C2O42-HC2O4-H2C2O4H2OH+OH

23、-HC2O4-+2H2C2O4+H+=OH-例例7.c1 mol/L NH3 +c2 mol/L NaOH+0-NH3NaOHH2OH+OH-NH4+c2NH4+c2+H+=OH-第38页，共50页，编辑于2022年，星期三例例8.c1 mol/L H2SO4 +c2 mol/L HAc+0-(H2SO4)HSO4-HAcH2OH+OH-c1SO42-Ac-H+=c1+SO42-+Ac-+OH-第39页，共50页，编辑于2022年，星期三例例9.c1 mol/L NaH2PO4 +c2 mol/L HCl +c3 mol/L NH4HCO3+0-H2PO4-HPO42-PO43-H2OH+OH

24、-H3PO4HClc2 NH4+HCO3-NH3H2CO3CO32-H3PO4+H2CO3+H+=HPO42-+2PO43-+c2 +NH3+CO32-+OH-第40页，共50页，编辑于2022年，星期三二、酸度对弱酸（碱）各型体分布的影响二、酸度对弱酸（碱）各型体分布的影响 例如：例如：HA A-+H+酸度增加，酸度增加，HA型体的浓度增大，型体的浓度增大，A型体的浓度减小。型体的浓度减小。其影响程度用其影响程度用分布分数分布分数来描述。来描述。分布分数：分布分数：溶液中，溶质某型体的平衡浓度在其分析溶液中，溶质某型体的平衡浓度在其分析 浓度中所占的分数浓度中所占的分数符号符号：表示式：表示

25、式：=平衡浓度平衡浓度/分析浓度分析浓度第41页，共50页，编辑于2022年，星期三1.1.一元弱酸一元弱酸 HA A-+H+第42页，共50页，编辑于2022年，星期三例：例：计算计算pH=5.00时，时，HAc溶液（溶液（0.10mol/L）中中HAc和和Ac-的分布分数及平衡浓度。的分布分数及平衡浓度。解解：1、根据、根据pH和平衡常数可求算分布分数。和平衡常数可求算分布分数。2、根据分布分数和分析浓度可求算某型体的平衡浓度、根据分布分数和分析浓度可求算某型体的平衡浓度。第43页，共50页，编辑于2022年，星期三l pH pKa，HAc为主为主 pHpKa-2时，时，HA1 pH=pK

26、a，HAc=Ac-pH pKa时，时，Ac-为主为主 pHpKa+2时，时，A-1Ka一定时，一定时，HA和和A-与与pH有关有关。pH，HA，A-pH曲线曲线4第44页，共50页，编辑于2022年，星期三2.2.二元酸二元酸H2C2O4 HC2O4-+H+HC2O4-C2O42-+H+第45页，共50页，编辑于2022年，星期三 Ka一定时，一定时，0,1和和2与与H+有关有关pH pKa1-2,0 1pH pKa1，H2C2O4为主为主pH=pKa1，H2C2O4=HC2O4-pKa1 pH pKa2，HC2O4-为主为主 pH=1/2(pKa1+pKa2),HC2O4-最大最大pH=pK

27、a2，HC2O4-=C2O42-pH pKa2，C2O42-为主为主pH pKa2+2，21第46页，共50页，编辑于2022年，星期三 四种存在形式：四种存在形式：H3PO4；H2PO4-；HPO42-；PO43-；分分 布布 系系 数：数：0 1 2 33=H+3 H+3+H+2 Ka1+H+Ka1 Ka2+Ka1 Ka2 Ka32=H+2 Ka11=H+Ka1 Ka20=Ka1 Ka2 Ka33.三元酸（以三元酸（以H3PO4为例）为例）H+3+H+2 Ka1+H+Ka1 Ka2+Ka1 Ka2 Ka3H+3+H+2 Ka1+H+Ka1 Ka2+Ka1 Ka2 Ka3H+3+H+2 Ka

28、1+H+Ka1 Ka2+Ka1 Ka2 Ka3第47页，共50页，编辑于2022年，星期三pH pKa1，H3PO4为主为主pH=pKa1，H3PO4=H2PO4-pKa1 pH pKa2，H2PO4-为主为主（宽）（宽）pH=pKa2，HPO4-=HPO42-pKa2 pH pKa3，HPO42-为主为主（宽）（宽）pH=pKa3，HPO4 2-=PO43-pH pKa3，PO43-为主为主第48页，共50页，编辑于2022年，星期三总结总结1）分析浓度和平衡浓度是相互联系却又完全不同的概念，）分析浓度和平衡浓度是相互联系却又完全不同的概念，两者通过两者通过联系起来。联系起来。2）对于任何酸

29、碱性物质，满足）对于任何酸碱性物质，满足 0+1+2+n =13）取决于取决于Ka（Kb）及）及H+的大小，与的大小，与C无关。无关。4）当酸度增大或减小时，）当酸度增大或减小时，将随溶液的将随溶液的酸度酸度而变化。而变化。在分析化学中常常可以利用这一性质，通过控制溶液的酸度来控制在分析化学中常常可以利用这一性质，通过控制溶液的酸度来控制反应物或生成物某种型体的浓度，以便使某反应进行完全，或对某些干反应物或生成物某种型体的浓度，以便使某反应进行完全，或对某些干扰组分进行掩蔽。扰组分进行掩蔽。5)相关计算：相关计算：pH,Kai型体的平衡浓度型体的平衡浓度第49页，共50页，编辑于2022年，星期三节节点点学学习习本本重重弱酸弱碱各型体分布分数弱酸弱碱各型体分布分数预习：预习：第三节第三节 酸碱溶液中酸碱溶液中pH的计算的计算作业：作业：4（2）、（）、（3）、（）、（5）、）、19、20 第50页，共50页，编辑于2022年，星期三