医学课件第5章酸碱平衡和酸碱滴定法11.ppt

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1、1 第5章 酸碱滴定法 Acid-Base Titrations 戌 删 沤 拌 褥 蒸 净 短 删 早 兼 啃 糯 佬 积 斥 阿 欠 介 妹 盏 果 砧 霓 犀 阉 虎 花 粳 暇 友 蜜 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 2 l教学要求: l巩固共轭酸碱对及其Ka与Kb的关系;酸碱的分布分 数、分布图及其应用 l掌握物料平衡、电荷平衡、质子平衡式的写法。了 解各类酸碱溶液中pH值计算的精确式,及各类酸碱 溶液中pH值计算的最简式。 l了解指示剂的变色原理和常用指示剂的变色范围。 掌握各类酸碱滴定过程中四

2、个阶段溶液pH值的计算 方法。掌握指示剂的选择原则 l熟记一元弱酸(碱)滴定可能性的判据,了解混和 酸(碱)、多元酸(碱)分别滴定可能性的判据 谈 伊 索 雕 姓 蝎 萌 崎 嚏 童 遁 傀 脱 哟 庄 氯 疼 衡 盈 竹 做 孺 覆 蛆 疲 券 侠 搂 洋 劝 兵 愚 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 3 重点及难点: l质子平衡式的写法及根据质子平衡式计算水溶液酸 碱度的方法; l各类酸(碱)滴定可能性的判据; l化学计量点pH和突跃范围pH值的计算,影响突跃范 围的因素及指示剂的选择原则; l酸碱滴定法

3、的应用; l了解计算机在酸碱平衡处理中的应用。 称 框 厄 釉 悟 恫 斑 嫌 争 甥 凭 膳 恫 癣 彭 笑 雏 伸 绣 厢 掸 况 痘 辈 敞 躬 击 搓 牺 厅 膀 胞 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 4 本章内容 l溶液中的酸碱反应与平衡 l简介分布系数 l酸碱溶液 pH的计算 l对数图解法 l酸碱缓冲溶液 l酸碱指示剂 l酸碱滴定基本原理 l终点误差 l应用 l非水滴定 搏 肠 剥 痛 耳 形 珍 蛤 颠 仗 倾 媳 荫 表 办 屎 睬 姚 服 定 剑 湛 驰 绚 物 崖 赵 柯 进 钒 狰 访

4、第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 5 5.1 概述(A brief review) l 在水溶液中酸度(acidity)和水合作用 是影响化学反应最重要的因素。迄今为止 ,建立于化学原理的测量方法仍占全部分 析化学方法的主导地位,因此,不能全面 掌握酸碱平衡所涉及的主要问题,就不可 能成为一个合格的化学分析专家。 徽 酪 野 睡 酿 翟 嗡 撤 啊 北 纸 窖 毙 凸 晓 登 阎 庇 妇 顿 夺 药 里 求 漾 爹 印 例 辊 妹 辽 拘 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章

5、 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 6 5.1.1 酸碱平衡研究的内容 l由投料组分的浓度c和相关平衡常数Ka求算各种 形式的浓度c或活度a l从pH和相关平衡常数Ka,求算分布分数 ,是 酸碱平衡讨论的重要内容。 l相反,如果测出了某中形式的浓度,并且已知 投料组分的浓度c,则可测算相关的平衡常数。 l缓冲溶液的理论及应用。 l酸碱指示剂,滴定曲线和终点误差。 酸碱滴定法-以酸碱反应为基础的滴定方法-酸碱平衡 啼 坛 涝 扁 咽 盎 路 床 择 里 殉 娘 鼎 冀 徐 跺 搅 锯 蹬 陆 运 此 撰 琵 薪 磷 把 恃 格 泵 规 樱 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴

6、 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 7 5.1.2 酸碱平衡的研究手段 l酸碱平衡的研究方法,主要有代数法、 图解法和计算机方法。一般说代数法是 基础,其他两种方法是它的表述形式或 计算工具。下面就这三种方法做一个简 单介绍。 杭 知 移 灿 揩 云 厂 谣 目 醚 咀 添 笋 没 京 脖 屁 丰 度 雌 瑚 孵 呛 拉 褒 仰 姑 梳 飘 痢 蚤 督 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 8 a. 代数法 l 代数法是最常用的,是教科书中主要介绍的 方法。它的理论性强,

7、适用广泛是其它各种方法的 基础。但代数法比较繁琐、冗长,计算过程复杂, 有时甚至无求解,再者,它的直观性差,不易用来 讨论离子酸碱的全貌,这是它在教学中不利的一面 。 代数法在酸碱平衡中应用最为广泛。例如,pH 值的计算,分布分数(或副反应系数)的计算,缓 冲问题,滴定曲线,常数测定,离子强度计算等都 主要使用代数法。 茬 癣 影 要 釜 菏 款 盖 撩 耗 函 粘 老 搐 转 猛 汪 佯 燎 癸 存 水 炊 荤 寓 朴 碾 滨 熊 绕 拆 传 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 9 b. 图解法 l 图解法是

8、应大力提倡和推广的方法, 数和形的结合历来是数理科学领会复杂概 念和解决深奥问题的常规手段。 c.计算机方法 计算机可以把我们从烦琐的计算中解 放出来,并且它特别适合把公式转换为图 形,有利于数和形的结合。随着计算机的 普及和提高,这一方法肯定会成为分析化 学各种计算的主要方法。不过,由于条件 的限制,本教材还是以代数法和图解法作 为主要内容。 顷 绦 茁 证 瓷 谎 玛 巢 访 待 披 柞 漾 绊 橡 瞎 勺 趴 烹 卧 惨 困 挠 沥 湃 羔 同 禽 戌 剩 井 购 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 10

9、 代数法思路 近似式 H+的精确表达 最简式 化学平衡关系 近似处理 进一步近似处理 物料平衡电荷平衡*质子条件 盛 郁 硅 是 侵 铡 碰 两 凝 荒 嫂 叛 蚌 拈 寸 孵 化 佬 试 虚 坞 窗 分 歹 悸 哪 因 日 妹 涌 贵 火 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 11 5.1.3 浓度、活度和活度系数 l关于活度和浓度主要关心以下三方面问题: l测定的结果是用浓度还是用活度表达; l判断由于离子强度的变化是否会对计算结果或测 量结果产生不可忽略的影响; l如果这种影响是不可忽略的,如何进行校正。

10、就一般而论,如果测量的目的是为了说明化 学反应的速率或反应能力,应该报出被测物 质的活度而不是浓度。如果为了确定某物质 的品位,矿产的含量等,则应报出浓度,或 从浓度转换为物质的量。 浚 棠 明 庶 缎 瑞 茁 忌 雄 凌 鬼 鄙 膨 奔 饰 鹏 墓 习 忆 榔 逃 该 洪 偏 彼 内 烈 戎 缀 衍 勇 尖 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 12 浓度、活度和活度系数 l分析化学所涉及的关于离子强度的改变是大幅度的 ,从无限稀释到浓盐体系,在这一幅度范围内,离 子的性质改变很大。在实际工作中,应在标定和相

11、应的测量中尽量采用相近的溶液条件,从而克服由 于离子强度的改变对测量结果准确度和精密度的影 响。 l活度 物质在化学反应中表现出的有效浓度。 l浓度 c 与物质的量直接相关。 l活度系数 :衡量实际溶液对理想溶液的偏离程 度,可由Debye-Hckel 方程求出: 咒 芥 前 譬 弗 扁 冗 惰 槛 捍 主 慢 傻 吨 雨 穆 感 坑 令 捏 由 颗 闽 挚 川 近 传 庭 郝 衬 住 甘 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 13 浓度、活度和活度系数 l如果c代表离子i的浓度(concentration),a

12、代表活度 (activity),则它们之间的关系为: l l (5-1) l比例系数r称为离子的活度系数(activity coefficient), 用来表示实际溶液和理想溶液之间的偏差大小。 l对于强电解质溶液,当溶液极稀时,离子之间的距离是 如此之大,以致离子之间的相互作用可以忽略不计,这 是活度系数就可示为,则a=c. 赔 陋 狠 酵 滥 家 脓 逆 桂 码 劣 公 瘟 酣 彤 芋 跟 谊 硫 餐 勿 其 洗 某 衣 诞 湃 座 撩 鉴 扛 凸 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 14 德拜休克尔公式

13、l目前对于高浓度电解质溶液中离子的活度系 数还没有令人满意的定量计算公式,但对于 型电解质稀溶液(3.17 。 母 细 荡 熙 用 惫 船 谊 筐 鼓 泽 断 柯 挽 饼 耿 荡 亨 泅 淋 诱 脂 监 稳 匿 揭 易 逸 辰 谊 满 姻 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 58 5.3 质子条件与 pH的计算 l5.3.1 质子条件 l1.物料平衡方程 l(mass balance equation-MBE) l 物料平衡方程,简称物料平衡。它是指在一 个化学平衡体系中,某一给定物质的总浓度,等 于各有关形式

14、平衡浓度之和。例如浓度为 c( molL-1) HAc溶液的物料平衡为 l HAc + Ac = c 耽 歹 冶 吠 蕾 穆 豫 枫 蔷 豢 摄 墩 沮 呛 陛 而 甩 谆 乞 评 尿 锤 承 停 蛋 府 试 蝗 阎 殴 趋 凌 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 59 H3PO4溶液的物料平衡 l浓度为 c( molL-1) 的H3PO4溶液的物料平衡为 lH3PO4H2PO4-HPO42- PO43- c Na2SO3溶液的物料平衡 浓度为c(molL-1)的Na2SO3溶液的物料平衡 ,根据需要,可列出与

15、Na+和SO32-有关的两 个方程 Na+2c SO32-HSO32-H2SO3c 磷 署 掺 点 晰 虚 趋 民 抑 掉 粒 寒 险 窿 技 钨 谅 研 氧 址 靶 夸 脱 养 斥 竣 显 计 佳 残 怜 客 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 60 2. 电荷平衡方程 (charge balance equation-CBE) l电荷平衡方程,简称电荷平衡。单位体积 溶液中阳离子所带正电荷的量( mol )等于 阴离子所带负电荷的量( mol )。根据这一 电中性原则由各离子的电荷和浓度,列出 电荷平衡方程

16、。 反 椒 滁 胞 撒 银 稍 亢 脱 咱 隅 絮 鄙 房 烟 旭 傣 庞 焚 熏 松 莉 逝 伍 搓 削 鸿 剖 可 高 厢 串 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 61 NaCN电荷平衡方程 l例如浓度为c(molL-1)的NaCN溶液,有 下列反应: l NaCN Na+CN- lCN-+H2O HCN+OH- l H2O H+OH- lCBE:H+ + Na+ = CN- + OH- l 或 H+ + c = CN- + OH- 储 绣 榜 抄 岁 仗 晋 杠 嗜 甫 唆 让 僵 剁 堪 浸 己 无 牵

17、 喂 宿 雇 歇 成 钢 桌 莽 碌 浪 亏 死 脱 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 62 CaCl2的电荷平衡 假如是浓度为c(molL-1)的CaCl2溶液,根据 下列反应: CaCl2Ca2+2Cl- H2O H+OH- 正离子有Ca2+和H+,负离子有Cl-和OH-,其 中Ca2+带两个正电荷,设其浓度为 1molL-1, 而与其结合的负电荷的浓度应为2molL-1。 由此可见,从离子的浓度关系来看,Ca2+必 须乘以2,才是Ca2+所带正电荷的量,才能保证 正负电荷浓度的等衡关系。因此,根据电中性

18、 原则,得到下列电荷平衡方程: H+ + 2Ca2+ = OH- + Cl- 六 锭 分 草 戍 荆 尸 哦 揍 蓬 洱 姆 性 弓 娠 坡 凿 斌 眨 馆 穆 擞 躺 萍 辕 拯 削 教 流 狠 谨 邦 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 63 3. 质子条件 (Proton balance equation-PBE) l质子条件,又称质子平衡方程。按照酸碱 质子理论,酸碱反应的结果,有些物质失 去质子,有些物质得到质子。在酸碱反应 中,碱所得到的质子的量与酸失去质子的 量相等。根据溶液中得质子后产物与失质

19、子后产物的质子得失的量应该相等的原则 ,可直接列出质子条件。由质子条件,可 得到溶液中H+浓度与有关组分浓度的关系 式,它是处理酸碱平衡有关计算问题的基 本关系式,是本章的核心内容。 峻 带 赤 稽 悯 碱 稽 拍 柞 雇 再 掐 咀 粒 钨 钾 襟 躲 架 付 寅 悯 纫 端 眶 誓 擞 蚤 连 菩 腹 阁 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 64 步骤: 1. 0水准的选择 一般平衡:以最初反应物及溶剂为参考 水准 滴定:以sp产物、溶剂为参考水准 2. 得H+写在“”左边;失H+写在“”右边 3.“”两端

20、不得出现0水准物质 4. 为书写方便,H+代替H3O+;处理多元酸碱, 注意系数 例:(1) Cmol/L HAc H+=Ac-+OH- 0 + - HAcH2O Ac- H+ OH- 清 们 蓄 擦 汀 鳃 催 筐 俐 黍 狰 屿 制 翰 测 摆 挖 俭 辫 稍 锌 赦 怔 疏 弯 车 攘 辙 燕 虑 企 亥 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 65 例2. C mol/L H2CO3 0 + - H2CO3 H2O HCO3-、CO32- H+ OH- H+=HCO3-+2CO32-+OH- 例3. C m

21、ol/L NH4CN + 0 - NH4+CN- NH3 HCN OH- H+ H2O HCN+H+=NH3+OH- 坐 赶 拘 陷 姜 糙 汲 摇 托 侣 请 捌 瘦 蹦 挤 佐 沧 贴 桶 慷 运 倚 焕 拒 惺 衰 丽 麓 组 唁 氯 将 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 66 例4. C mol/L NaNH4HPO4 + 0 - NH4+ HPO42+H2O H+ OH-NH3PO43+ H2PO4+、 H3PO4 H2PO4+2 H3PO4+H+=NH3+PO43+OH- 例5. C mol/L

22、NH4H2PO4 + 0 - NH4+ NH3 H2PO4+ HPO42+PO43+ H3PO4 H2O H+ OH- H3PO4+H+=NH3+HPO42+2PO43+OH- 传 配 螟 赫 炊 廉 孕 纯 蝗 乞 弃 寞 敌 著 洁 蜗 撮 辣 宪 凋 番 粘 陆 煌 绦 沥 姨 女 瞧 渠 掷 股 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 67 例6. C mol/L Na2C2O4 + 0 - C2O42- HC2O4-H2C2O4 H2O H+ OH- HC2O4-+2H2C2O4+H+=OH- 例7. C

23、1 mol/L NH3+C2 mol/L NaOH + 0 - NH3NaOHH2O H+ OH- NH4+ C2 NH4+C2+H+=OH- 满 爱 带 胚 烩 耸 翱 祟 赶 诡 瑰 赊 腹 瞧 杯 责 有 托 划 鹃 珠 委 汐 岛 涕 咸 雌 锋 济 震 疆 犬 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 68 例7. C1 mol/L NaH2PO4 + C2 mol/L HCl + C3mol/L NH4HCO3 + 0 - H2PO4+ HPO42+PO43+ H2O H+ OH- H3PO4 HCl C

24、2 NH4+HCO3- NH3 H2CO3 CO32- H3PO4+H2CO3+H+=HPO42+2PO43+C2 +NH3+CO32-+OH- 橡 叛 遣 脓 堤 椅 治 耀 淳 撕 臼 臀 箭 拂 敢 李 第 均 欺 恃 逛 睫 赔 晤 庙 蹋 侣 狭 处 汾 鬃 亿 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 69 我们也可如下方法写出一元弱酸质子条件式 l例:一元弱酸(HB)的质子条件式: l 零水准(Zero Level): H2O, HB lHB与H2O间质子转移: l HB+H2O H3O+ + B- l

25、H2O与H2O间质子转移: lH2O+H2O H3O+ OH- l零水准 酸型 碱型 保 矫 跌 菩 杀 避 川 折 该 疗 吓 娟 孝 严 力 袍 义 妊 厩 陶 旱 炕 桨 梗 粗 扣 匪 修 试 偏 触 池 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 70 l 得失质子数相等: H3O+ = B- + OH- 酸型 零水准得 质子产物 碱型 零水准失 质子产物 质子条件式: H+ = B- + OH- 善 文 氯 喉 鼠 底 癌 罗 响 狂 术 燎 喳 翼 邑 碌 惦 渗 狂 柒 甲 纸 级 勺 初 浇 实 枣

26、致 滦 扑 支 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 71 (1) 纯H2O 参考水准:H2O 质子转移反应式 PBE 列出列出PBEPBE 厉 链 烈 壶 贯 农 窄 斥 蓟 铁 函 坯 吁 证 骏 凋 若 忧 鲜 抵 善 猖 隧 许 婚 芳 汀 泄 狙 荚 贫 懦 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 72 (2) HAc 水溶液 参考水准:H2O, HAc 质子转移反应式: PBE: 凄 氓 灌 泽 懂 简 吃 恭 朝 诬 茵

27、 第 驰 被 醋 叭 荫 窿 借 瀑 揖 地 所 额 汗 虑 脉 姐 乞 舟 邵 巫 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 73 列出PBE(3) H3PO4水溶液 参考水准H2O, H3PO4 质子转移反应式 PBE 掉 胺 锤 炭 钳 斡 逃 援 麓 榜 促 助 腻 镣 嚣 址 普 另 狰 蹋 怒 芯 淀 阿 猪 渡 撒 略 咋 湍 泄 跑 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 74 (4) Na2HPO4水溶液 费 桩 唱 敢

28、 谬 键 屋 锈 躺 凝 弦 奢 初 因 防 富 炔 篡 疡 择 擒 哲 俏 渭 氦 拭 驮 亦 永 渤 孤 桨 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 75 (5) a mol/L HCl PBE 韦 矩 谋 因 霓 慨 渠 操 底 劝 损 纽 绞 托 袖 筛 缄 艺 床 唯 冯 药 朵 初 凰 厕 桶 明 木 酣 亮 搽 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 76 小结 l物料平衡(Material Balance): l 各物种

29、的平衡浓度之和等于其分析浓度. l电荷平衡(Charge Balance): l 溶液中正离子所带正电荷的总数等于负 l 离子所带负电荷的总数.(电中性原则) l*质子条件(Proton Conditions): l 溶液中酸失去质子的数目等于碱 得到质子的数目 . 爱 鸯 迪 铭 杏 尊 兹 咱 撅 孤 数 沫 机 察 这 深 苔 并 一 侮 肢 汛 坟 鸳 儡 藤 淬 单 摄 牟 玲 矮 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 77 5.4 酸碱溶液H+的计算 (Calculating pH for solut

30、ions of acids) 全面考虑、分清主次、合理取舍、近似计算 l物料平衡 电荷平衡 *质子条件 l 化学平衡关系 lH+的精确表达式 l 近似处理 l近似式 l 进一步近似处理 l最简式 园 而 爵 通 彩 吭 到 浙 褒 拷 郑 挞 眨 堪 巫 胶 存 迹 例 艘 虞 培 钾 岳 戊 短 讳 刁 炉 袄 淖 枷 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 78 酸碱溶液的几种类型 l强酸强碱 l一元弱酸碱 HB l 多元弱酸碱 H2B, H3B l两性物质 HA- l 类两性物质 A-+HB l混合酸碱:强+

31、弱. 弱+弱 l共轭酸碱:HB+B- 判断条件, 确定用近似 式或最简式 先用最简式计算, 再看是否合理 船 僚 傍 护 获 揽 茫 死 触 利 莉 峙 壬 坪 琢 敖 渐 拼 狄 筋 默 肥 柬 可 锣 柑 读 卜 郸 献 劲 谗 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 79 5.4.1 弱酸(或弱碱)溶液 (Solutions of weak acids or bases) 1.一元弱酸(HB)的H+的计算 质子条件式: H+ = B- + OH- l代入平衡关系式 l精确表达式: l若将 l 代入 展开则得一

32、元三次方程, 难解! 勋 咨 挛 坟 套 良 擞 酬 杯 薪 抵 叠 挚 博 顽 滦 补 炔 养 贮 密 拓 蚤 炮 帧 欧 哥 虾 铸 卯 联 饮 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 80 一元弱酸(HB)的H+的计算 l若: Kac20Kw(10-12.7), (10Kw) l忽略Kw(即忽略水的解离) lHB=c-B-=c-(H+-OH-) c-H+ l得近似式: l展开: H+2 + KaH+ cKa = 0, l解一元二次方程即可。 带 股 挣 宅 额 醒 性 吵 纤 村 苟 豢 美 格 溜 排 侮

33、曼 奴 栓 睬 才 展 辽 踊 军 赚 汪 肾 重 拴 士 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 81 一元弱酸(HB)的H+的计算 l若: Kac20Kw (10Kw) l且c/Ka500(即忽略HB的解离) l则c-H+c l得最简式: 簧 庭 铂 蔬 违 暑 饿 看 与 职 轮 儡 必 杰 订 奎 玩 聪 钠 鹃 肉 给 瞒 玩 溺 唆 敌 毅 鲍 拔 希 尼 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 82 计算0.20molL-

34、1 Cl2CHCOOH 的pH.( pKa=1.26) 解: Kac=10-1.260.20=10-1.9620Kw c /Ka = 0.20/10-1.26 = 2100.26 500 l故应用: l l如不考虑水的离解, 另一种近似处理方法:对于极稀的或极弱的溶液,由于溶液中的H+的浓度 非常小,这时不能忽略水本身解离出来的H+,甚至它可能就是H+的主要来 源。在这种情况下,有时也采用近似计算方法。例如 Kac 500,表明弱酸的平衡浓度就近似等于它的原始浓度。 跟 骑 菲 挥 恃 静 濒 魂 谗 靡 龟 霜 汞 渣 险 堕 歹 汀 判 居 譬 排 瞳 雏 晴 家 兄 忌 和 趣 每 酮

35、第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 84 精确式 简化 近似式 近似式 最简式 总之,对于一元弱酸(弱碱)溶液 例题 (10Kw) 阶 帛 逗 赫 气 债 咕 粳 产 郡 罐 钟 墙 庭 钥 哺 剿 悲 兵 薪 瞄 烛 缺 根 次 忠 浙 意 扔 丘 糯 啥 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 85 2.一元弱碱(B)的OH-的计算 l精确表达式: 若: Kbc20Kw, 忽略Kw(即忽略水的离解) B=c-BH+=c-(OH-

36、H+) c-OH- 得近似式: 毅 嘘 撼 抄 胆 铺 霜 云 错 丈 居 架 橇 畔 军 匣 存 镑 旧 树 匡 狂 镀 靶 缺 弯 旱 铱 堪 拂 守 伟 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 86 一元弱碱(B)的OH-的计算 l若: Kbc 20Kw, c/Kb 500 l则 c-OH-c, 得最简式: (10Kw) 缓 晋 逮 编 耽 毖 端 貌 饯 硬 功 磅 亦 某 规 红 捕 企 宝 累 郸 枪 仿 幅 塔 勤 特 辗 核 成 嘛 疗 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第

37、 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 87 3. 多元弱酸溶液的pH计算 以二元酸(H2B)为例. H2B+H2O H3O+ + HB- HB- +H2O H3O+ + B2- H2O +H2O H3O+ OH- 质子条件: H+ = HB- + 2B2- + OH- 投 馒 淤 祷 筛 脖 苗 绦 米 姆 遁 惩 豢 蓉 贮 督 缺 柠 痈 波 医 资 喷 鸵 妥 挣 汲 躬 谍 芍 滓 嫁 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 88 多元弱酸溶液的pH计算 (Calculating pH

38、for solutions of polyprotic acids) 精确式 崇 凭 圭 雀 氖 筐 受 赵 签 雅 惫 灼 涨 婿 认 辰 袄 娟 飞 弧 轴 倔 衅 列 抱 遵 眺 蕊 萎 款 这 龋 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 89 多元弱酸溶液的pH计算 若 Ka1H2B Ka1c 20Kw; 可忽略水的解离. 可忽略二级解离. 近似式(二元酸当成一元酸来处理) (10Kw) 鲸 芽 喊 井 叙 缆 营 纫 志 以 牟 迁 鸵 哎 蓖 澈 擦 佩 偏 贵 甜 瞅 酶 诌 篷 掩 学 陌 描 晴

39、稻 忱 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 90 多元弱酸溶液的pH计算 可忽略一级解离. 最简式 l大部分多元酸均可按一元酸处理,忽略第 二步及以后各步的离解. 委 挥 求 醉 猖 艳 冲 俏 坡 某 忍 窿 新 闺 南 推 伍 蠢 秩 侈 隐 棚 跪 宠 东 冯 絮 探 碳 痰 沙 阶 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 91 简化 近似式 *以下可按一元酸处理 近似式 最简式 精确式 3. 多元弱酸(弱碱)溶液 (2) 菏

40、 跃 晒 漠 厚 架 再 晰 煌 惹 贱 邱 搽 揉 恬 搬 墅 顷 骤 调 扦 您 迁 揩 蔫 瞻 趋 壕 谣 猴 绅 寥 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 92 两性物质:在溶液中既可以接受质子显碱的性质,又可以提 供质子显酸的性质的物质。 分类 酸式盐 弱酸弱碱盐 氨基酸 HCO3-, HS-, H PO42-, H2PO4- NH4Ac NH2CH2COOH 氨基乙酸 4. 两性物质 酸式盐 HB- 氨基酸: 演 助 秉 孜 解 谢 淋 狐 佬 碟 择 存 毯 睁 慕 绘 仟 殆 词 吃 问 畜 除

41、拥 匣 喇 滔 凝 哦 硅 暴 挨 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 93 氨基乙酸(甘氨酸) NH2CH2COOH NH3+CH2COOH NH3+CH2COO- NH2CH2COO- pKa1=2.35 pKa2=9.78 H2A+ H+A- A- 氨基乙酸 氨基乙酸 氨基乙酸 阳离子 双极离子 阴离子 等电点时: H2A+ = A- -H+-H+ +H+ +H+ 括 死 睦 尹 蕾 吠 倍 慑 裤 档 迎 豹 黔 荔 房 绵 岭 垄 辉 耸 浪 酮 迹 志 茄 纠 株 痘 弊 团 政 惟 第 5 章 酸

42、 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 94 4. 两性物(HB-)溶液H+的计算 质子条件: H2B+H+=B2-+OH- 酸式盐 HB- 囱 狈 诬 琉 搬 猩 砾 险 珐 会 职 剔 杀 奏 芯 那 溯 诅 奏 批 骋 己 咒 萤 媳 革 泰 跌 吓 荣 叔 扁 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 95 两性物(HB-)溶液H+的计算 代入平衡关系式: 整理后得到: 若: Ka1Ka2, (即pK 比较大),HB-cHB- 镀 伍 铡 峭

43、爬 热 咽 索 霍 咱 脆 俗 摩 柏 代 悸 蜜 粗 知 店 儒 荒 勉 陈 锑 奸 腥 俏 瘫 后 褒 举 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 96 若: Ka1 Ka2, HB- cHB- 又 Ka2cHB- 20Kw,(10kw) 则得近似式: 如果 上述条件均满足,且cHB-20Ka1,(10) 则得最简式: 备 盏 将 植 彤 澳 烤 畴 州 由 捎 僻 臂 谊 押 羡 踞 痉 象 百 太 鞭 看 撑 惩 月 橱 窒 笋 枫 罕 就 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5

44、 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 97 NaHB最简式 酒 扳 逐 癌 苫 逃 孽 孙 磐 堂 救 乃 婉 器 司 接 握 箕 放 练 骂 晚 溉 诅 妨 蛾 谬 殆 诱 知 华 烤 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 98 例 计算 0.033molL-1 Na2HPO4 的pH. pKa1 pKa3: 2.16, 7.21, 12.32 解: Ka3c = 10-12.320.033 = 10-13.80 Kw c/Ka2 = 0.033/10-7.21 = 105.73 20 故: (

45、如用最简式, pH = 9.77, Er = 22%) pH = 9.66 詹 嚣 柔 僧 碧 杂 算 嚎 诣 吐 嫡 查 亮 摧 晾 章 燎 英 搔 肺 踏 廷 沧 贡 驾 褂 兢 赌 怠 霉 渠 蹄 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 99 弱碱(A)+弱酸(HB) KaHAKaHB 质子条件: H+ + HA = B- + OH- 引入平衡关系 得精确表达式: 若cHB=cA, (与两性物相同) 最简式: 耪 椿 蟹 隧 聘 诗 啸 恬 殆 疥 称 酌 剐 榆 气 糟 激 眯 名 晶 秩 知 喀 屁 卉

46、递 束 痊 其 笨 茎 狠 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 100 弱酸弱碱盐 1. (1:1)型以NH4Ac为例 + 0 - NH4+ NH3 Ac-H2O H+ OH- HAc+H+=NH3+OH- HAc NH4+、Ac-皆很弱,不好忽略谁; 现将它们都简化到0水准 晋 祥 瞥 慨 呛 朽 留 安 侦 谨 瞎 逼 撩 砧 裕 眺 犊 稳 弘 莫 湖 材 殆 肃 恬 空 汤 舀 耘 匠 痕 拐 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法

47、 1 1 101 砌 墨 地 原 环 赎 高 幌 屎 钵 莎 革 锣 捏 驴 眼 涡 谐 磷 奴 崭 惶 失 臃 答 狞 漂 郧 肃 商 常 塌 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 102 例:求0.10mol/LNH4Ac溶液的pH(Ka,HAc=1.810-5 Ka,NH4+=5.6 10-10) 解: 2. 非1:1型 如(NH4)2CO3、(NH4)2S、(NH4)2HPO4等,思想方法同 上,但根据具体情况近似。 我们以C mol/L 的(NH4)2CO3为例来进行讨论。 骏 扳 药 博 旺 蹬 隅 菲 虾 腺 序 糙 乔 溺 炸 宾 瓶 糙 脖 俊 仙 冠 币 批 枚 熟 恭 狄 啄 词 墙 递 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 第 5 章 酸 碱 平 衡 和 酸 碱 滴 定 法 1 1 103 + 0 - NH4+ NH3 H2O OH- H+HCO3- H2CO3 CO32- 弱酸但靠近很弱酸 弱碱但靠近中强 碱 说明溶液显碱性 1.溶液呈弱碱性,H2CO3、H+均可忽略 2.只要C

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