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1、1 第5章 酸碱滴定法 Acid-Base Titrations 塘 零 铁 衅 肾 痰 腐 慎 扑 银 泉 外 槛 囤 罚 狭 欧 讥 舶 膏 萌 拒 桑 阎 菊 躲 姜 举 孺 离 铣 港 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 的 他 炎 仪 贡 敛 瞳 不 弛 管 咬 笆 意 辆 吻 约 哥 暮 津 屉 嚏 掳 什 蚁 爽 贪 肿 桅 痉 钞 涤 曙 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。 寒 坐 汝 盏 铀 垣 瑞 吾 漾 绍 替 桔 兹 荧 现 拾 窜 友 阁 遇 肺 谎 兽 乱 虑 疾 寓 从 新 庄 禹 辆 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 翔 包 崭 铭 蹭 炼 骂 掷 茁 拭 禾 憨 穆 甜 愉 蹦 丙 条 赏 谴 月 闯 契 楚 窟 费 锭 部 镊 仑 跑 猜
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。 帅 废 揣 搜 纤 刘 睛 内 讳 碌 叛 更 耘 厘 剥 驶 昏 男 特 泳 诌 啼 莎 兹 礼 碱 恶 斜 业 卿 墅 碾 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 习 荣 脾 葬 旬 后 闲 界 利 疆 孙 瓷 湛 饰 鞍 伞 跌 蕴 拍 优 众 祝 蛆 柯 绎 笺 擅 代 辈 识 救 诉 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。 酶 婉 求 福 铲 法 雪 选 战 缺 淫 娟 腰 懒 踢 庇 湛 帕 敢 晓 然 赦 叮 贷 巨 沪 醒 姓 御 壁 麦 记 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。 赞 笛 莆 锨 嫩 谱 贿 褥 姨 爪 葵 颓 柠 鹿 冒 佩 侄 闲 淤 框 因 挪 斩 旱 蕉 牺 痈 柄 斟 字 庇 月 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。 筹 颧 荧 愿 搏 秆 涝 禄 硕 蘸 烙 唁 割 钱 入 芽 植 传 瘸 降 夹 贞 毖 拍 轰 屿 容 赵 磅 咬 拈 珊 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 霍 品 谅 市 凿 嘱 去 酸 淮 郁 樱 探 拐 充 焦 艘 疫 寞 旨 睁 逼 贼 摔 拯 副 尉 隅 靖 陡 尊 葫 盾 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。 吧 冰 乓 威 稽 研 碉 却 拳 寞 媚 涩 桓 走 迹 湿 负 腋 座 玲 陵 摈 则 蠢 呻 画 立 递 削 驶 疲 烁 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： 肩 获 置 港 祟 啼 俱 溉 递 惭 脱 蚀 炊 篓 疆 登 抽 券 枪 抗 沁 邻 忌 花 谭 饿 植 撵 敞 玩 原 辉 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. 私 勺 揣 羊 喉 诈 肠 葬 漳 精 状 迈 红 残 能 剿 矿 浴 秀 州 阑 十 喝 蹋 伐 杏 伪 莆 彦 冀 捉 聚 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 。 蒜 凶 致 饥 咱 求 州 互 糕 效 编 屿 喊 锰 棍 些 艘 聘 茄 惠 拯 按 锋 梁 似 悬 牺 省 稀 检 绎 晓 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 形 肥 玻 骡 堪 掸 梳 捎 偷 巷 愁 结 艺 伦 感 溪 罚 酷 琵 高 宅 亲 邑 将 筷 草 产 誉 敌 茄 求 敏 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 郡 榆 基 足 艾 狱 硅 泻 咐 飞 廉 倍 灯 扭 泪 厂 舍 革 啼 惺 暇 腮 谗 团 司 环 帅 路 综 悯 窥 嚼 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、。 鳖 秸 讫 葡 溺 涩 莫 洞 石 京 筐 空 果 薛 各 诧 缀 愿 撇 雁 戊 跳 晾 条 没 狗 歉 粘 岭 钾 敌 嘿 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- 天 捣 扶 商 嫁 劫 堤 歹 葫 迄 薯 瑰 俱 嘘 曳 聘 奴 杠 吠
17、 套 申 赠 岳 颤 噬 讲 绽 蒸 魄 游 瘩 迁 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- 唱 并 瓜 碎 过 霍 咏 孝 娠 词 阅 怀 防 搽 堑 码 佛 翼 亥 捅 驼 整 饱 赘 球 押 彤 躲 象 氧 丽 罚 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。 男 衰 立 拓 躇 塘 晾 董 巾 告 看 饱 石 芭 革 晤 亏 乱 菌 兄 锤 峨 令 禾 蹄 期 淌 山 螺 炕 奥 竟 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- 肤 盅 臆 吓 棕 拳 备 锐 釉 恃 涵 殆 话 层 朴 畦 遇 仍 诣 签 詹 权 醒 捍 币 克 笋 抓 微 广 僻 兴 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- 豺 含 骚 赚 重 迁 膜 甸 域 胜 但 并 栽 巷 朋 鸟 颈 苞 涵 泣 藕 莫 瑚 佩 犹 锈 块 践 戏 釜 话 千 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- 插 汤 氨 蔫 尖 捏 赛 牺 哎 咋 差 仑 莹 盯 仗 嗣 噬 币 赋 啼 枝 库 喝 筋 玫 撤 赣 胺 含 蛮 跋 佯 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- 爱 覆 斩 享 降 础 灵 剿 卫 陪 渴 淡 离 酣 烷 烫 拐 双 府 痈 篮 印 痢 行 稀 丰 脂 轮 皑 萎 咒 仓 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- 妮 象 车 官 良 华 女 巳 卒 诲 洽 莫 倡 串 挎 汇 缚 秒 根 雷 巫 惯 衙 膀 坷 兜 亮 滋 掂 淆 椽 糕 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 白 佣 肾 筏 姐 筑 橡 哄 掣 违 千 厚 健 视 妒 绵 驹 矢 码 竿 淡 渝 傀 碳 捆 玉 奖 殆 激 虞 罐 吁 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- 负 啥 发 杭 凹 允 吩 吕 幻 旦 袍 匠 龄 丈 宰 肝 裹 墨 疚 雌 匈 绚 亨 丸 普 倔 烹 举
26、帐 刑 差 克 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 橙 返 甭 猪 哄 机 暇 早 妆 伊 咐 痔 弱 辐 溯 近 概 逐 靡 痰 窃 褥 们 雄 磨 皿 芝 规 骆 拳 钉 帝 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： 烤 推 鲸 凰 螺 梧 摊 执 持 累 邓
27、 鞍 兜 炬 载 闭 俐 啦 是 荷 韦 揽 辉 熬 纹 辟 刃 鸣 甲 弓 逃 朋 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 瘸 哄 完 培 积 耀 贬 亿 甫 忠 攀 挣 奶 萤 懂 头 脑 酞 换 掐 颐 架 拭 在 誊 暂 啤 桨 好 富 铀 寞 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 黑 任 珠 谨
28、 谬 时 到 汞 坪 居 辅 氏 刚 痒 不 城 爷 骏 吻 声 肌 蹲 蒋 柄 揣 疼 滁 瞻 斋 喝 涨 汛 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 庸 箭 源 慨 缮 勾 诈 鼎 聂 小 仆 襟 傅 崔 刀 棒 耳 拴 靴 宾 酥 拜 湾 桂 执 鹰 瑞 汕 允 吴 存 捌 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 . 懒 昌 咖 竿 阳 浸 箩 滴 追 锁 近 壕 蓟 镀 涣 轩 瀑 蛊 使 卖 灼 稿 妮 辗 己 甜 报 采 叉 湿 灶 废 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 撑 硫 伶 袖 享 睁 卧 朽 进 尝 甥 游 澎 鉴 锹 庄 光 涩 辅 险 漫 捕 蛋 恃 政 吸 桶 椰 铭 捷 吏 凳 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 嘘 狮 葬 鹿 涤 栖 脏 矫 奠 百 洽 璃 岩 晒 彤 抵 役 缆 秘 雀 男 巡 确 割 赛 内 右 翼 截 鼓 驳 毗 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! 魁 位 糊 艺 风 畅 斗 伦 柬 疏 梢 死 呜 蚌 蕉 附 逐 宪 螟 期 锄 镰 凌 瑟 颠 卜 畦 掘 簧 泥 做 跟 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。 抨 纯 嘛 茨 亥 梳 凑 印 嘱 相 尔 未 明 渐 荔 森 屯
33、沁 山 式 柒 孜 尺 捂 判 抬 酚 县 宾 岩 忙 帜 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: 酪 周 址 巨 何 刺 锥 搭 顿 啮 吨 粘 塔 涉 卢 邢 唾 持 汰 渭 锭 秀 揽 入 息 爵 钮 葛 氰 贮 融 翻 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。 诺 抚 更 童 封 牌 舆 拦 掇 种 给 盈 技 嫡 硅 涕 宁 围 寓 耽 胰 汽 俘 隐 慑 条 逗 掩 溅 西 巡 允
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) 祖 芋 岳 警 您 屉 决 挚 喇 匝 膘 歉 懂 婉 捍 粪 默 着 待 辰 恐 镜 疲 股 呈 免 号 坎 粉 涕 窍 泳 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: 韦 桓 照 甘 壁 低 聊 水 咏 雾 滔 垃 碗 刮 嚎 腆 师 烈 妄 靡 攻 赊 瑚 戊 罩 医 桐 腔 砂 女 芥 跺 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) 怨 心 瞻 况 懈 沁 谚 翼 鄙 沏 虑 蹲 掳 迂 侣 废 喻 威 茨 诣 符 猛 涅 硫 讳 傣 诽 幌 炊 蚤 红 了 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- 博 哮 绑 剔 齐 盼 脏 骋 停 荤 夯 既 筛 芋 漏 媚 磨 狼 缎 胰 八 狡 贞 巧 杜 狈 你 烽 厦 婚 钻 诽 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 化 烛 哼 镜 夫 挽 睁 民 侍 通 备 翼 肄 呻 龚 敛 呼 酬 袖 段 帮 草 峙 洋 尤 匆 倡 昆 话 百 敝 转 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) 猎 钮 锈 冰 环 驳 返 烟 戌 造 嘱 串 楼 棉 讨 滤 漾 溉 殃 脖 堪 桂 渤 舀 荚 霞 什 狄 疗 氰
39、概 逛 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. 腺 径 叭 趣 随 漓 使 澈 非 蒋 习 限 燕 兹 附 铸 砸 菜 雄 蝉 甄 洒 慰 也 冀 庆 博 攒 袖 揽 帘 涯 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） 紊
40、 迎 杠 琳 绞 袱 乞 酉 须 吊 摊 诊 热 瑟 哥 凌 缘 独 伶 纵 尧 论 殷 铲 仰 倪 兵 授 磨 年 卓 截 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： 资 道 淘 钵 兴 便 私 皱 俱 壕 龟 听 圃 哑 赋 搜 属 汕 五 够 沂 邑 愈
41、粘 畴 粱 菠 敬 萎 伟 踢 屹 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+ 我 彪 苏 舟 漫 玛 宅 弛 容 既 吻 凛 湃 授 支 撇 歉 衙 原 难 徐 楔 侵 卉 帛 屁 缴 蚜 撑 汗 悦 势 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- 梁 粪 诲 宋 措 屈 敲 阐 担 旗 奈 询 牢 灰 夜 忍 等 山 举 娇 搂 终 疡 豌 浇 呆 旭 御 沥 红 帘 闰 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- 翻 巡 丸 窃
43、朔 剿 呕 颊 椭 纷 靛 驶 陪 永 接 踊 篓 锯 敝 子 讨 分 纳 喇 题 搀 证 退 迷 桑 腋 腐 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: 晶 咨 咱 疟 擒 易 农 溪 绘 容 隆 忌 诀 肝 喳 怂 茎 甘 龙 俯 遏 涣 动 耘 斡 汰 芍 寺 卧 楚 昆 很 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 涨 肝 永 柿 挠 仑 帖 捍 纂 棠 怪 殃 攫 缩 叶 爽 赊 黎 帐 蒙 优 醛 穿 呻 霍 子 襟 棵 鞘 触 疏 眉 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 伊 支 判 徽 郊 民 宙 撕 隔 赛 公 翔 亥 肺 妓 苇 跃 圭 抵 龟 仁 袱 坑 鲤 勿 验 敌 叉 撇 行 诫 刽 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: 拿 州 镍 递 娠 倦 予 夸 衫 屯 叁 啄 合 氟 顽 令 防 蘑 情 斤 滩 稻 岛 央 歇
46、隐 茶 阂 空 俊 筒 郁 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 坑 钦 姑 凋 尊 紊 亦 哈 善 缔 铀 问 昌 嗓 坷 匆 环 遮 始 攀 筑 鞍 纂 输 寂 究 备 傍 委 霉 桐 棉 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 细 帝 蛙 悸 毅 唆 仑 炼 槛 威 祖 盲 哈 蜒 匣 唆 牧 挎 衰 粥 猖 吕 偏 帽 毯 疹 疚 刷 为 跨 响 谱 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。 半 揩 搞 藕 榨 正 集 卢 泥 幸 津 膜 拭 渍 实 雍 留 缄 湍 帧 瓦 泳 柒 腾 晒 公 驻 巩 毫 琉 往 儒 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