定量分析化学课件-第3章 酸碱平衡与酸碱滴定法.pptVIP

第3章 酸碱平衡与酸碱滴定法 3.1 酸碱反应及其平衡常数 3.2 酸度对弱酸(碱)形态分布的影响 3.3 酸碱溶液的H+浓度计算 3.4 酸碱缓冲溶液 3.5 酸碱指示剂 3.6 酸碱滴定曲线和指示剂的选择 3.7 终点误差 3.8 酸碱滴定法的应用 3.1 酸碱反应及其平衡常数 3.1.1 酸碱反应 HAc ? Ac- + H+ NH4+ ? NH3 + H+ HCO3- ? CO32- + H+ H6Y2+ ? H5Y+ + H+ 通式: HA ? A- + H+ 例: HAc在水中的离解反应 半反应1: HAc ? Ac- + H+ 半反应2: H+ + H2O ? H3O+ 总反应: HAc + H2O ? Ac- + H3O+ 简写为: HAc ? Ac- + H+ 酸碱反应的实质是质子转移 3.1.2 酸碱反应类型及平衡常数 a. 一元弱酸(碱)的离解反应 HA + H2O ? A — + H3O+ A — + H2O ? HA + OH — b. 水的质子自递反应: H2O + H2O ? H3O+ + OH- c. 多元酸(碱)的离解反应 d. 酸碱中和反应(滴定反应) : Kt—滴定反应常数 H+ + OH- ? H2O H+ + A- ? HA OH- + HA ? H2O + A- 3.1.3 活度与浓度 3.1.4 活度常数Ka、浓度常数 及混合常数 反应：HAc ? H+ + Ac- Ka : 热力学常数 (只与 t 有关) : 浓度常数 (与 t, I 有关) : 混合常数 (与 t, I 有关) 例1: 计算pH = 4.00和8.00时的x(HAc)、x(Ac-) 解: 已知HAc的Ka= 1.75×10-5 pH = 4.00时 HAc 的x-pH 图（pKa=4.76) 3.2.2 多元弱酸的摩尔分数 酒石酸(H2A)的x-pH图 三元酸H3A的摩尔分数 分母由4项组成: M = [H+]3+[H+]2Ka1+[H+]Ka1Ka2+Ka1Ka2Ka3 x3 = [H3A]/c= [H+]3/M x2 = [H2A-]/c= [H+]2Ka1/M x1 = [HA2-]/c= [H+]Ka1Ka2/M x0 = [A3-]/c=Ka1Ka2Ka3/M 磷酸(H3A)的x-pH图 3.3 酸碱溶液的H+浓度计算 代数法（解析法） 作图法 数值方法（计算机法） 代数法思路 质子条件式的写法 先选零水准(一般选择大量存在、参与质子转移的物质). 将零水准得质子后的形式写在等式的左边,失质子后的形式写在等式的右边. 有关浓度项前乘上得失质子数. 例: 一元弱酸(HA)溶液的质子条件式： 零水准: H2O, HA HA与H2O间质子转移:HA+H2O ? H3O+ + A- H2O与H2O间质子转移:H2O+H2O ? H3O++OH- 零水准 酸形 碱形 得失质子数相等: [H3O + ] = [A-] + [OH-] 例:浓度为c (mol·L-1 )的Na2NH4PO4 水溶液 常用酸碱溶液的质子条件式 1.一元弱酸(HA)溶液的[H+]的计算 质子条件式: [H+] = [A-] + [OH-] 代入平衡关系式 精确表达式: 若将 代入精确表达式 展开得一元三次方程 [H+]3 + Ka[H+]2- (Kaca+Kw)[H+] - KaKw= 0 若: Ka · c 20Kw(10-12.7), 忽略Kw(即忽略水的酸性) [HA]= ca-[A-]= ca- ([H+]-[OH-])≈ ca-[H+] 得近似式: 展开: [H+]