第五章_酸碱滴定法__第一节---第三节.ppt

第五章 酸碱滴定法 第一节 酸碱质子理论 一、基本概念 二、酸碱反应的平衡常数 三、酸碱的强度、共轭酸碱对Ka与Kb的关系 第二节 水溶液中弱酸（碱）各型体分布 （二）物料平衡 （三）电荷平衡 (四) 质子平衡 二、酸度对弱酸（碱）各型体分布的影响 （一）一元弱酸（碱）的分布分数 一元弱碱的分布分数 NH3 + H2O OH- + NH4+ (二)多元弱酸(或碱)溶液的分布分数 多元弱酸溶液的分布分数 以二元弱酸H2A为例，推导： 第三节 酸碱溶液中氢离子浓度的计算 一、一元强酸（碱）溶液H+浓度的计算 C Ka 20Kw， C/Ka ＞400 时 [HA]= C-[H+]≈C [H+]= （最简式） 一元弱碱溶液酸度计算 三、多元弱酸、多元弱碱溶液酸度的计算 例：计算0.10mol/L H3PO4溶液的pH。 [1]发生在水分子间的质子转移→水的质子自递反应，H2O 既能接受质子又能给出质子→两性物质 [1]酸碱反应进行的程度可以用相应平衡常数大小来衡量。 [2]在稀溶液中，通常将溶剂的活度视为1。 [1]由于在分析化学中的反应经常在较稀的溶液中进行，故在处理一般的酸碱平衡时，通常忽略离子强度的影响，以活度常数代替浓度常数进行近似计算。 [1]在水溶液中酸、碱的强度用其平衡常数Ka 、Kb来衡量。 [1]可见酸的强度与其共轭碱的强度是反比关系。酸愈强（ pKa愈小），其共轭碱愈弱（ pKb愈大 ），反之亦然。 [2]上面讨论的是一元共轭酸碱对的Ka与Kb之间的关系。对于多元酸(碱)，由于其在水溶液中是分级离解，存在着多个共轭酸碱对，这些共轭酸碱对的Ka和Kb之间也存在一定的关系，但情况较一元酸碱复杂些。 [1]分析浓度 —— 指在一定体积的溶液中所含溶质的量，亦称总浓度。 单位：mol·L-1 ，用 c 表示。 [2]平衡浓度 —— 指平衡状态时，在溶液中存在的每种型体的浓度，用符号[ ]表示，单位同上。 [1]在反应前后，某物质在溶液中可能离解成多种型体，或者因化学反应而生成多种型体的产物。 [2]物质在化学反应中所遵守的这一规律，称为物料平衡(或质量平衡)。它的数学表达式叫做物料等衡式或叫质量等衡式(MBE)。 [3]可见，溶质在溶液中除以Na+和HCO3-两种型体存在外，还有H2CO3 、CO3两种型体存在，根据物料平衡规律，平衡时则有如下关系： [1]化合物溶于水时，产生带正电荷和负电荷的离子，不论这些离子是否发生化学反应而生成另外的离子或分子，但当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,即溶液总是电中性的。这一规律称为电荷平衡，它的数学表达式叫电荷等衡式(CBE)。 [1]由上述二例可知，中性分子不包含在电荷等衡式中。一个体系的物料平衡和电荷平衡是在反应达到平衡时，同时存在的。 1．在酸碱平衡体系中选取质子基准态物质，这种物质是参与质子转移有关的酸碱组分，或起始物，或反应的产物。 2．以质子基准态物质为基准，将体系中其它酸或碱与之比较，哪些是得质子的，哪些是失质子的，然后绘出得失质子示意图。 3．根据得失质子平衡原理写出质子平衡式。 [1]例如：一元弱酸HAc，它在溶液中只能以HAc和Ac-两种型体存在。设其总浓度为c mol·L-1 [1]在H2C2O4溶液中存在有H2C2O4、HC2O4-和C2O42-三种型体，设其总浓度为Cmol·L-1 [1]在HCl溶液中存在以下解离作用： [2]解一元二次方程，得一元强酸精度计算式为 [3]一般只要HCl溶液的浓度c≥10-6mol·L，就可以忽略水的解离，可近似求解。 练习 例：计算pH=5.0时，HAc溶液（0.1000mol/L） 中HAc和Ac-的分布分数及平衡浓度 解： H2C2O4 HC2O4-+ H+ HC2O4- C2O42- + H+ 讨论 Ka一定时，δ0 ，δ1和δ2与[H+ ]有关 pH ＜ pKa1，H2C2O4为主 pH = pKa1， [H2C2O4] = [HC2O4-] pKa1 ＜ pH ＜ pKa2 ， HC2O4-为主 pH = pKa2， [HC2O4-] = [C2O42-] pH ＞ pKa2，C2O42-为主 H3PO4 H2PO4 - +