[工学]第四章酸碱滴定法.ppt

第四章 酸碱滴定法 什么是酸碱滴定法？ 利用酸碱反应进行滴定的一种分析方法，又叫中和滴定法。 酸碱滴定法的应用: 测定酸、碱、酸式盐、碱式盐、酸碱度等等。 酸碱反应的特点： 一般非常快速，能够满足滴定分析的要求； 酸碱反应的完全程度同酸碱的强度以及浓度等因素有关， 酸、碱越弱，或浓度越小，反应的完全程度就越差， 所以在讲授酸碱滴定法之前需对酸碱的强弱、浓度的计算作较深入的了解. 第一节、溶液的酸碱平衡 什么是酸？ 水溶液中电离产生的阳离子全部是[H+]的化合物。 什么是碱？ 水溶液中电离产生的阴离子全部是[OH－]的化合物。 此为酸碱电离理论-阿累尼乌其斯（Arrhenius） 局限性： 一、酸碱质子理论 1923年丹麦Brфnsted提出 什么是酸？ 酸：能释放H+的物质 什么是碱？ 碱：能接受H+的物质。 表示：酸(A) ，碱(B)，质子(H+) 酸是质子的给予体，碱是质子的接受体。 一个酸给出质子后余下的部分自然就是碱，因为它本身就是与质子结合的。它们的关系如下： HA A－ ＋ H＋ （ 酸） （ 碱） （质子） 这里HA与A－ 为共轭酸碱对 共轭酸碱体系 这样的反应叫酸碱 半反应 例： 总结： 酸、碱可以为阳离子、阴离子，也可为中性分子。 同一物质在不同的条件下，可以是酸，也可是碱。 酸、碱可以认为是同一物质在质子得失过程中的不同状态，单一物质不可定性。 类似于氧化还原物质的电子得失。 有的物质，既表现酸，也表现为碱，所以它是两性物质。 酸碱质子理论不仅扩大了酸碱的范围，还可以把酸碱离解作用、中和反应、水解反应等，都看作是质子传递的酸碱反应。 由此可见，酸碱质子理论更好地解释了酸碱反应，摆脱了酸碱必须在水中才能发生反应的局限性，解决了一些非水溶剂或气体间的酸碱反应，并把水溶液中进行的某些离子反应系统地归纳为质子传递的酸碱反应，加深了人们对酸碱和酸碱反应的认识。 但是酸碱质子理论不能解释那些不交换质子而又具有酸碱性的物质，因此它还存在着一定的局限性。 其他酸碱理论 Lewis理论 　　凡能给出电子对的分子、离子或原子团叫做碱；凡能接受电子对的分子、离子或原子团叫做酸。 　　尚未为人所接受 Van Siyke学说 　　H+以外的阳离子Na+、K+、Ca2+、Mg2+等都称为碱离子 　　OH－以外的阴离子Cl － 、HCO3 －等称为酸离子 酸碱反应是两个共轭酸碱对共同作用的结果。 简化式的写法： 水是两性溶剂。 水的质子自传递过程。 水的质子自传递反应。 水的质子自传递常数KW KW ＝ [H3O+] [OH－] = [H+] [OH－] ＝ 1.0×10-14(25℃） 酸碱质子理论中无“盐”的概念。 二、酸碱的强度 酸给出H+越多，能力越强则酸性越强。　　　　　　 碱接受H+越多，能力越强则碱性越强。 以HAc为例： HAc ＝ H+ + Ac- Ka越大，pKa越小，酸性越强 Ac- + H2O ＝ HAc + OH- Kb越大，pKb越小，碱性越强。 Ka和Kb是成反比的，而Ka和Kb正是反映酸和碱的强度， 在共轭酸碱对中，酸的强度愈大，其共轭碱的强度愈小； 碱的强度愈大，其共轭酸的强度愈小。 三、质子条件和质子等衡式 酸碱反应达到平衡时，酸所失去的质子数应等于其共轭碱所得到的质子数。 得失的质子数以mol(H+)表示时，失去的mol(H+)数目应等于它的共轭碱的平衡浓度乘以该酸在反应中所失去的质子数； 某种碱所得到的mol(H+)数目应等于它的共轭酸的平衡浓度乘以该碱在反应中所得到的质子数。 质子等衡式PBE可根据化学反应平衡体系直接写此其方法是： 1．在平衡体系中选取零水准，也称质子参考水准或质子基准态物质，作为计算得失质子数的基准。 零水准就是与质子转移有关的大量物质或者是起始物，或者是反应产物。 2．以零水准为基准将体系中其它酸碱与它相比较，找出哪些碱得质子，哪些酸得失质子，得失的质子各是多少。 3. 根据得失质子数相等的原则，写出PBE。 弱酸及其共轭碱体系的缓冲范围为：pH=pka?1 弱碱及其共轭酸体系的缓冲范围为：pOH=pkb?1 标准缓冲溶液的PH值是在一定温度下准确地经过实验确定的。如用理论计算，必须校正离子强度的影响。常用标准溶液来校正仪器。 四、 酸碱溶液的酸碱度的计算 (一)强酸(强碱)溶液 强酸(强碱)在溶液中全部离解，一般情况下的计算比较简单。 例如,浓度为 c HCl 的盐酸溶液有以下离解: