6酸碱平衡和酸碱滴定法.ppt

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1、材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry酸碱平衡和酸碱滴定法Acid-base Equilibrium and Acid-base Titration材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry电离理论(ionization)电解质在水溶液中能电离电解质在水溶液中能电离电离产生的阳离子全部是电离产生的阳离子全部是H H+的物质是的物质是酸酸 电离产生的阴离子全部是电离产生的阴离子全部是OHOH

2、-的物质是的物质是碱碱完全电离完全电离强电解质；强电解质；不完全电离不完全电离弱电解质弱电解质材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry酸碱理论发展的概况1100-16001100-1600年年 发现盐酸、硫酸、硝酸等强酸发现盐酸、硫酸、硝酸等强酸17741774年年 法国科学家法国科学家拉瓦锡拉瓦锡提出：提出：酸的组成中都含有氧元素酸的组成中都含有氧元素十九世纪初十九世纪初 认为酸的组成中都含有氢元素认为酸的组成中都含有氢元素18841884年年 瑞典科学家瑞典科学家Arrhenius提出提

3、出电离理论电离理论19231923年年 BronstedBronsted和和LowryLowry提出酸碱质子理论提出酸碱质子理论 一、一、酸碱质子理论酸碱质子理论材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry凡能给出质子的分子或离子称为酸凡能接受质子的分子或离子称为碱共轭关系共轭关系共轭酸碱对共轭酸碱对1.1.酸碱定义酸碱定义说明说明:两性物质两性物质:HCO:HCO3 3-既可以作为酸也可以作为碱既可以作为酸也可以作为碱n酸碱质子理论中没有盐的概念酸碱质子理论中没有盐的概念材料科学与化学工程学院

4、材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical ChemistryNH4+NH3+H+HCO3-CO32-+H+HClCl-+H+HCO3-+H+酸碱+质子共共轭轭酸酸碱碱对对共轭关系共轭关系H2CO3共轭酸共轭碱材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry2.酸碱反应 任何一个酸碱反应都是由较强酸和较强碱反应生成较弱的酸和较弱的碱。根据质子理论，酸碱反应的实质是两个共轭酸碱对之间的质子转移反应。质子在酸碱反应中不能单独存在，必须依附于酸或

5、者碱。类似于Na+Cl=NaCl的反应中，发生了电子转移。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry3.水的质子自递反应 H2O+H2O H3O+OH-简写为：H2O H+OH-=c(H+)/cqc(OH-)/cq材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry 影响因素：酸碱本身授受质子的能力 溶剂受授质子的能力 水溶液中，酸碱的强弱用其离解常数Ka 或Kb 衡量。4.溶液的酸碱性酸酸离解常数的定

6、义离解常数的定义材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry简写简写碱碱离解常数的定义离解常数的定义Notice反应Ac-+H+=HAc的平衡常数K=1/Ka KKb！材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry电离常数的大小，表示了弱酸弱碱的电离程度的大小，Ka、Kb越大，表示弱酸弱碱的电离程度越大，溶液的酸、碱性越强。电离常数是一种平衡常数，它只与温度有关，与浓度无关。Ka可以通过G=-RTl

7、n(Ka)求得，也可以通过测量求得，也可以通过测量pH换算为换算为c（H+）计算出来。）计算出来。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry5.共轭酸碱对Ka 和Kb的关系在一共轭酸碱对中 酸的酸性越强，其共轭碱的碱性就越弱；反之，酸越弱，其共轭碱就越强。Notice对于二元弱酸（碱）则有Ka1*Kb2=Ka2*Kb1=Kw材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry解离度（转化率），则：平衡浓

8、度平衡浓度c(1-)cc当当 5%时时Ka=c 2二、二、酸碱平衡的移动酸碱平衡的移动1.浓度对酸碱平衡的影响稀释定律初始浓度初始浓度c 0 0材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry在弱电解质溶液中加入一种含有相同离子的强电解质，使弱电解质电离平衡向左移动，从而降低弱电解质电离度的现象叫做同离子效应。2.同离子效应和盐效应盐效应（异离子效应）由于强

9、电解质的加入增加了溶液中的离子浓度，使溶液中离子间的相互牵制作用增强,离子结合为分子的机会减小，即分子化速度降低，因而重新达到平衡时电离度有所增加。同同离离子子效效应应存存在在的的同同时时，也也存存在在盐盐效效应应，但但盐盐效应很弱，一般计算中可忽略。效应很弱，一般计算中可忽略。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry解:NH3H2O NH4+OH-pH HCl NH4Cl NaCl NaOH H2O变大变小变小变小变小变大变小变大变大变大例题 在氨水溶液中分别加入HCl、NH4Cl、NaC

10、l、NaOH、H2O对氨水电离平衡有何影响？,pH有何变化？材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry水的电离：H2O H+OH-K=c(H+)c(OH-)/c(H2O)KW=c(H+)c(OH-)=K H2O 22时，KW=10-14即一定温度下，水溶液中H+和OH-浓度乘积是一个常数。水的离子积1.水溶液的水溶液的pH值值三、三、酸碱平衡中有关浓度的计算酸碱平衡中有关浓度的计算稀溶液中，用pH值表示酸碱性：pH=-log c(H+)pH+pOH=14材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程

11、学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry2.质子条件式酸失去的质子数与碱得到的质子数相等，其数学表达式称为质子条件式 例：浓度为c的弱酸HA水溶液中 HA+H2O H3O+A-H2O+H2O H3O+OH-c(H3O+)=c(OH-)+c(A-)简写为：c(H+)=c(OH-)+c(A-)材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry强酸（碱）强酸（碱）完全电离完全电离(浓度极低时需考虑水的电离浓度极低时需考虑水的电离)3.3.酸碱溶

12、液酸碱溶液pHpH值的计算值的计算酸碱指示剂：借助颜色变化来指示溶液的pH值。HIn H+In-pH试纸：由多种指示剂混合溶液浸透试纸后晾干而成。pH计pH值的测定材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry cK20Kw 时，忽略水的电离 当 4.4%或 c/K 500时n一元弱酸（碱）一元弱酸（碱）B:HA:例例:分分别别计计算算0.10mol.L-1HAc和和0.10mol.L-1NaAc溶液的溶液的pH值值。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4

13、/4Inorganic&Analytical Chemistry 多元弱酸 Ka1 Ka2 Ka3，c(H+)主要决定于第一步电离，c(H+)计算同于一元弱酸:n多元弱酸（碱）多元弱酸（碱）c/Ka1500时时在在二二元元弱弱酸酸中中，Ka1Ka2,忽忽略略第第二二步步电离，其电离，其酸根浓度近似等于酸根浓度近似等于Ka2。*P149例例6-5*材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry 如如果果不不能能满满足足Ka1 Ka2,则则不不能能近近似似处处理理，而而应应该该用用完完整整的的计计算算

14、公公式式，或或者者需需要要计计算算其其它它离离子子的的浓浓度度时时也也要要用用完完整整公公式式，（精精确确计计算算式式往往往往都都是是高高次次方方程程），例如：例如：在在H2S溶液中溶液中【H+】=2【S2-】H2S=2H+S2-材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry酸碱溶液酸碱溶液pH的计算步骤的计算步骤全面考虑、分清主次、合理取舍、近似计算全面考虑、分清主次、合理取舍、近似计算物料平衡物料平衡电荷平衡电荷平衡*质子条件质子条件化学平衡关系化学平衡关系H+的的精确表达式精确表达式近似处理

15、近似处理近似式近似式进一步近似处理进一步近似处理最简式最简式两性物质和多元弱酸弱碱的计算两性物质和多元弱酸弱碱的计算先判断溶液性质，再利先判断溶液性质，再利用相应的公式计算用相应的公式计算材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry4.酸度对弱酸（碱）各组分浓度的影响分分布布系系数数：酸酸（碱碱）溶溶液液中中，某某组组分分的的平平衡衡浓浓度度占占酸（碱）酸（碱）总浓度总浓度的分数的分数HAc溶液溶液材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorgan

16、ic&Analytical Chemistry缓冲作用：向溶液中加入少量的酸或碱、由于化学反应产生少量的酸或碱，或将溶液稍加稀释，溶液的酸度都能基本保持不变，这种作用称为缓冲作用。缓冲溶液：具有缓冲作用的溶液，实际应用很重要。n人体血液NaHCO3-H2CO3n人体胃液NaCl、KCl、HCln牙釉质主要成分为纳米羟基磷灰石Ca10（OH）2（PO4）6，在口腔中存在解离平衡Ca2+、OH-、（PO4）3-。糖酵解产生H+，F-可取代OH-四、酸碱缓冲溶液四、酸碱缓冲溶液材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical

17、 Chemistry缓冲溶液的组成：一般是由浓度较大的弱酸及其共轭碱所组成，如HAc-Ac-,NH4+-NH3等，抗外加酸碱、抗稀释；两性物质也是。高浓度的强酸或强碱溶液（pH12）也具有一定的缓冲能力，抗外加酸碱但不抗稀释。弱酸及其共轭碱弱酸及其共轭碱弱碱及其共轭酸弱碱及其共轭酸材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry缓冲溶液缓冲溶液pH的计算的计算弱酸弱酸HA及其共轭碱及其共轭碱A-组成的缓冲溶液组成的缓冲溶液MBE：HA+A-=cHA+cA-，Na+=cA-CBE：H+Na+=OH-+

18、A-合并两式，A-=cA-+H+OH-HA =cHA H+OH-由弱酸的解离平衡式得：(1)精确式精确式材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry当pH8时，忽略式（1）中H+：当cA-H+OH-，cHA OH-H+：(2)(3)(4)最简式最简式近似式近似式近似式近似式材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry式（4）取负对数，得：例例计算计算0.10molL-1NH4Cl和和0.20mol

19、L-1NH3缓冲溶液的缓冲溶液的pH？解：Kb=1.810-5，Ka=5.610-10，浓度较大，用最简式(5)计算得：pH=pKa+lg0.20/0.10=9.56(5)最简式最简式Notes：Ka的正确选择、共轭酸碱对对应的浓度的正确选择、共轭酸碱对对应的浓度材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry总结：缓冲溶液的pH值缓缓冲冲溶溶液液的的pH值值主主要要决决定定于于酸酸（碱碱）的的pKa（pKb），其其次次与与【c(酸酸)/c(碱碱)】有有关关。对对一一确确定定缓缓冲冲体体系系，可可通

20、通过过在在一一定定范范围围内内改改变变【c(酸酸)/c(碱碱)】，调节缓冲溶液的，调节缓冲溶液的pH值。值。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry（1）当共轭酸碱对的浓度相等时，溶液总浓度越大，缓冲能力越强。（2）缓冲溶液总浓度一定时，共轭酸碱对的浓度相等时，即 pH=pKa(或pOH=pKb)时，缓冲能力最大。（3）缓冲溶液具有一定的缓冲范围：c(酸)/c(碱)=1/1010/1 时，溶液具有有效缓冲能力，这时 pH=pKa 1 或pOH=pKb 1（pH c(酸)/c(碱)曲线的平台部

21、分）缓冲容量缓冲容量：1升缓冲溶液的升缓冲溶液的pH值改变一值改变一个单位时所需加入的强酸或强碱的量。个单位时所需加入的强酸或强碱的量。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry0.1molL-1HAc 0.1molL-1NaAc溶液100mL HAc部分电离：HAc H+Ac-NaAc完全电离：NaAc=Na+Ac-pH=4.75分别加入1mL 0.1M的HCl和NaOH后，pH？pH缓冲溶液缓冲能力计算验证缓冲溶液缓冲能力计算验证材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一

22、页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistryn加入加入1mL0.1molL-1HCl溶液溶液:材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry加入1mL 0.1 molL-1 NaOH溶液:促使HAc电离，平衡右移，HAc减少，Ac-增加材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry解：混合后，例题：例题：将将25mL1.0molL-1NH3.H2O与与25mL1

23、.0molL-1NH4Cl混合组成缓冲液，求其混合组成缓冲液，求其pH值。值。若在该缓冲溶液中加入若在该缓冲溶液中加入1mL1.0molL1NaOH，pH为多少为多少?pH=14 pOH=14 4.75=9.25材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry缓冲溶液不参与化学反应，对测量过程应没有干扰，无污染，缓冲溶液不参与化学反应，对测量过程应没有干扰，

24、无污染，价格便宜；价格便宜；缓冲系的pKa尽量接近pH；pH=pKa(或pOH=pKb)时，缓冲能力最大；所需控制的所需控制的pH应在缓冲溶液的缓冲范围内且有足够的缓冲容量；应在缓冲溶液的缓冲范围内且有足够的缓冲容量；c(酸)/c(碱)=1/1010/1 时，溶液具有有效缓冲能力；缓冲组分浓度控制一定范围：0.05molL1 0.5molL-1全域缓冲溶液：有很宽全域缓冲溶液：有很宽pH范围，一般由几种不同范围，一般由几种不同pKa（一元或（一元或多元酸及其共轭碱）物质混合而成。多元酸及其共轭碱）物质混合而成。例如 Britton-Robinson是由磷酸、硼酸和醋酸混合成，向其中加入不同量的

25、氢氧化钠可以组成pH范围很宽的缓冲溶液，pH1.811.9；如柠檬酸和磷酸氢二钠按不同比例混合，可得pH28缓冲溶液选择原则：缓冲溶液选择原则：材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry 1）用相同浓度的弱酸及其共轭碱溶液，按不同体积比例混合配制例例1如何配制如何配制1LpH=5.0具有中等缓冲能力具有中等缓冲能力的缓冲溶液？的缓冲溶液？缓冲溶液配制：

26、材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry解：解：材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry例例2：欲欲配配制制pH=9.0的的缓缓冲冲溶溶液液,应应在在500mL0.1mol.L-1NH3.H2O溶液中加入多少克溶液中加入多少克NH4Cl(s)?2）在一定量弱酸）在一定量弱酸/碱溶液中加入固体共轭碱碱溶液中加入固体共轭碱/酸酸来配制来配制3）在过量弱酸）在过量弱酸/碱中加入一定量强碱碱中加入

27、一定量强碱/酸酸例3：将0.1molL1NH3H2O 50ml与30ml 0.1 molL1HCl混合，能否形成缓冲液？其pH值为多少？解：略pH=14-pOH【pKb-lg（2/3）】解：略解：略材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry在一定的pH范围内能发生颜色突变的指示剂叫酸碱指示剂。通常是一类复杂的有机弱酸/碱。五、五、酸碱指示剂酸碱指示剂1.1.定义定义材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Ch

28、emistry甲基橙指甲基橙指示剂结构示剂结构与颜色：与颜色：2.2.酸碱指示剂的作用原理酸碱指示剂的作用原理酚酞指示酚酞指示剂结构与剂结构与颜色：颜色：材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry3.指示剂的变色范围指示剂的变色的影响因素：指示剂的变色的影响因素：用量；温度；溶剂用量；温度；溶剂HIn+H2OH3O+In-简写为简写为HInH+In-KHIn=CH.CIn-/CHIn根据人眼辨色能力的限制根据人眼辨色能力的限制pKHIn-1 pH pKHIn+1材料科学与化学工程学院材料科学与

29、化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry4.混合指示剂(自学)目的：使变色范围变小，变色明显。方法：两种指示剂混合；指示剂与惰性染料混合。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry 0.1000molL-1NaOH滴定 25.00ml 0.1000molL-1HCl参见教材P160-162 反应式:H+OH-H2O1.滴定前:pH1.002.滴定至化学计量点前：pH？3.化学计量点时:pH7.004.化学计量点后:pH？六

30、、六、酸碱滴定的基本原理酸碱滴定的基本原理以滴定剂的加入量为横坐标，溶液的以滴定剂的加入量为横坐标，溶液的pHpH值为值为纵坐标作图，就能得到纵坐标作图，就能得到酸碱滴定曲线酸碱滴定曲线。1.1.强碱滴定强酸强碱滴定强酸材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical ChemistryStrongBaseandStrongAcid/WeakAcidTitration材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry滴定曲线滴

31、定曲线以滴定剂体积或滴定分数为横坐标，溶液以滴定剂体积或滴定分数为横坐标，溶液pH值值为纵坐标作图为纵坐标作图0 0.50 1.00 1.50 2.00 a12 10 8 6 4 2pHPPMRMONaOHHCl0 0.50 1.00 1.50 2.00 a12 10 8 6 4 2pH1molL-10.1molL-10.01molL-1PPMRMO浓度不同材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry(1)(1)确定滴定终点时，消耗的滴定剂体积；确定滴定终点时，消耗的滴定剂体积；(2)(2)判断

32、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；如何计算滴定曲线？选择指示剂；如何计算滴定曲线？滴定曲线滴定曲线的作用：的作用：材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry指示剂的选择原则通过计算可以找出突跃范围,由突跃范围可以选择合适的指示剂。理想的指示剂应恰好在化学计量点变色，而实际操作很难做到。一般要求：指示剂变色范围全部或部分落在滴定突跃的范围内。突跃范围大小与突跃范围大小与C有关有关，浓度越大，突跃范围，浓

33、度越大，突跃范围越大，但是过大的浓度会减少滴定剂的用量越大，但是过大的浓度会减少滴定剂的用量或浪费药品，一般或浪费药品，一般以以0.1000molL-1为宜。为宜。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry1)滴定过程中溶液pH值的变化 0.1000molL-1的NaOH滴定20.00ml 0.1000molL-1 的 HAc溶液OH-+HAc Ac-+H2O 滴定前:pH=2.87 滴定开始至化学计量点前：pH=？化学计量点:pH=8.72 化学计量点后:pH=？2.2.强碱滴定弱酸强碱滴定

34、弱酸材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry同前，计算各值、作图，得滴定曲线同前，计算各值、作图，得滴定曲线0 0.50 1.00 1.50 2.00 a12 10 8 6 4 2pHHClKa=10-9Ka=10-7Ka=10-5Ka=10-3影影响响滴滴定定突突跃跃的的因因素素：浓浓度度和和酸酸碱碱的的强强弱弱（Ka或或Kb的的大大小小）。浓浓度度越越大大，酸酸碱碱越越强强，突突跃跃范范围也就越大。围也就越大。目目测测法法确确定定滴滴定定终终点点，弱弱酸酸能能被被准准确确滴滴定定的的条条

35、件件：cKa 10-8，弱弱碱碱的的滴定条件：滴定条件：cKb 10-8。2)2)影响滴定突跃大小的因素影响滴定突跃大小的因素材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry3)指示剂的选择原则与准确滴定的依据指示剂的选择原则：指示剂的变色范围应全部或 部分落在滴定突跃的范围内。准确滴定的判据：C Ka10-8 强酸滴定弱碱：强酸滴定弱碱：与强碱滴定弱酸类似。与强碱滴定弱酸类似。自学自学3.3.多元酸多元碱和混合酸碱的滴定多元酸多元碱和混合酸碱的滴定 材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一

36、页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry4.4.酸碱标准溶液的配制与标定酸碱标准溶液的配制与标定 基准物质:1.Na2CO3 2.Na2B4O710H2O 酸酸(HClHCl)标准溶液的标定标准溶液的标定:材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry基准物质基准物质:H2C2O4 2H2OKHC8H4O4碱碱(NaOH)的标定的标定:COOHCOOK+NaOH=H2O+COONaCOOKH2C2O4+2NaOH=Na2C2O4+2H2O材料

37、科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry 水中溶解的CO2 试剂吸收CO2：NaOH中吸收CO2 滴定过程中也会吸收CO2 5.5.酸碱滴定中酸碱滴定中COCO2 2的影响的影响1)CO1)CO2 2的来源的来源2)CO2)CO2 2在水溶液中的溶解及离解平衡在水溶液中的溶解及离解平衡pH6.4 主要存在形式:H2CO3或CO2pH10.3主要存在形式:CO32-10.3pH6.3主要存在形式:HCO3-材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inor

38、ganic&Analytical Chemistry 用新煮沸并冷却的蒸馏水（能赶掉CO2）配制NaOH；用不含Na2CO3的NaOH来配标液，或先配成50%NaOH，再取清液稀释；标定和测定时用同一指示剂，并在相同条件下滴定，CO2的影响可部分抵消。4)CO4)CO2 2影响的消除影响的消除滴定到终点，溶液的pH值越小，受CO2的影响越小；如终点pH5，CO2的影响可忽略；若pH=9 不可忽略。3)CO3)CO2 2的影响的影响材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry七、酸碱滴定法的应用双

39、指示剂法：利用两种指示剂在不同等量点的颜色变化，得到两个终点，然后根据两个终点消耗标准溶液的体积和酸的浓度，算出各成分的含量。1.1.混合碱的分析混合碱的分析材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical ChemistryOHOH-H H+H H2 2O HO H+H H2 2O OCOCO3 32-2-V V1 1ml HCOml HCO3 3-V V2 2mlml H H2 2O+COO+CO2 2 酚酞酚酞 甲基橙甲基橙1)1)烧碱中烧碱中NaOHNaOH与与NaNa2 2COCO3 3含量的测定含量的测定材

40、料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry首先在待测混合液中加酚酞指示剂，用HCl标准溶液滴定。因为Na2CO3碱性比Na2HCO3强，所以，HCl先与Na2CO3反应，当全部Na2CO3转变为NaHCO3时，酚酞红色刚好褪去，设消耗HCl为V1；再加入甲基橙指示剂，继续滴定至黄色变为橙色，这时溶液中原有的碳酸氢钠和第一步生成的碳酸氢钠全部被滴定，设消耗HCl为V2，根据体积关系，可求得各成分的含量。请看下图：2)2)纯碱中纯碱中NaNa2 2COCO3 3与与NaHCONaHCO3 3含量的测

41、定含量的测定材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry3)3)未知碱样的组成判断未知碱样的组成判断 V1和和V2体积的变化体积的变化试样的成分试样的成分nV10 V20NaOHn V10 V20NaHCO3n

42、V1V20Na2CO3nV1V20NaOHNa2CO3nV2V10Na2CO3NaHCO3NaOH和和NaHCO3不能共存不能共存材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry例：称取含有惰性物质的混合物（Na2CO3和NaOH或Na2CO3 和Na2HCO3混合物）试样1.200g，溶于水后用0.5000mol.L-1的盐酸滴定至酚酞褪色，用去30.00ml，然后加入甲基橙作指示剂，用盐酸继续滴定至橙色出现，又用去5.00ml。问试样由什么组成，各占多少含量？例：取相同体积的两份混合碱溶液取相同

43、体积的两份混合碱溶液,用浓度为用浓度为C的的HCl标准溶液标准溶液进行滴定进行滴定:第一份用酚酞第一份用酚酞,另一份用甲基橙另一份用甲基橙,消耗消耗HCl体积为体积为V1与与V2，根据，根据V1与与V2的关系的关系,判别混合碱的组成判别混合碱的组成,并计算含量。并计算含量。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry 将铵盐试液置于蒸馏瓶中，加入过量浓NaOH溶液进行蒸馏，过量的HCl溶液吸收蒸发出的NH，用NaOH标准溶液返滴定剩余的HCl。(NH4)2SO4+NaOH=NH3+Na2SO4+

44、H2O NH3+HCl=NH4Cl HCl+NaOH=NaCl+H2O2.化合物中含氮量的测定1)1)蒸馏法蒸馏法材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry也可以用过量的也可以用过量的HBO溶液吸收蒸发出的溶液吸收蒸发出的NH,用用HCl标准溶液滴定反应生成的标准溶液滴定反应生成的H2BO,终点时的终点时的pH=5，选用甲基红作指示剂。，选用甲基红作指示剂。NHHBO=NH4H2BOHH2BO=HBO材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorg

45、anic&Analytical Chemistry6HCHO 4NH4=(CH2)6N4H6H2O 利用NaOH标准溶液滴定反应生成的4个可与碱作用的H。六次甲基四胺(CH2)6N是一种极弱有机碱，应选用酚酞作指示剂。设计实验：HCl及NH4Cl的混合体系滴定2)2)甲醛法甲醛法材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry3)3)克氏克氏(Kjeldah

46、lKjeldahl)定氮法定氮法 氨基酸、蛋白质、生物碱中的氮,将适量浓硫酸加入试样中加热，使C、H转化为CO和HO，N元素在铜盐或汞盐催化下生成NH4，消化分解后的溶液中加入过量NaOH溶液，再用蒸馏法测定NH3。材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry本章学习要求1.掌握酸碱质子理论（定义，共轭酸碱对，酸碱反应的实质，共轭酸碱Ka和与Kb的关系）;2.了解同离子效应，盐效应;3.掌握弱酸弱碱电离平衡及影响电离平衡常数和电离度的因素，缓冲溶液，运用最简式计算水溶液的pH值及有关离子平衡浓度

47、;4.了解酸度对弱酸（碱）存在形态分布状况影响;5.掌握酸碱指示剂的变色原理、指示剂的变色点、变色范围；材料科学与化学工程学院材料科学与化学工程学院上一页上一页下一页下一页2023/4/4Inorganic&Analytical Chemistry6.掌握酸碱滴定原理，滴定曲线的概念，影响滴定突跃的因素，化学计量点pH值及突跃范围的计算，指示剂的选择，掌握直接准确滴定一元酸（碱）的判据其应用；7.7.掌握多元酸（碱）分布滴定的判据及滴定终点的掌握多元酸（碱）分布滴定的判据及滴定终点的pHpH值计算，指示剂的选择，了解混合酸准确滴定的判值计算，指示剂的选择，了解混合酸准确滴定的判据及强酸弱酸混合情况下滴定终点据及强酸弱酸混合情况下滴定终点pHpH值计算，指示值计算，指示剂的选择；剂的选择；8.8.了解酸碱滴定法的应用及相关计算，了解了解酸碱滴定法的应用及相关计算，了解COCO2 2对酸碱对酸碱滴定的影响，滴定的影响，掌握酸碱标准溶液的配制及标定，掌掌握酸碱标准溶液的配制及标定，掌握混合碱的分析方法及铵盐中含氮量的测定方法。握混合碱的分析方法及铵盐中含氮量的测定方法。