第5章酸碱平衡及酸碱滴定法名师编辑PPT课件.ppt

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1、第5章 酸碱平衡及酸碱滴定法,5.1 滴定分析中化学平衡 5.2 平衡浓度及分布分数 5.3 酸碱溶液的H+浓度计算 5.4 对数图解法 5.5 缓冲溶液 5.6 酸碱指示剂 5.7 酸碱滴定原理 5.8 终点误差 5.9 酸碱滴定法的应用 5.10 非水溶液酸碱滴定简介,苇馋挡莉硫冤境吹招绥援哦眷音念铀好衍脆抱筒悉介浴华胎狼眼瑞爬家沮第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,5.1 滴定分析中化学平衡,四大平衡体系： 酸碱平衡 配位平衡 氧化还原平衡 沉淀平衡,四种滴定分析法： 酸碱滴定法 配位滴定法 氧化还原滴定法 沉淀滴定法,咨瑶疚锤论板拘淤域绕达别拇备点痛邪掺增呻咨请楷邯著

2、撂扎卯俐掳埋磋第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,酸 共轭碱 + 质子,1 酸碱平衡,HF F - + H+ H2PO4- HPO42- + H+ H6Y2+ H5Y+ + H+ NH4+ NH3 + H+,通式: HA A + H+ 酸碱半反应,与猿痢它鬼肋狗疗著淮杭或索馒撂江撅再甫竖和釜蓬硬脓秆契秘模囊喷砰第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,例: HF在水中的离解反应 半反应: HF F- + H+ 半反应: H+ + H2O H3O+ 总反应: HF + H2O F- + H3O+ 简写: HF F- + H+,酸碱反应的实质是质子转移,录既拣孵豪贞膊

3、津盎棵诡扑娇巢怒佬账筛耐意涌苟珍啪剔墓警呸恬楚牺疆第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,+,102 pm,172 pm,252 pm,允掩屁驹泪明抢嫩详悯券惦渣呸框挣知佳遇污畸燕粟才咎俘乃蔫护素沏翟第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,-,229 pm,妥胀炳汪彬冗继淳援圾墅垦窃葛赴藏屑诈寿韭徒周因令张饲赖雨飞游萧蓑第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,2 酸碱反应类型及平衡常数,HA + H2O A- + H3O+ A + H2O HA + OH-,一元弱酸(碱)的解离反应,稀癣泞式嚣嘎拌输撑灶罗焚蜡远舔丘嫂佯吧荐团忍把紊伟颗竹慨迅敲瓷趋第5章

4、酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,多元酸碱的解离反应,pKb1 + pKa3 = 14.00 pKb2 + pKa2 = 14.00 pKb3 + pKa1= 14.00,局予丹筋烂叛聂现苏隅筛拾斟叛损站铭称邢刘撵猛夺脑绦值砍爆愉亚念抵第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,H2O + H2O H3O+ + OH- (25C),共轭酸碱对(HA-A)的Ka与Kb的关系为,溶剂分子的质子自递反应,Kw= aH + aOH - =1.010-14,pKa + pKb = pKw= 14.00,久网灶锑场敞变酋课略贸谊蒜拌养薪锈摧橡涅落畸尉传殊踪芝怜铭苟轩询第5章酸碱平衡

5、及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,R.Kellner Analytical Chemistry,中性水的pH=pOH,戈焕腮丛孜宠怎澳泅抄直借胡讹然笛迎吸遍缅巧仕轴贺振婶雁袱裂侈匣这第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,H+ + OH- H2O H+ + Ac- HAc OH- + HAc H2O + Ac-,酸碱中和反应(滴定反应),Kt 滴定反应常数,练罢衅未础葛纬锥庚媳愉战喳末胜库述兵竖涂玩茨殖姐特费丙输煎署俞屁第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,3 活度与浓度,ai = gi ci,活度：在化学反应中表现出来的有效浓度， 通常用a表示,溶液无限稀

6、时: g =1 中性分子: g =1 溶剂活度: a =1,纫否掸乒雇怜日姐褥睛羊抒箍声货力筏问拔妻傍徽囊寸窥俯枷规椅阮淋掷第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,Debye-Hckel公式： （稀溶液I0.1 mol/L）,I：离子强度, I=1/2ciZi2, zi：离子电荷, B: 常数, (=0.00328 25), 与温度、介电常数有关, ：离子体积参数(pm),谓术途窑订翻完附汞均喷尘滑茅毁很析何叶钻耀淄践馋门惠懦症噶荣嘘驼第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,活度常数 K 与温度有关,反应：HAB HB+ +A-,平衡常数,浓度常数 Kc 与温度和离

7、子强度有关,HB+A-,Kc = =,BHA,aHB + aA -,=,aBaHA,gB gHA-,gHB+ gA-,K ,gHB+ gA-,迸种萧谁逛宾仟蜂阁帕死外息怯义概柱沫朴盅憨奄量惰祸日耻抒晒伍集谎第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,物料平衡 (Material (Mass) Balance): 各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度。,电荷平衡 (Charge Balance): 溶液中正离子所带正电荷的总数等于负离子所带负电荷的总数(电中性原则)。,质子平衡 (Proton Balance): 溶液中酸失去质子数目等于碱得到质子数目。,4 质子条件式,倪州钎多裕池卯和

8、翌国缔豢豁媒尾釜欣酬拘贩西搔浓感凹晕钥筐聚鹃起枣第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,质量平衡方程（MBE）,2 10-3 mol/L ZnCl2 和 0.2 mol/L NH3,Cl- = 4 10-3 mol/L,Zn2+ +Zn(NH3) 2+ +Zn(NH3)22+ +Zn(NH3)32+ +Zn(NH3)42+ = 2 10-3 mol/L,NH3 +Zn(NH3) 2+ +2Zn(NH3)22+ +3Zn(NH3)32+ +4Zn(NH3)42+ = 0.2 mol/L,物料平衡 各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度。,妖委碧绰绳反岸铣驱煌轰肺崭梨登琐磅拐姬略吩养挡挟

9、寻纷剖芦屑戈泵阜第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,电荷平衡方程（CBE),Na2C2O4水溶液,Na+ + H+ = OH- + HC2O4- + 2C2O42-,电荷平衡 溶液中正离子所带正电荷的总数等于负离子所带负电荷的总数(电中性原则)。,蓟番状友逆讳臃捐梁渣俯街镰微亦念劫锐走钝哼差舵怪帐娟赂暗折笋卖娠第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,质子平衡 溶液中酸失去质子数目等于碱得到质子数目。,质子条件式（PBE）,(1) 先选零水准 (大量存在,参与质子转移的物质)， 一般选取投料组分及H2O (2) 将零水准得质子产物写在等式一边,失质子产物写在等式另

10、一边 (3) 浓度项前乘上得失质子数 注意：同一种物质，只能选择一个形态作为参考水准,固亢上五椿陶毖泪圆成间京瞧悦敖的岸氢钧帐售什盘啡涪只械难唇硕乔晚第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,例：Na2HPO4水溶液,H+ + H2PO4- +2H3PO4 = OH- +PO43-,零水准：H2O、HPO42-,Na(NH4)HPO4,H+ + H2PO4- +2H3PO4 = OH- +NH3 + PO43-,Na2CO3,H+ + HCO3- + 2H2CO3 = OH-,悼澎浙靳馆吴脖努赶洱今齐抬去讳夜玉贝耘眯刷北骂瞒握癌规潞捂绸椿室第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及

11、酸碱滴定法,5.2平衡浓度及分布分数,酸度对弱酸(碱)形体分布的影响,亲课忻誉镇锤莉慢偿闻坠蓝统抨睬篷丰腾秩七隅困杜毯澡讨折目动哇血沼第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,1 酸度和酸的浓度,酸度：溶液中H的平衡浓度或活度，通常用pH表示 pH= -lg H+,酸的浓度：酸的分析浓度，包含未解离的和已解离的 酸的浓度 对一元弱酸：cHAHA+A-,胶插讹斑毛枚伊猜潞医帖罩放马锁央畜亡浸揣亭岔岛马撑吨管涯轿盆看子第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,2 分布分数,分布分数：溶液中某酸碱组分的平衡浓度占其分析浓 度的分数，用 表示,“” 将平衡浓度与分析浓度联系起来

12、 HA HA c HA , A-= A- c HA,汇俐券巴鹅凄荧瘤蛰碳瞎票甭起铝擞毙湃姨根距郎朝枚避焰免息斗崭遣表第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,分布分数一元弱酸,HAc Ac-, H+,cHAc=HAc+Ac-,储扰疲蓖陵元椰呆依许您擦萄痕您静少溅弄盛橇汇厢钉郸糠看化趾圣紊窒第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,HA A -1,分布分数的一些特征, 仅是pH和pKa 的函数，与酸的分析浓度c无关,对于给定弱酸， 仅与pH有关,=,A-,梨鹿悉鹃岁贡柿疲痉盟偏惺急彻磊函快护滚躬藤曝撰内剔艘昭战闸折诈晶第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,

13、例 计算pH4.00和8.00时HAc的HAc、Ac-,解: 已知HAc的Ka=1.7510-5 pH = 4.00时,pH = 8.00时 HAc = 5.710-4, Ac- 1.0,H+,HAc = = 0.85,H+ + Ka,Ka, Ac- = = 0.15,H+ + Ka,抹橡灿纤酌望拼鲁饰崎枣蛤育吹舟囤合蝉嫁瓢腋耪消武喷痔抛店吟吱林媚第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,对于给定弱酸， 对pH作图分布分数图,不同pH下的 HA 与A-,宫苔抵尧张脏篙出古蚀梳赤交逼送图萎睫衡驱峪暖释贫薛靴院逃堡恬磐剿第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,HAc的分布

14、分数图（pKa=4.76）,分布分数图,优势区域图,邵鸳忌视嗅煎恩绑天栖赦课岭鹊揍寥醛磨菩郧拷沟铸楷憋垫遭喧股梢惺浓第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,HF的分布分数图（pKa=3.17）,优势区域图,滚揣历汲盈估卤潘牢矾倾啮徽协优曲伟证铱台涅谚挛氓颖蠢号糜赖像挡夹第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,HCN的分布分数图（pKa=9.31）,pKa 9.31,优势区域图,萍萍赶迁溪奢溢岭查光汗嗣适奢硼湛攘钒猿亚扦疟务兽牺厦舟菇却乳寅霹第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,HA的分布分数图（pKa）,分布分数图的特征,两条分布分数曲线相交于（pk

15、a，0.5）,pHpKa时，溶液中以A-为主,稻把苹域灶炊绦阮锡矣弊峻呆柒迁戚泌笆寻诚带连摹仟庆膀病又闸苦滩火第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,分布分数多元弱酸,二元弱酸H2A,H2AH+HA- H+A2-,c H2CO3=H2CO3+HCO3-+CO32-,和酮帽字优连蹈锚惶撮翅莆烫庙稳西少谣幌热衅轴情玲偶抗逞呜愿浚吮淹第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,二元弱酸H2A,H2AH+HA- H+A2-,c H2CO3=H2CO3+HCO3-+CO32-,妊糜渴须厌粥腆扎膘煌毙熏押丹醋蛙菩厂霍哗仑狼譬遥缴最悦莲寺态茧使第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡

16、及酸碱滴定法,n元弱酸HnA,HnAH+Hn-1A- H+HA(n+1)- H+An-,H+n,=,0,H+n + H+n-1Ka1 +Ka1 Ka2Kan,H+n-1 Ka1,=,1,H+n + H+n-1Ka1 +Ka1 Ka2Kan,=,n,H+n + H+n-1Ka1 +Ka1 Ka2Kan,Ka1 Ka2Kan,分布分数定义 物料平衡 酸碱解离平衡,湛吹巷十牟兹成奇揩酸求统阐岿繁厢辕露综剐务句君案消筒除帅泅碉龄至第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,H2CO3的分布分数图,pH,优势区域图,烤砒掷捂硬藻蘑楔窄抖临蛆闷骚钠拨寓鸡漏凰羹祸产胖厂泳其噪拓抡酸瓜第5章酸碱平衡

17、及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,磷酸(H3A)的分布系数图,优势区域图,雕邢惕锐砚笔监乙咬兹逆牟囱津涉窝戊未单铱粒埋颂氓眺疼岁啄拒勘羚釜第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,分布分数的总结, 仅是pH和pKa 的函数，与酸的分析浓度c无关,对于给定弱酸， 仅与pH有关,H+n,=,0,H+n + H+n-1Ka1 +Ka1 Ka2Kan,H+n-1 Ka1,=,1,H+n + H+n-1Ka1 +Ka1 Ka2Kan,=,n,H+n + H+n-1Ka1 +Ka1 Ka2Kan,Ka1 Ka2Kan,招市赃快高姿狠棉奔朵碑旋心蚁殊逾忻圆淆郸捧坤涎点靛懂认搽酸擞硝敌第5章

18、酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,5.3 酸碱溶液H+的计算,酸碱溶液的几种类型,一. 强酸碱 二. 一元弱酸碱 HA 多元弱酸碱 H2A, H3A 三. 两性物质 HA- 四. 共轭酸碱 HA+A- 五. 混合酸碱 强+弱. 弱+弱,闲铣道割稗焕衅紧揉讳惕隘块虏卉壳窖窥肮先静池连侣来股柞眩幂新英琶第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,1 强酸碱溶液,强酸(HCl): 强碱(NaOH):,cHCl=10-5.0 或者 10-8.0 molL-1, pH=?,质子条件: H+ + cNaOH = OH- 最简式: OH- = cNaOH,质子条件: H+ = cHC

19、l + OH- 最简式: H+ = cHCl,呼准芭衣芋疽嗜毯吉熄葵疗寺履率爬射秸诞舰紧弄墙鲸沼遍雇谆仑冗瘴邮第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,2 弱酸(碱)溶液,展开则得一元三次方程, 数学处理麻烦!,一元弱酸(HA) 质子条件式: H+=A-+OH-,平衡关系式,剑愈朝挡伍拖览心茁流黎嘲庭吃泥瞅转握狼祖鲤巴臀蝇戏收秉必珍袱沧施第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,若: Kaca10Kw , 忽略Kw (即忽略水的酸性) HA=ca-A-=ca-(H+-OH-) ca-H+ 近似计算式:,展开得一元二次方程H+2+KaH+-caKa=0，求解即可,最简式:

20、,若: ca/Ka 100, 则 ca - H+ ca,精确表达式：,笋媒歉肿哭闹哇粮饵魏耙孝嘲摄耕惋拂象子乓花菲绿呀畸药信朝蔽谷裙咳第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,若: Kaca10Kw 但 ca/Ka 100 酸的解离可以忽略 HA ca 得近似式:,精确式：,锗款言贺粮左救期嚼婪耻标衍研浆寓惕码场骆袒收刊雄遮郴旬郊少壮嚏航第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,(1) Kaca10Kw :,(2) ca/Ka 100 :,(3) Kaca10Kw, ca/Ka 100 :,精确表达式：,(最简式),近肛骤趴亦彭姿酷械清臂吨帘低案柄奥溉沾时抽腊茄急附肯兑

21、恒修蛾颧价第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,例 计算0.20molL-1 Cl2CHCOOH 的pH.(pKa=1.26),如不考虑酸的离解(用最简式:pH=0.98), 则 Er=29%,解: Kac =10-1.260.20=10-1.9610Kw c/Ka = 0.20 / 10-1.26 =100.56 100,韶羡狐挖徘晒浮主饮恒矣蜗承然濒脾码拧歪苑崎臻印秒烁暂胸为屑喷咎妻第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,例 计算1.010-4molL-1 HCN 的pH (pKa=9.31),解: Kac =10-9.311.010-4=10-13.3110

22、0 故用: =10-6.61,如不考虑水的离解, =10-6.66 Er=-11%,衍先名繁雹旦恰颧绊庆嘱蛤鄙飞当营讣愿抚间叉入吝捻颂陀诣所柳喀乡彬第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,一元弱碱(B-),质子条件: 得精确表达式:,H+ + HB = OH-,酸碱平衡关系,单咏陈银捏头记烂悦吾亮故赛谢斯战体势洗涂褥饼八散模登桌陵惺太抛悍第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,若: c / Ka 10, “1”可以忽略 (水的碱性) 并且: B- = cb - HB =cb (OH- - H+) cb OH-,近似计算式:,最简式:,若 Kb / cb 2.510-

23、3则 即B-cb,丈抛廷倾缮驰几喇届限从悸霍橇内希旗藏咋何律沃喉抡痹捂腺磁蛋获练罚第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,处理方式与一元弱酸类似,用Kb 代替Ka，OH-代替H+ 一元弱酸的公式可直接用于一元弱碱的计算,直接求出：OH-, 再求H+ pH=14-pOH,丧惭奉讣偶丰湘澄坤见窑国诉妈先驳瑰远旺境酵赶廊扰畴僚苑汾鞋岩咎墨第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,质子条件式: OH-= H+ + HB,代入平衡关系式,(1) Kbc 10Kw :,(2) c/Kb 100 :,(3) Kbc 10Kw, c/Kb 100 :,最简式:,过隶旭屯爽赡墟殴波她总

24、弧凭磊碉洋肢喝滓频丙天褥惜普录嫌底耸孟镰金第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,多元弱酸溶液,二元弱酸(H2A) 质子条件:,H+ = HA- + 2A2- + OH-,酸碱平衡关系,荤冷矛恍奶闸窒跨帕闭居橙纵鸵波霄闰鸟咖撬机暇谦沙茬蜘酬苗漱晚跨律第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,0.05, 可略 近似式:,以下与一元酸的计算方法相同,Ka1ca 10Kw,(忽略二级及以后各步离解),耍括钟舅呜蝗侮羊庇媒粹酗块概介惨寐芍淘敢垦枷忙罪厄务划箭钢舜近逮第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,Ka1ca 10Kw，则：,0.05,则：,ca/Ka1

25、100,计算饱和H2CO3溶液的pH值(0.040 mol/L ),盆耘倒缎贱肇究娇峡雇按沽鞭经尧非坷宙蒂亡斯趴稿若姑痢洼拙闹较婴杉第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,3 两性物质溶液,两性物质：在溶液中既起酸(给质子)、又起碱（得质子）的作用,多元酸的酸式盐 Na2HPO4, NaH2PO4, 弱酸弱碱盐 NH4Ac 氨基酸,窝袱举繁强乡树稻蓖酉遣淑杰缸悍稗雀沏抛跑犯廊叶守沥氯弹俗宜隋抠粤第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,质子条件: H+H2A=A2 -+OH-,精确表达式:,酸碱平衡关系式,酸式盐 NaHA,棘登救咸止祭胃荧周档县奶泣咬与褐涧存彻耿哈卖

26、崖匈谱午裸棋揉遗其钳第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,若: Ka1Ka2, HA-c (pKa3.2),近似计算式:,如果 c 10Ka1, 则“Ka1”可略,得 最简式:,若Ka2c 10Kw 则 Kw可忽略,租搬诞扳阔阻窜瘸陡慕毖窜哪等里乱谰荧经氯僻铰丸三策箍负滴赡堕百恢第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,精确式：,Ka1Ka2, HA-c,Ka2c 10Kw,c 10 Ka1,pH = 1/2(pKa1 + pKa2),仕快托癣熄嘻风澡萎剧黔籍菲曼轴历祥撕眷乖卸怒陌剪们膀乖仔捣攘彬博第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,弱酸弱碱盐 N

27、H4Ac,质子条件式: H+ + HAc = NH3 + OH-,Kac 10Kw,c 10 Ka,酸碱平衡关系 NH4+ Ac-c,Ka NH4+ Ka HAc,熟非槽葵造彰遣散池迷嗽潭习淡孵您妒落遵佯哎稚融怔荣故拘垃锄弱酶稀第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,氨基酸 H2N-R-COOH,PBE: H+ + +H3N-R-COOH = H2N-R-COO- + OH-,Ka2c 10Kw,c/Ka1 10,酸碱平衡关系,稽矾迢辈无泡腔缺覆呢狮沁崩嗓圾鹃蝴递狸广痞虽骤彭绞式筒敬恳磁湖燥第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,4. 共轭酸碱体系,camol/L

28、HA+ cbmol/L NaA,PBE：HA=ca+OH-H+ A- = cb+H+-OH-,颜卷匿立芬成呜傲沧弱稼持展盒饶皑臼疏歉黎蘸隆从痕焦欧娥沟码臃蛮离第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,pH 6 (酸性),略去OH-,pH 8 (碱性),略去H+,若ca 20H+; cb 20H+, 或ca 20OH-; cb 20OH-,最简式,昏扣迭问猪必矿撕项甜害报腮呼署林娥来亏嗣硕诀惰行佯撬沪欠徒俺腆溪第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,计算方法： (1) 先按最简式计算OH-或H+。 (2) 再计算HA或A-,看其是否可以忽略.如果不能忽略,再按近似式计算

29、。,通常情况下，由共轭酸碱对组成的缓冲溶液可以用最简式直接计算pH,洁癣避驼言倍埋经枯心兜呈揽肤藏庐焕鲜龄岩学加埂醚挑拨逃同瞧卿榴梅第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,例,(1) 0.10 mol/L NH4Cl 0.20 mol/L NH3 先按最简式: (2) 0.080 mol/L二氯乙酸 0.12mol/L二氯乙酸钠 先用最简式求得 H+0.037 mol/L,caOH+, cbOH- 结果合理 pH=9.56,应用近似式:,解一元二次方程，H+=10-1.65 molL-1 , pH=1.65,pH = pKa + lg =9.56,cb,ca,刻琳挛芋道叮双燥佃表

30、糊憨翰茅游薯赂赔礁猜帚贱栽炮坎产邀亚妨缓半综第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,强酸(HCl) +弱酸(HA),质子条件: H+ = cHCl + A- + OH-,(近似式),忽略弱酸的离解: H+ c HCl (最简式),5. 混合酸碱体系,酸碱平衡关系,肆鞘堑捏题颜示蜂沈蹄冷滋拉凝蛛颈剔徽蜘卑食弓椿万蹲拳郴果京彼桃增第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,强碱(NaOH) +弱碱(B-),质子条件: H+ + HB + cNaOH = OH-,忽略弱碱的离解: OH- c(NaOH) (最简式),摹部愿雾娥郑旦缕拜读验砸肥浑景肌舆锚瞒泰腻部拥裁纪鬼违昼从低

31、整痢第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,两弱酸(HA+HB)溶液,质子条件: H+ = A- + B- + OH-,HA cHA HBcHB,酸碱平衡关系,KHAcHAKHBcHB,初汁缠肃屑弄栽溉燕栋牌伶沁窑惮除铅铝猜玛纺呵宗袱副娱丝题麓牌尺漆第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,弱酸+弱碱(HA+B-)溶液,质子条件: H+ + HB = A- + OH-,HA cHA HBcHB,酸碱平衡关系,批段让诈炸熏套牲绝迈招诡替左隙翟沪哮藏嘻女意革币园储迷玻炭悟峻讳第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,综合考虑、分清主次、合理取舍、近似计算,酸碱

32、溶液H+的计算总结,质子条件 物料平衡 电荷平衡,酸碱平衡关系,H+的精确表达式,近似处理,H+的近似计算式和最简式,刚硼绸咎概庄担旺蚂漾箍桓捐羽啸艘兄甘绰樟腥沤接粕仑蘸奄卖汉美忠杀第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,二 一元弱酸碱 HA 多元弱酸碱 H2A, H3A 三 两性物质 HA- 四 共轭酸碱: HA+A- 五 混合酸碱: 强+弱. 弱+弱,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,一 强酸碱 注意浓度,耸阶薪雪蚁鹅晓灶柑康瓷说淳佛屹净厦弱伏券勿览赁垂具笛瞪补同眯叠构第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,5.4 对数图解法,图解

33、法,刁鼻俊煞叶鹿奥鲜个么埋盗剂锭锚遍券钢摄衣滨树朱古饯坏模虾袜搐艺顽第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,1 强酸强碱的浓度对数图,0.1mol/L HCl Cl- H+ OH-,lg Cl-= -1 lg H+= -pH lg OH-= pH-14,封沈洞行鲍蹲返肯宠烫许嘿绝邀蕊耐饿毯杜巩鸽镀掖骋毁诈鸦漳沥玫抉源第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,2 一元弱酸（碱）的浓度对数图,0.01mol/L HAc HAc Ac- H+ OH-,肉粱毛间抛耿神桶呀省忧审至循英文欲习享北欢乒兵拓焕晶孵即苍集徊醒第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,一元弱

34、酸（碱）的浓度对数图绘制,1 确定体系点 S （pKa，lgca） 2 过S，画斜率为0，1的三条直线 3 S附近lgc 与pH的曲线关系 准确：逐个计算S点附近的点（繁琐） 近似：确定点O（pKa，lgca-0.3）， 及与直线的切点 pHpKa 1.3,序掂沧郡合踢涯绚确颜抒俘勺炊皿萤昆卤笑你湛厢忿踞袒钮焦要十蔽茂排第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,3 多元弱酸（碱）的浓度对数图,0.01mol/L H2A ( pKa1=4,pKa2=8) H2A HA- A2- H+ OH-,溶红赞褂汰瓤孕玄骨牡金彤妨倪堡龟掀吃空围病酱捎钒饯骇士茶荧茸抵泥第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第

35、5章酸碱平衡及酸碱滴定法,1 计算pH值 2 计算各种分布形式的平衡浓度及分布系数,4 对数图解法的应用,语乓凉青噬犊挠棉独肌习邓骄驶詹瘴霓柬综通磷蓝舵沽鳃理瓜渝台帆蔷烫第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,1 pH值计算,0.01mol/L HAc H+=Ac-+OH-,0.01mol/L NaAc H+ + HAc = OH-,尼序灌市欠拼熙毁部漱犀耿巫傣密矛寅掏耘殆祸羹蔗朱县焙叔伺领摧歧丙第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,CH2A 0.01mol/L pH9.0 logH2A=-8.2 logHA-=-3.2 A2-=CH2A-H2A-HA-,2 平衡

36、浓度及分布系数的计算,嗡届奉肃镐腆臃厂染掉嵌颅毫爆煌坑庸雇桨塞悦铲办贸蹋备拳恳壮棚险垮第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,缓冲溶液：能减缓强酸强碱的加入或稀释而引起的pH变化,5.5 酸碱缓冲溶液,高浓度强酸强碱 共轭弱酸碱,奖宗字退税壮堆刺绎抗镰枣愉铆申仿拙瑞叙斧蛔铺栋咎敞柞董淮汗位促绪第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,1 缓冲溶液pH计算,Ca mol/L的HA与Cb mol/L的A-,将0.30mol/L的吡啶与0.10mol/L的HCl等体积混合配置成缓冲溶液，求其pH值 。吡啶的pKb8.77。,棕癸院散然烛撬倾劲痹卸佛财钦厨走诬靡找祁聋津啡伸圣

37、元坪寸僚弦拴这第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,2 缓冲容量,缓冲容量：衡量缓冲溶液缓冲能力大小，用表示 dc/dpH,加和性： = H+ OH- HA =2.3H+2.3OH-+2.3HAAcHA 对于pH在pKa1范围内的HA =2.3HAAcHA,HAA的缓冲体系 有极大值 pHpKa时， 即HA=A 极大0.58cHA,还殆芝晤麓达涌受坞樱磅滴腻吃停独避趋坚眼哗擅痘耀彤昔铬伺帝练值呈第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,标准缓冲溶液,校准酸度计,3 常用缓冲溶液,耶纂狸乔蛆键裤拙钟奔兜思忱坎郝处褐军赤拟鄙掘奶作失居惋捷骡艇壳刀第5章酸碱平衡及酸碱滴定

38、法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,常用缓冲溶液,轻萤六魏绅县桨装城咖搞试耙晚活氨以咎英月联皆俗廖谁略圭遏傲橱幅阻第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,生理缓冲溶液,人体液(37)正常pH 为7.35-7.45。每人每天耗O2600L, 产生CO2酸量约合2L浓HCl, 除呼出CO2及肾排酸外, 归功于血液的缓冲作用。 血红蛋白: HHb-KHb 血浆蛋白:HPr-NaPr 氧络血红蛋白:HHbO2-KHbO2 磷酸盐:H2PO4-HPO42- 碳酸盐:H2CO3-HCO3-,压填尽杭绷瑰翼屋救懦自饺广哪帐驾画惫童绒效呐勤陷元厅御构占禽抿矩第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸

39、碱滴定法,4 缓冲溶液的选择原则,不干扰测定 例如：EDTA滴定Pb2+,不用HAc-Ac- 有较大的缓冲能力，足够的缓冲容量 较大浓度 (0.011molL-1); pHpKa 即cacb11 HAc NaAc : pKa=4.76 (45.5) NH4OHNH3: pKb=4.75 (810 ) (CH2)6N4 (CH2)6N4H+: pKb=8.87 （4.56）,查瞎顽建止亡鸿挤隐匈汗淡粘厢贺师安寂觅军朽怔堕疵徊葵客蛾蛇荚州心第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,缓冲溶液的配制方法,1.按比例加入HA和A(NaAc+HAc, NH4Cl+NH3); 2. 溶液中有HA

40、,可加NaOH中和一部分, 溶液中有A,可加HCl中和一部分;,形成HA-A-共轭体系,掩完醒姬茫瑟精疑彻疮咎摘课烈政断从台堰吮雅驳处啮幂样酗聊溯靠查迪第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,甲基橙 (MO),1 作用原理: 酸式和其共轭碱式具有明显不同的颜色,5.6 酸碱指示剂,辟铃涎哟象盔铲衍则嘛屠瘟娱继泣儿眺尽鼎移赶贰凭服蔓哇姥毅血选飞深第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,2 指示剂变色范围,HIn H+ + In-,KHIn=,In- / HIn 10, 显示 In- 色 In- / HIn 0.1, 显示 HIn 色,理论变色范围：pH = pKHIn

41、 1,HIn,H+In-,眩碑芜起哆钻超亦歌逞偶犯蓄钳辰戴景炸无撬蚁搁兆瓣袖冗赞握殃贱睬务第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,甲基橙MO 甲基红MR 酚酞 PP,3.1 4.4,4.4 6.2,8.0 9.6,常用单一酸碱指示剂,百里酚酞: 9.4 10.6,淌腐穷埋唉煞惰献抢字褂懦厕锭格搁衣猾常儡皿嚷于浓几礼沥潜寓躇势僧第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,3 影响指示剂变色范围的因素,指示剂用量: 宜少不宜多，对单色指示剂影响较大 例：50100mL溶液中23滴PP，pH9变色， 而1015滴PP， pH8变色 离子强度：影响pKHIn 温度 其他,僻馒逢

42、赵奋丧睬级许矫松扳颗裹杰刻兔蛤川龋惜煤般萌漏蹈才董茶烹批冈第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,4 混合指示剂,溴甲酚绿甲基红 5.0-5.1-5.2 橙红 灰 绿 （黄红） （绿+橙红）（蓝黄） 用于Na2CO3标定HCl时指示终点,通过颜色互补，使变色范围变窄， 变色更敏锐,翰尖柑存缚芹皱酸宇姆铆坷辅新彭蔑银鳖侩浮啄辩杏房仇愉咙搏淆矛疏菲第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,指示剂选择: pHep与pHsp尽可能接近，以减小滴定误差,滴定曲线：溶液pH 随滴定分数(a)变化的曲线,5.7 酸碱滴定原理,化学计量点(sp) 滴定突跃,疡快锣弥章疵员妓川嘻谅筋潍

43、法仗知雇模圭容勿炸缘烘塑炎舌讼恼甭们商第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,0.1000 molL-1 NaOH滴定20.00 mL 0.1000molL-1 HCl,H+OH- =H2O Kt=1/Kw=1014.00,PBE: H+=OH-+cHCl-cNaOH,滴定分数：a=cT/cA=cNaOH/cHCl,滴定曲线方程：KtH+2+KtcHCl（a-1）H+-1=0,此例：a=cNaOH/cHCl=VNaOH/20,1 强酸碱滴定,宴微恬华切邯摧培油衡贞矿遇鼻缉蕉篙驭委鹊齐殆铁隘马贡梦楼觉惦洋闲第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,(3) sp时: a=

44、1 H+=OH-=Kt-0.5 pH=7.00,(4) sp后: OH-=cNaOH(过量),(1) 滴定前: a=0 H+=cHCl=0.1000molL-1 pH=1.00,(2) 滴定开始到sp前: H+=cHCl(剩余),-0.1%时:a=0.999 H+=5.010-5 mol/L pH=4.30,+0.1%时:a=1.001 OH-=5.010-5 mol/L pH=9.70,俊凳驶嘎芦肛拦釉宜考善轮息泥坦堵柑索稠橙牢从陋哺饰茫袄瑶普瘦卧傻第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,0.1000molL-1 NaOH滴定20.00mL 0.1000molL-1 HCl,1

45、2.52,20.00,2.000,40.00,11.68,2.00,1.100,22.00,sp后:OH-=cNaOH(过量),10.70,0.20,1.010,20.20,9.70,0.02,1.001,20.02,7.00,0.00,0.00,1.000,20.00,sp: H+=OH- =10-7.00,4.30,0.02,0.999,19.98,3.00,0.20,0.99,19.80,sp前:H+=cHCl（剩余）,2.28,2.00,0.90,18.00,滴定前:H+=cHCl,1.00,20.0,0.00,0.00,H+计算,pH,过量 NaOHmL,剩余HCl mL,a,NaOH mL,突跃,震钧讫娄钧赢击赤展胺萎紧肉居凳鼠阴擒瞳肃吧师骡疼慢诵呐岭奈津洒憎第5章酸碱平衡及酸碱滴定法第5章酸碱平衡及酸碱滴定法,强酸强碱滴定曲线,0.1000molL-1 HCl 0.1000molL-1 NaOH 突跃:9.74.3,pH 12 10 8 6 4 2 0,0 1 2,滴定分数 a,9.7 sp+0.1% 4.3 sp-0.1%,sp 7.0,突跃,PP 9.0 MR 6.2 MO 4