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1、酸碱平衡和酸碱滴定法第1页，本讲稿共130页 8.1 8.1 酸碱平衡的理论基础酸碱平衡的理论基础 8.2 8.2 溶液中酸碱组分的分布溶液中酸碱组分的分布 8.3 8.3 酸碱溶液酸碱溶液PHPH的计算的计算 8.4 8.4 缓冲溶液缓冲溶液 8.5 8.5 酸碱滴定终点的指示方法酸碱滴定终点的指示方法 本章内容第2页，本讲稿共130页 8.6 8.6 一元酸碱的滴定一元酸碱的滴定 8.7 8.7 多元酸、混合酸和多元碱的滴定多元酸、混合酸和多元碱的滴定 8.8 8.8 滴定误差滴定误差 8.9 8.9 酸碱滴定法的应用酸碱滴定法的应用 8.10 8.10 非水溶液中的酸碱滴定非水溶液中的酸
2、碱滴定 本章内容第3页，本讲稿共130页本章学习要求本章学习要求1.1.掌掌握握弱弱酸酸、弱弱碱碱的的电电离离平平衡衡，影影响响电电离离平平衡衡常常数数和和电电离离度度的的因因素素，稀稀释释定定律律；运运用用最最简简式式计计算算弱弱酸酸、弱弱碱碱水水溶溶液液的的pHpH值值及及有有关关离离子子平平衡衡浓度浓度;2.2.了解同离子效应，盐效应了解同离子效应，盐效应;3.3.掌掌握握酸酸碱碱质质子子理理论论：质质子子酸酸碱碱的的定定义义，共共轭轭酸酸碱碱对对，酸酸碱碱反反应应的的实实质质，共共轭轭酸酸碱碱K Ka a和和与与K Kb b的关系的关系;第4页，本讲稿共130页4.了了解解酸酸度度对对
3、弱弱酸酸（碱碱）存存在在形形态态分分布布状状况况影影响响;5.5.掌握酸碱指示剂的变色原理、指示剂的变色掌握酸碱指示剂的变色原理、指示剂的变色点、变色范围；点、变色范围；6.6.掌握强酸（碱）滴定一元弱碱（酸）的原理，掌握强酸（碱）滴定一元弱碱（酸）的原理，滴定曲线的概念，影响滴定突跃的因素，化滴定曲线的概念，影响滴定突跃的因素，化学计量点学计量点pHpH值及突跃范围的计算，指示剂的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）的判选择，掌握直接准确滴定一元酸（碱）的判据其应用；据其应用；本章学习要求本章学习要求第5页，本讲稿共130页7.7.掌握多元酸（碱）分布滴定的判据及滴
4、定终掌握多元酸（碱）分布滴定的判据及滴定终 点的点的pHpH值计算，指示剂的选择，了解混合酸值计算，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准确滴定的判据及强酸弱酸混合情况下滴定 终点终点pHpH值计算，指示剂的选择；值计算，指示剂的选择；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 对酸碱滴定的影响，掌握酸碱标准溶液的配对酸碱滴定的影响，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。含氮量的测定方法。本章学习要求本章学习要求第6页，本讲稿共130页
5、8.1.1 阿伦尼乌斯的电离理论阿伦尼乌斯的电离理论 电解质在水溶液中能电离电解质在水溶液中能电离n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-的物质是的物质是碱碱8.1 8.1 酸碱平衡的理论基础酸碱平衡的理论基础按照阿累尼乌斯酸碱电离理论，按照阿累尼乌斯酸碱电离理论，酸碱反应的实酸碱反应的实质质就是酸电离出来的就是酸电离出来的H H+与碱电离出来的与碱电离出来的OHOH-结合生成水结合生成水的反应的反应。HCl+NH3 NH4Cl (苯苯)Na2CO3、Na3PO4第7页，本讲稿共130页稀释定律稀释定律
6、当电解质溶于水时，通常会部分或全部解离。在水中，完当电解质溶于水时，通常会部分或全部解离。在水中，完全解离的电解质称为全解离的电解质称为强电解质强电解质；部分解离的电解质称为；部分解离的电解质称为弱电解弱电解质质。为了定量的表示弱电解质在水溶液中的解离程度，引入。为了定量的表示弱电解质在水溶液中的解离程度，引入了解离度的概念。了解离度的概念。解离度解离度：电解质在水溶液中达到解离平衡时的解离百分率。：电解质在水溶液中达到解离平衡时的解离百分率。影响解离度影响解离度的因素的因素：电解质的本性、温度、电解质的浓：电解质的本性、温度、电解质的浓度。度。第8页，本讲稿共130页 若向该溶液中加水稀释，
7、使溶液体积变为原来的若向该溶液中加水稀释，使溶液体积变为原来的n n倍，倍，则此时反应商为：则此时反应商为：稀释后，平衡必正向移动，即向弱酸弱碱的电离稀释后，平衡必正向移动，即向弱酸弱碱的电离度随溶液浓度的减小而增大。度随溶液浓度的减小而增大。浓度为浓度为c c的某一元弱酸的某一元弱酸HAHA，在水溶液中达到解离平衡：，在水溶液中达到解离平衡：第9页，本讲稿共130页若初始时弱酸或弱碱的浓度为若初始时弱酸或弱碱的浓度为c,c,则则起始浓度起始浓度/molL/molL-1 -1 c c 0 0 0 0平衡浓度平衡浓度/molL/molL-1 -1 c-c c c 当当5%5%时，时，1-11-1
8、，即：，即：或或 上式即为稀释定律，它说明，在一定温度下，弱电解质上式即为稀释定律，它说明，在一定温度下，弱电解质的电离度的电离度与浓度的平方根成反比，溶液越稀，电离度越大。与浓度的平方根成反比，溶液越稀，电离度越大。第10页，本讲稿共130页注注 意意 弱酸弱碱经稀释后，虽然电离度增大，但溶液中弱酸弱碱经稀释后，虽然电离度增大，但溶液中的的c(Hc(H+)或或c(OHc(OH-)不是升高了，而是降低了，这是不是升高了，而是降低了，这是由于稀释时，由于稀释时，增大的倍数总是小于溶液稀释的倍增大的倍数总是小于溶液稀释的倍数。数。第11页，本讲稿共130页1.1.酸碱定义酸碱定义酸酸:凡能凡能给出
9、质子给出质子的物质称为的物质称为酸酸(proton donor)如：如：NH4+,HCl,HAc,H2CO3等等碱：碱：凡能凡能接受质子接受质子的物质称为的物质称为碱碱(proton acceptor)如：如：NH3，Ac-，OH-等等 两性物质：两性物质：既能给出质子又能接受质子的物质。如：既能给出质子又能接受质子的物质。如：HCOHCO3 3-，H H2 20 0等等按照酸碱质子理论，酸碱既可以是阳离子、阴离子，也可以是按照酸碱质子理论，酸碱既可以是阳离子、阴离子，也可以是中性分子。中性分子。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。8.1.2 8.1.2 酸碱质子理论酸碱质
10、子理论第12页，本讲稿共130页2.2.共轭酸碱与共轭酸碱对共轭酸碱与共轭酸碱对HAc Ac-+H+碱碱+质子质子 共轭酸共轭酸酸酸 共轭碱共轭碱+质子质子酸与它的共轭碱或碱与它的共轭酸就构成了一对儿酸与它的共轭碱或碱与它的共轭酸就构成了一对儿共轭酸碱对共轭酸碱对。共轭酸碱对的特征共轭酸碱对的特征是两者之间相差一个质子。是两者之间相差一个质子。第13页，本讲稿共130页例例8-1 8-1 判断下列酸碱对是否是共轭酸碱对？判断下列酸碱对是否是共轭酸碱对？（1 1）NHNH4 4+NHNH3 3 （2 2）HNOHNO3 3NONO3 3-（3 3）H H2 2SOSO4 4SOSO4 42-2-
11、（4 4）H H2 2C C2 2O O4 4COCO3 32-2-第14页，本讲稿共130页3.3.酸碱反应酸碱反应 注意注意：酸碱半反应不可能单独发生，酸在给出质子的同时：酸碱半反应不可能单独发生，酸在给出质子的同时必须有另外的与它是非共轭关系的碱接受质子酸碱反应必须有另外的与它是非共轭关系的碱接受质子酸碱反应才能够发生。才能够发生。酸碱反应的实质是质子的转移。酸碱反应的实质是质子的转移。酸的半反应酸的半反应：HCl(酸酸1）Cl-（碱（碱1）+H+碱的半反应碱的半反应：NH3(碱碱2）+H+NH4+（酸（酸2）酸碱反应酸碱反应：HCl(酸酸1）+NH3(碱碱2）Cl-（碱（碱1）+NH4
12、+（酸（酸2）第15页，本讲稿共130页4.4.水溶液中的酸碱反应及其解离平衡常数水溶液中的酸碱反应及其解离平衡常数 H H2 2O+HO+H2 2O O H H3 3O O+OH+OH-简写为：简写为：H H2 2O O H H+OH+OH-=c(H+)/cqc(OH-)/cq(1)(1)水的质子自递反应水的质子自递反应 第16页，本讲稿共130页简写简写 (2)(2)弱酸、弱碱在水溶液中的解离反应弱酸、弱碱在水溶液中的解离反应 第17页，本讲稿共130页n电离常数电离常数的大小，表示了弱酸弱碱的电离程度的大小，表示了弱酸弱碱的电离程度的大小，的大小，Ka、Kb越大，表示弱酸弱碱的电离越大，
13、表示弱酸弱碱的电离程度越大，溶液的程度越大，溶液的酸、碱性越强。酸、碱性越强。n电离常数是一种平衡常数，它只与温度有关，电离常数是一种平衡常数，它只与温度有关，与浓度无关。与浓度无关。第18页，本讲稿共130页共轭酸碱对共轭酸碱对Ka 和和Kb的关系：的关系：在一共轭酸碱对中在一共轭酸碱对中,酸的酸性越强，其共轭酸的酸性越强，其共轭碱的碱性就越弱；反之，酸越弱，其共轭碱碱的碱性就越弱；反之，酸越弱，其共轭碱就越强。就越强。第19页，本讲稿共130页对于多元酸碱，如三元酸：对于多元酸碱，如三元酸：由共轭酸碱对平衡常数间的关系，可由碱的平衡常数计算由共轭酸碱对平衡常数间的关系，可由碱的平衡常数计算
14、出其共轭酸的平衡常数，反之亦然。出其共轭酸的平衡常数，反之亦然。第20页，本讲稿共130页例例8-2：求磷酸氢二钠（：求磷酸氢二钠（Na2HPO4）的解离常数）的解离常数解解：分析：分析 为为HPO4-作为碱时的解离常数即作为碱时的解离常数即 ，由附由附录表七可查得录表七可查得第21页，本讲稿共130页例如：醋酸在溶液中存在着这样的解离平衡例如：醋酸在溶液中存在着这样的解离平衡 对于对于HAcHAc分子来说，它解离后将以分子来说，它解离后将以HAcHAc和和AcAc-两种型体存在。设两种型体存在。设c c为醋酸及其共轭碱的总浓度，为醋酸及其共轭碱的总浓度，c(HAc)c(HAc)和和c(Acc
15、(Ac-)分别代表分别代表HAcHAc和和AcAc-的平衡浓度，的平衡浓度，(HAc)(HAc)为为HAcHAc的分布系数，的分布系数，(Ac(Ac-)为为AcAc-分布系数。分布系数。分布系数分布系数:酸（碱）溶液中，某组分的平衡浓度占酸酸（碱）溶液中，某组分的平衡浓度占酸（碱）总浓度（碱）总浓度(分析浓度）的分数。分析浓度）的分数。8.2 8.2 溶液中酸碱组分的分布溶液中酸碱组分的分布8.2.1 8.2.1 一元酸一元酸第22页，本讲稿共130页 分布系数由该酸碱物质的性质分布系数由该酸碱物质的性质()()和溶液中和溶液中H H+的浓度决定的浓度决定,而而与其总浓度无关与其总浓度无关.第
16、23页，本讲稿共130页(Ac-)随随pH的增高而增大的增高而增大,(HAc)随随pH的增高而减小。的增高而减小。结论结论:当当pH=pKpH=pKa a时时(Ac(Ac-)=(HAc)(HAc)=0.50=0.50HAcHAc与与AcAc-各占一半各占一半pHpHpKpKa a,主要存在形式是主要存在形式是HAcHAcpHpHpKpKa a,主要存在形式是主要存在形式是AcAc-Ac-HAc第24页，本讲稿共130页例例:计算计算pH=5.00pH=5.00时时,HAc,HAc和和AcAc-的分布系数的分布系数。或或第25页，本讲稿共130页一元弱碱如一元弱碱如NH3的分布分数：的分布分数：
17、还可以将还可以将NH3转化成它的共轭酸转化成它的共轭酸NH4+来处理。来处理。第26页，本讲稿共130页1.1.二元酸溶液二元酸溶液例如草酸，它在溶液中以例如草酸，它在溶液中以H H2 2C C2 2O O4 4、HCHC2 2O O4 4-和和C C2 2O O4 42-2-三种形式存在。三种形式存在。设草酸的总浓度为设草酸的总浓度为c(molLc(molL-1-1)，则，则8.2.2 8.2.2 多元酸多元酸第27页，本讲稿共130页第28页，本讲稿共130页第29页，本讲稿共130页草草酸酸的的分分布布曲曲线线结论：结论：（1 1）pHpHpKpKa1a1,主要存在形式是主要存在形式是H
18、2C2O4；（2 2）PH=pKPH=pKa1a1,(H2C2O4)=(HC2O4-)；（3 3）pKa1pHpKpHpKa2，主要以，主要以C2O4 2_存在。存在。第30页，本讲稿共130页对任意的二元酸：对任意的二元酸：第31页，本讲稿共130页2.2.三元酸溶液三元酸溶液第32页，本讲稿共130页第33页，本讲稿共130页PO431.0 0.50H2PO4HPO42PO43HPO42H2PO4H3PO4 pKa1pKa2pKa3 pH 0.501.0H3PO4HPO42H2PO4PO430 2 4 6 8 10 12 14 (2.15)(7.21)(12.35)H3PO4的形体分布图的
19、形体分布图第34页，本讲稿共130页（1）pH pKa1，H3PO4为主；为主；（2）pKa1 pH pKa2，H2PO4-为主；为主；（3）pH=pKa1，c(H3PO4)=c(H2PO4-)；（4）pKa2 pH pKa3，HPO42-为主；为主；（5）pH=pKa2，c(H2PO4-)=c(HPO42-)；（6）pH pKa3，PO43-为主。为主。结结 论论 H3PO4 H2PO4-HPO42-PO43-2.16 7.21 12.32 pKa1 pKa2 pKa3第35页，本讲稿共130页当当pH(pKa1+pKa2)=4.68,主要以主要以H3PO4和和H2PO4-型体存在型体存在
20、当当(pKa1+pKa2)=4.68pH(pKa2+pKa3)=9.78主要以主要以H2PO4-和和HPO42-型体存在型体存在(4.689.78)当当pH(pKa2+pKa3)主要以主要以HPO42-和和PO43-型体型体 存在存在第36页，本讲稿共130页8.3.1 质子条件质子条件酸碱反应达平衡时，酸给出的质子的物质的量酸碱反应达平衡时，酸给出的质子的物质的量等于碱接受的质子的物质的量。其数学表达式等于碱接受的质子的物质的量。其数学表达式称为称为质子平衡式质子平衡式或或质子条件式质子条件式。8.3 8.3 酸碱溶液酸碱溶液PHPH的计算的计算第37页，本讲稿共130页Na2HPO4水溶液
21、中水溶液中 质子条件式质子条件式:大量存在并参与了质子转移的起始酸碱组分大量存在并参与了质子转移的起始酸碱组分HPO42-和和H2O，因此它们就是质子参考水准因此它们就是质子参考水准,其得失质子情况如下：其得失质子情况如下：OHH2OH3O+H+H+失质子失质子得质子得质子HPO42-H2PO4-H3PO4PO43-+H+2 H+H+Na2HPO4水溶液的质子条件式为：水溶液的质子条件式为：c(H+)+c(H2PO4-)+2c(H3PO4)=c(PO43-)+c(OH-)零水准零水准第38页，本讲稿共130页书写质子条件式步骤：书写质子条件式步骤：(1)从酸碱平衡系统中从酸碱平衡系统中选取质子
22、参考水准选取质子参考水准(又称零水准又称零水准),零零水准是溶液中大量存在并参与质子转移的物质水准是溶液中大量存在并参与质子转移的物质,水溶液中水永水溶液中水永远是零水准。远是零水准。(2)根据零水准根据零水准判断得失质子的产物判断得失质子的产物及其得失质子的量及其得失质子的量.(3)根据得失质子的量相等的原则根据得失质子的量相等的原则,得质子产物物质的量浓得质子产物物质的量浓度之和等于失质子产物的物质的量浓度之和度之和等于失质子产物的物质的量浓度之和,写出质子条件写出质子条件式。式。第39页，本讲稿共130页注意注意:(1)质子条件式不应出现零水准物质本身质子条件式不应出现零水准物质本身;(
23、2)也不能出现与质子转移无关的组分也不能出现与质子转移无关的组分;(3)在质子条件式中在质子条件式中,得失质子产物前应乘以相得失质子产物前应乘以相应的得失质子数应的得失质子数.一元弱酸一元弱酸HAc水溶液的质子条件式水溶液的质子条件式:OH-H+H+HAcAc-H+失质子失质子得质子得质子HAc质子条件式质子条件式:c(H+)=c(Ac-)+c(OH-)零水准零水准H2OH3O+(可简写成可简写成H+)第40页，本讲稿共130页例例1 1：写出写出NH4HCO3水溶液的质子条件式。水溶液的质子条件式。失质子失质子得质子得质子CO32-HCO3-H2CO3 H+H+NH4+NH3H+OHH2OH
24、3O+H+H+解：选取解：选取NH4+、HCO3和和H2O为零水准，其得失质子为零水准，其得失质子情况如下：情况如下：质子条件式为：质子条件式为：c(H+)+c(H2CO3)=c(CO32-)+c(NH3)+c(OH-)例例2 2：写出写出NaH2PO4水溶液的质子条件式。水溶液的质子条件式。解解：选选取取H2PO4-和和H2O为为零零水水准准，其其得得失失质质子子情情况况如如下：下：零水准零水准第41页，本讲稿共130页OHH2OH3O+H+H+失质子失质子H2PO4-HPO42-得质子得质子H3PO4+H+PO43-2H+H+质子条件式为：质子条件式为：c(H+)+c(H3PO4)=2c(
25、PO43-)+c(HPO42-)+c(OH-)练习练习：写出：写出Na3PO4、H3PO4水溶液的质子条件式水溶液的质子条件式c(HPO42-)+2c(H2PO4-)+3c(H3PO4)+c(H+)=c(OH-)零水准零水准Na3PO4水溶液的质子条件式：水溶液的质子条件式：c(H+)=c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(PO43)+c(OH-)H3PO4水溶液的质子条件式：水溶液的质子条件式：第42页，本讲稿共130页酸碱的浓度和溶液的酸碱度酸碱的浓度和溶液的酸碱度酸度酸度：指溶液中：指溶液中H+浓度，可用浓度，可用PH计测得的酸度。计测得的酸度。酸的浓度酸的浓度：可被碱中和的酸
26、的总浓度。：可被碱中和的酸的总浓度。如：如：0.1mol/L HCl与与0.1mol/LHAc具有不同的酸度，相具有不同的酸度，相同的浓度。同的浓度。碱度碱度：指溶液中：指溶液中OHOH-浓度浓度,常用常用pOHpOH表示。表示。碱的浓度碱的浓度：可被酸中和的碱的总浓度。：可被酸中和的碱的总浓度。8.3.2 各种溶液酸度（各种溶液酸度（PH)的计算的计算第43页，本讲稿共130页1.1.1.1.强酸强酸强酸强酸(碱碱碱碱)溶液酸度（溶液酸度（溶液酸度（溶液酸度（pHpHpHpH值）的计算值）的计算值）的计算值）的计算（1 1）强酸（）强酸（C Ca a）HA HHA H+A+A-HH2 2O
27、HO H+OH+OH-当当当当Ca Ca 10 10-6-6 mol/Lmol/L，忽略水的解离，忽略水的解离，忽略水的解离，忽略水的解离精确式精确式精确式精确式近似式近似式近似式近似式*第44页，本讲稿共130页当当当当Ca Ca 10 10-8-8 mol/Lmol/L，溶液，溶液，溶液，溶液PHPH值主要以水的解离决定值主要以水的解离决定值主要以水的解离决定值主要以水的解离决定当当当当1010-8-8 mol/L mol/L Ca Ca 10 10-6-6 mol/Lmol/L，精确计算式为：，精确计算式为：，精确计算式为：，精确计算式为：第45页，本讲稿共130页（2）强碱（）强碱（C
28、b）精确式精确式B+H+BH+H2O H+OH 近似式近似式近似式近似式*当当当当C Cb b 10 10-6-6 mol/Lmol/L，忽略水的解离，忽略水的解离，忽略水的解离，忽略水的解离第46页，本讲稿共130页当当当当C Cb b 10 10-8-8 mol/Lmol/L，溶液，溶液，溶液，溶液PHPH值主要以水的解离决定值主要以水的解离决定值主要以水的解离决定值主要以水的解离决定当当当当1010-8-8 mol/L mol/L C Cb b 10 10-6-6 mol/Lmol/L，精确计算式为：，精确计算式为：，精确计算式为：，精确计算式为：第47页，本讲稿共130页2.2.一元弱
29、酸一元弱酸(碱碱)溶液溶液HA HHA H+A+A-H H2 2O HO H+OH+OH-质子条件式质子条件式:c(H:c(H+)=c(A)=c(A-)+c(OH)+c(OH-)()()()()(2+=HccKHccHAcKHcwaqqqq(1)(1)一元弱酸溶液一元弱酸溶液第48页，本讲稿共130页 上式是求解一元弱酸上式是求解一元弱酸H H+浓度的精确式。浓度的精确式。C(HA)C(HA)项是平衡浓度，它项是平衡浓度，它与分析浓度与分析浓度c c0 0的关系为的关系为将此项代入上式，并经整理得将此项代入上式，并经整理得解此方程比较复杂，实际工作中可视情况作合理近似处理。如果允解此方程比较复
30、杂，实际工作中可视情况作合理近似处理。如果允许计算误差不大于许计算误差不大于5%5%，可做下面几种近似处理：，可做下面几种近似处理：1)若若:；时，即酸不是太弱，可忽略时，即酸不是太弱，可忽略Kw(即忽略水的解离即忽略水的解离)，且，且c(HA)=c0-c(A-)c0-c(H+)，故上式可简，故上式可简化为化为:第49页，本讲稿共130页展开展开:c(H+)2+Kac(H+)c c0Kac=0，解一元二次方程即得：，解一元二次方程即得：2)如果如果 且且 (或或4.4%)时时,则不仅水的解离则不仅水的解离可以忽视可以忽视,且由于且由于HA的解离度也很小的解离度也很小,则可以认为则可以认为 c(
31、HA)c0-c(A-)c0；得最简式；得最简式:3)如果如果 ；时，则水的解离不可忽视，但时，则水的解离不可忽视，但弱酸的解离度不大，弱酸的解离度不大，c0c(HA)故：故：第50页，本讲稿共130页例例1 计算分析浓度为计算分析浓度为1.0 10-5molL-1HCN,水溶液水溶液pH?Ka=6.2 10-10解解:c(H+)=c0Ka c+Kw(c)2=1.0 10-5 6.2 10-10+1.0 10-14=1.3 10-7 molL-1pH=6.89第51页，本讲稿共130页例例2计算分析浓度为计算分析浓度为0.20molL-1CH2ClCOOH(一氯乙酸一氯乙酸)水水溶液溶液pH?K
32、a=1.4 10-3解解:c(H+)=-Ka+Ka 2+4c0Ka 2=-1.4 10-3+(1.4 10-3)2+4 1.4 10-3 0.202=0.016molL-1pH=1.79第52页，本讲稿共130页例例3 3 计算常温下计算常温下0.100molL-1NH4Cl水溶液的水溶液的pH值，已知。值，已知。解解：pH=5.12 第53页，本讲稿共130页同理可得一元弱碱水同理可得一元弱碱水pH溶液计算公式，将上面三个计溶液计算公式，将上面三个计算公式中算公式中Ka 换成换成Kb，c(H+)换成换成c(OH-)c(HA)换成换成c(B)即可即可.1)1)若若:；时时2)2)如果如果 ；(
33、或或4.4%4.4%)时时3)3)如果如果 ；时时最简式最简式,务必记住务必记住!(2)(2)一元弱碱溶液一元弱碱溶液第54页，本讲稿共130页例例4 计算分析浓度为计算分析浓度为0.10molL-1NaAc水溶液的水溶液的pH解解:Kb(Ac-)=Kw /Ka=1.0 10-14/1.75 10-5=5.7 10-10 (c0/c )Kb=0.1 5.7 10-1020Kw (c0/c )/Kb=0.10/5.7 10-10=1.75 108 8500=5.7 10-10 0.10c(OH-)=Kb c0c=7.5 10-6 molL-1 pOH=5.12pH=14-pOH=14-5.12=
34、8.88第55页，本讲稿共130页3.多元弱酸多元弱酸(碱碱)水溶液酸度的计算水溶液酸度的计算1.多元弱酸水溶液多元弱酸水溶液多元弱酸分步解离，一般来说，多元弱酸的多元弱酸分步解离，一般来说，多元弱酸的 ，可近似地将溶液中，可近似地将溶液中H看成主要由第一级看成主要由第一级解离生成，忽略其它各级解离，因此可按一元弱酸解离生成，忽略其它各级解离，因此可按一元弱酸处理。相应的计算公式可将一元弱酸中的处理。相应的计算公式可将一元弱酸中的 换成换成 即可。即可。第56页，本讲稿共130页1)1)如果如果 c c0 0K Ka1a1/c/c20K20Kw(10(10-12.7-12.7)；c c0 0/
35、(c/(c K Ka1a1)500500时时2)2)如果如果 c c0 0K Ka1a1/c/c20K20Kw w；c c0 0/(K/(Ka1a1c c)500 500 时时3)3)如果如果 c c0 0K Ka1a1/c/c20K20Kw w；c c0 0/(K/(Ka1a1c c)500500时时最简式最简式,务必记住务必记住!第57页，本讲稿共130页同理可得多元弱碱同理可得多元弱碱c(OH-)的计算公式只需将上述公式的计算公式只需将上述公式中的中的c(H+)，Ka1 分别换成分别换成c(OH-),Kb1 即可即可.1)1)若若:c:c0 0K Kb1b1/c/c20K20Kw(10(
36、10-12.7-12.7)；c c0 0/(c/(cK Kb1b1)500500时时2)2)如果如果 c c0 0K Kb1b1/c/c20K20Kw w；c c0 0/(K/(Kb1b1c c)500)500时时3)3)如果如果 c c0 0K Kb1b1/C/C20K20Kw w；c c0 0/(K/(Kb1b1C C)500)500时时最简式最简式,务必记住务必记住!第58页，本讲稿共130页例例5 分别计算分别计算0.10molL-1Na2CO3和和0.10molL-1-1Na3PO4水溶水溶液液pH?解解:(1)CO32-的的 Kb1=Kw/Ka2=1.0 10-14/5.6 10-
37、11-11=2.13 10-4-4(c0/c )Kb1=0.10 2.13 10-4-4=2.13 10-520Kw(c0/c )/Kb1=0.1/2.13 10-4-4=469500pH=11.66=0.1 2.13 10-4-4c(OH-)=c0Kb1 c =4.62 10-3-3molL-1Kb2=Kw/Ka1=1.0 10-14/4.3 10-7-7=2.32 10-8-8 第59页，本讲稿共130页(2)PO43-的的Kb1=Kw/Ka3=1.0 10-14/4.4 10-13-13=2.2 10-2-2(c0/c )Kb1=0.12.210-2=2.210-320 Kw (c0/c
38、 )/Kb1=0.10.022=4.5500=-0.022+(0.022)2+40.0220.102=0.037molL-1pOH=1.43 pH=14-1.43=12.57c(OH-)=Kb1 2c 2+4c0Kb 1 c 2-Kb1 c+Kb2=Kw/Ka2=1.0 10-14/6.23 10-8-8=1.6 10-7Kb3=Kw/Ka1=1.0 10-14/7.52 10-3-3=1.3 10-12第60页，本讲稿共130页4.两性物质溶液两性物质溶液PH值的计算值的计算NaHANa H2PO4 Na2HPO4 常见的两性物质有多元弱酸的酸式盐常见的两性物质有多元弱酸的酸式盐NaHCO3
39、、NaH2PO4、Na2HPO4、NaHC2O4等，以及电离理论中等，以及电离理论中的弱酸弱碱盐，如的弱酸弱碱盐，如NH4Ac等。等。第61页，本讲稿共130页例例6 计算计算0.20molL-1邻苯二甲酸氢钾溶液邻苯二甲酸氢钾溶液pH?Ka1=1.110-3 Ka2=3.910-6=1.110-33.910-61=6.510-5molL-1pH=4.18近似计算中近似计算中,溶液溶液pH与浓度无关与浓度无关,近似计算前提是两性近似计算前提是两性物质浓度不是太低物质浓度不是太低,此时忽略水的解离此时忽略水的解离.第62页，本讲稿共130页例例7 7 求求0.010 molL0.010 molL
40、-1-1NHNH4 4AcAc水溶液的水溶液的pHpH。HAcHAc：K Ka a=1.810=1.810-5-5,NH,NH3 3：K Kb b=1.810=1.810-5-5pH=7.00pH=7.00解：解：第63页，本讲稿共130页8.4.1 8.4.1 同离子效应和盐效应同离子效应和盐效应0.1molL-1HAc甲基橙滴加0.1molL-1NaAc1.同离子效应同离子效应8.4 8.4 缓冲缓冲溶液溶液第64页，本讲稿共130页 在弱电解质溶液中加入一种含有相同离子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的强电解质，使弱电解质电离平衡向左移动，从而降低
41、弱电解质电离度的现象叫做动，从而降低弱电解质电离度的现象叫做同离子效应。同离子效应。第65页，本讲稿共130页若向上述若向上述HAcHAc溶液中加入不含相同离子的强电解质，如溶液中加入不含相同离子的强电解质，如NaClNaCl、KNOKNO3 3等时，由于强电解质的加入增加了溶液中等时，由于强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。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
42、时时，也也存存在在盐盐效效应应，但但盐盐效效应很弱，一般计算中可忽略。应很弱，一般计算中可忽略。2.盐效应（异离子效应）盐效应（异离子效应）第66页，本讲稿共130页例例：n在氨水溶液中分别加入在氨水溶液中分别加入HCl、NH4Cl、NaCl、NaOH、H2O对氨水电离平衡有何对氨水电离平衡有何影响？影响？,pH有何变化？有何变化？第67页，本讲稿共130页解解: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 第68页，本讲稿共130页（2）50mLHAcNaAc c(HAc)=c(NaAc)=0.10molL-1 pH
43、=4.74加入加入1滴滴(0.05mL)1molL-1 HCl加入加入1滴滴(0.05mL)1molL-1 NaOH实验：实验：（1）50mL 纯水纯水pH=7pH=4.73 pH=4.75pH=3 pH=111.缓冲溶液的组成及原理缓冲溶液的组成及原理8.4.2 8.4.2 缓冲溶液缓冲溶液第69页，本讲稿共130页上述实验结果表明上述实验结果表明:水不具有缓冲作用水不具有缓冲作用,HAc+NaAc 体系体系溶液具有缓冲作用溶液具有缓冲作用,它是一种缓冲溶液。它是一种缓冲溶液。(2)缓冲溶液的组成缓冲溶液的组成 能够抵抗外加少量酸、少量碱或稀释，而本身能够抵抗外加少量酸、少量碱或稀释，而本身
44、pHpH值值不不发生显著变化发生显著变化的作用称缓冲作用。具有缓冲作用的溶的作用称缓冲作用。具有缓冲作用的溶液称为液称为缓冲溶液缓冲溶液。(1)定义定义(1)共轭酸碱对溶液共轭酸碱对溶液：HAc NaAc，NH4ClNH3NaH2PO4 Na2HPO4(2)两性物质溶液两性物质溶液：NaHCO3、邻苯二钾酸氢钾等邻苯二钾酸氢钾等(3)强酸强碱溶液强酸强碱溶液第70页，本讲稿共130页以以HAcNaAc 体体系为例说明系为例说明加入少量加入少量OH-，它与，它与H+结合结合生成水，平衡向右移动生成水，平衡向右移动加入少量加入少量H+,平衡向左移动。平衡向左移动。不论加酸还是加碱，溶液的酸度保持相
45、对稳定不论加酸还是加碱，溶液的酸度保持相对稳定HAc+H2O H3O+Ac-当外加少量水稀释时，一方面降低了溶液当外加少量水稀释时，一方面降低了溶液H+浓度浓度,另一另一方面由于电离度增大方面由于电离度增大,平衡向平衡向H+浓度增大的方向移动，两浓度增大的方向移动，两者相互作用的结果使溶液者相互作用的结果使溶液H+浓度基本不变，浓度基本不变，PH不变。不变。（3）缓冲原理）缓冲原理简写为：简写为：HAc H+Ac-第71页，本讲稿共130页2.2.缓冲溶液的缓冲溶液的pHpH值计算值计算弱酸弱酸-共轭碱体系（共轭碱体系（HA-AHA-A-)：弱碱弱碱-共轭酸体系：共轭酸体系：第72页，本讲稿共
46、130页例例8 将将0.4molL-1HAc与与0.2 molL-1NaOH等体积混合，等体积混合，（1）求混合溶液的）求混合溶液的pH值；（值；（2）若往）若往1升该混合液中分别加升该混合液中分别加10mL0.1 molL-1HCl和和NaOH溶液，混合液的溶液，混合液的pH值如何变值如何变化？化？解：（解：（1）混合后）混合后HAc与与NaOH发生反应发生反应，HAc+OH-=Ac-+H2O c(Ac-)=c(OH-)=0.20V/2V=0.1 molL-1。c(HAc)=(0.40V-0.20V)/2V=0.1 molL-1，第73页，本讲稿共130页（2）当加入当加入10mL0.1 m
47、olL-1HCl后后,c(HAc)增加、增加、c(Ac-)减少：减少：c(HAc)=0.11+0.10.0101+0.0100.1011.010c(Ac-)=0.11-0.10.0101+0.0100.0991.010=4.74-lg=4.730.1010.099第74页，本讲稿共130页当加入当加入10mL0.1 molL-1NaOH后后,c(HAc)减小、减小、c(Ac-)增大：增大：缓冲溶液的缓冲作用是显著的！缓冲溶液的缓冲作用是显著的！加加10mL H2O，混合液的，混合液的pH值如何变化？值如何变化？稀释前后缓冲组分物质的量稀释前后缓冲组分物质的量不变不变,故故pH不变不变.c(HA
48、c)=0.11-0.10.0101+0.0100.0991.010c(Ac-)=0.11+0.10.0101+0.0100.1011.010=4.74-lg=4.750.0990.101第75页，本讲稿共130页3.缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制缓冲溶液的缓冲能力取决于缓冲溶液的缓冲能力取决于缓冲组分浓度的大小缓冲组分浓度的大小即即缓冲组缓冲组分浓度的比值分浓度的比值。（1）当）当缓冲组分的浓度较高缓冲组分的浓度较高时，缓冲能力较大。时，缓冲能力较大。（2）当共轭酸碱对的总浓度一定时，二者）当共轭酸碱对的总浓度一定时，二者浓度比为浓度比为1:1时缓冲能力最大。时缓冲能力最大。第76页，本讲稿共1
49、30页（1）在在配配制制缓缓冲冲溶溶液液时时，虽虽应应使使缓缓冲冲组组分分的的浓浓度度较较大大，但但不不宜宜过过大大，否否则则易易造造成成对对化化学学反反应应或或生生化化反反应应的的不不良良影影响响，化化学学中中一一般般使使共共轭轭酸酸碱碱的的浓浓度度在在0.1 1molL-1之之间间。（2）此此外外，还还要要控控制制共共轭轭酸酸碱碱对对浓浓度度比比在在1:10到到1 0:1范范 围围 内内，即即 控控 制制 其其PH=1范范 围围 内内。注注 意意第77页，本讲稿共130页人体血液本身就是一种多组分的缓冲溶液，含有人体血液本身就是一种多组分的缓冲溶液，含有H2CO3 NaHCO3、Na2HP
50、O4 NaH2PO4、HHb NaHb、HA-NaA等多种缓冲体系，使人体内等多种缓冲体系，使人体内PH值恒定在值恒定在7.40 0.05，否则，否则PH的改变一旦超过的改变一旦超过0.4个单位，就会有生个单位，就会有生命危险。命危险。土壤中由于硅酸、磷酸腐殖酸等及其盐的缓冲作用，使土壤中由于硅酸、磷酸腐殖酸等及其盐的缓冲作用，使PH恒定在恒定在5 8间，以适宜农作物生长。间，以适宜农作物生长。第78页，本讲稿共130页2 2）选择的缓冲液不与反应物或生成物发生反应，配制药用缓）选择的缓冲液不与反应物或生成物发生反应，配制药用缓冲溶液时还应考虑溶液的毒性。冲溶液时还应考虑溶液的毒性。欲配制欲配