大学分析化学第七章 酸碱平衡和酸碱滴定法
65页1、第7章 酸碱平衡和 酸碱滴定法,教学要求: 1.掌握共轭酸碱对及其Ka与Kb的关系; 2.掌握各类酸碱溶液中pH值计算的最简式。了解各类酸碱溶液中pH值计算的精确式; 3.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个阶段溶液pH值的计算方法。掌握指示剂的选择原则; 4.熟记一元弱酸(碱)滴定可能性的判据,了解多元酸(碱)分别滴定可能性的判据,7.1 酸碱理论 1887年,S.Arrhenius: 凡是在水溶液中电离产生H+的化合物酸 凡是在水溶液中电离产生OH-的化合物碱 1923年,J.N.Bronsted T.M.Lowry: 一、酸碱质子理论,1.定义:给出质子酸 HAcH+Ac-接受质子碱 Ac-+ H+ HAc 通式:HB = H+ + B-酸 质子 碱 2.共轭酸碱对概念,3.酸碱反应的实质 酸碱共轭体系不能单独存在 HAc(酸1)H+Ac-(碱1) H+H2O(碱2) H3O+(酸2)HAc(酸1)+ H2O(碱2) H3O+(酸2) +Ac-(碱1)实质:质子转移HAc H2OHAc H+Ac-,例:区分下列物质是酸还是碱?并指出共轭酸碱对 H
2、Ac H2CO3 H3PO4 NaAc NaHCO3 NaCO3 NaH2PO4 Na2HPO4 Na3PO4 (C2H5)2NH H2O,又如: NH3在水中的平衡NH3(碱1)+H+ NH4+(酸1)H2O(酸2) H+OH-(碱2)NH3 + H2O NH4+OH-,4.水的质子自递作用及平衡常数,水的两性作用,一个水分子可以从另一个水分子中夺取质子H2O(酸1) +H2O(碱2) H3O+(酸2) +OH-(碱1) 仅在溶剂分子之间发生的 质子传递作用,称为溶剂的质子自递作用 KW= H+ OH- =10-14(25C),二、酸碱反应平衡常数与酸碱强度,酸碱强度与什么因素有关? (1)与该酸碱本身给出或接受质子的能力强弱 (2)与溶剂接受质子的能力如:HCI在水中,强酸,冰醋酸,弱酸,NH3在水中,弱碱,冰醋酸,强碱,在共轭酸碱对中,酸性越强,其共轭碱的碱性越弱,HCI+H2OH3O+CI- HAc+ H2O H3O+Ac-,其共轭碱Ac- 的离解,Ac- +H2O HAc+OH-,pKa+pKb=pKw,例:计算HS-的pKb。已知H2SpKa1=7.24pKa2=14.92
3、,HS-+ H2O H2S+OH-,pkb2,pKa1+pKb2=pKw,pKb2 = pKw- pKa1=14-7.24=6.76,从附表中查出下列物质的pKa或pKb值,写出相应的酸碱型体,并比较酸碱强度。,H3BO3 C6H5COOH H2C2O4 C6H5NH3+pKa=9.24 pKa=4.21 pKa1=1.23 pKa2=4.19 pKb=9.34,H2BO3-,C6H5COO -,HC2O4-,C6H5NH2,H2C2O4,C6H5COOH,C6H5NH3+, H3BO3,7.2 水溶液中酸碱组分不同型体的分布分布曲线,1、分析浓度C 单位体积溶液所含酸或碱的物质量 HAc H+Ac- 2、平衡浓度 某型体平衡时的浓度 CHAc Ac- + HAc 3、分布系数HAC,HAC+ AC-=1,4、分布曲线:分布系数与溶液pH值间的关系曲线,Ca2+C2O42-,沉淀完全程度与何因素有关? H2C2O4的分析浓度 与H有关 C2O42 - H,H, H , C2O42 - ,HC2O4,H2C2O4,CaC2O4,一、分布系数,HA,H+,+ A-,C= HA + A- ,
4、HA=,H2A:H2A、HA-、A2-,在150mLH3PO4溶液中,各型体总量为0.0250mol,问在pH=3.00时,其主要型体的浓度各为多少?,解:已知Ka1=7.610-3 Ka2=6.3 10-8 Ka3=4.4 10-13 pH=3 H3PO4 H2PO4- C=0.025/(150 10-3)(moL),pH=5.0,下列组分哪个关系式正确?,1.H3PO4= H2PO4- 2. H2PO4- = HPO42- 3. H2PO4- H3PO4 4. HPO42- H2PO4- 5. PO43- HPO42- (3)正确,7.3 酸碱溶液pH值的计算,质子条件推出H+计算公式 关键: 质子参考水平大量存在并参与质子转移的物质 质子转移数相等列质子条件式如:HA溶液 HAH2O,-H+,A-,OH-,+H+,H3O+,基准态,失质子,得质子,H+= OH-+ A-,-H+,一、一元酸碱溶液,H+= OH-+ A- 当酸不太弱,CKa10KWH+ A-=C A-,对于多元酸,如果第一级的离解常数比第二级大得多,看成一元酸。,1,二、两性物质溶液,HA-溶液HA-H2O,-H+
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