化学知识酸碱平衡和酸碱滴定法课件.ppt

酸碱平衡和酸碱滴定法酸碱平衡和酸碱滴定法第三章第三章6/14/202213-1 3-1 滴定分析法概论滴定分析法概论一、滴定分析过程和方法分类一、滴定分析过程和方法分类化学计量点化学计量点(sp)滴定终点滴定终点(ep)指示剂（指示剂（In)终点误差终点误差(Et )滴定管滴定管滴定剂滴定剂被滴定溶液被滴定溶液锥形瓶锥形瓶方法介绍方法介绍6/14/20222方法分类方法分类酸碱滴定法酸碱滴定法络合滴定法络合滴定法氧化还原滴定法氧化还原滴定法沉淀滴定法沉淀滴定法6/14/20223ABCDKineticregionEquilibriumregiontimeC化学平衡化学平衡aA + bB = cC + dDKw：水的离子积：水的离子积Ka：酸的解离常数：酸的解离常数Kb：碱的解离常数：碱的解离常数Ksp：溶度积：溶度积Kt：滴定反应常数：滴定反应常数6/14/20224适用于常量组分适用于常量组分(含量含量1%)的测定；的测定；相对误差一般约为相对误差一般约为0.2%，准确度较高；，准确度较高；仪器简单、操作简便、快速；仪器简单、操作简便、快速；有很大的实用价值有很大的实用价值方法特点方法特点6/14/20225二、滴定分析对滴定反应的要求二、滴定分析对滴定反应的要求 1、反反应应必必须须按按一一定定的的方方程程式式定定量量进进行行，即即具具有有确确定定的的化化学计量关系，不发生副反应。

学计量关系，不发生副反应 待测物待测物A与滴定剂与滴定剂B发生如下反应：发生如下反应： aA + bB = cC + dD 表示表示A与与B按物质的量之比按物质的量之比a : b的关系反应的关系反应 计量点时：计量点时： nA : nB = a : b nA：已反应的待测物质的物质的量已反应的待测物质的物质的量 nB: 消耗的滴定剂的物质的量消耗的滴定剂的物质的量6/14/202262、反应必须定量地进行完全、反应必须定量地进行完全，通常要求达到，通常要求达到99.9%以上A + B = R开始时开始时故当故当 ，反应即可定量进行完全反应即可定量进行完全平衡时，转化率为平衡时，转化率为99.9%，反应定量完成，反应定量完成代入则代入则6/14/20227 3、反应速度要快、反应速度要快 如果反应慢，无法确定终点；如果反应慢，无法确定终点； 加热、增加反应物浓度、加入催化剂加热、增加反应物浓度、加入催化剂4、有合适的指示终点的方法、有合适的指示终点的方法 人眼人眼：利用指示剂的颜色变化；：利用指示剂的颜色变化； 仪器仪器：利用溶液体系中某一参数的变化利用溶液体系中某一参数的变化5、试液中若存在干扰主反应的杂质、试液中若存在干扰主反应的杂质 必须有合适的必须有合适的消除干扰消除干扰的方法。

的方法 6/14/20228三、滴定方式三、滴定方式1、直接滴定法、直接滴定法：对于能满足滴定分析要求的反应对于能满足滴定分析要求的反应简便、快速、引入的误差较少，简便、快速、引入的误差较少，最常用、最基本最常用、最基本酸碱滴定法酸碱滴定法络合滴定法络合滴定法氧化还原滴定法氧化还原滴定法沉淀滴定法沉淀滴定法6/14/20229反应较慢反应较慢反应物不溶于水反应物不溶于水没有合适的指示剂没有合适的指示剂Zn2+2、返滴定法、返滴定法、回滴定法、剩余量滴定法、回滴定法、剩余量滴定法NaOHNH4SCN6/14/2022103、置换滴定法、置换滴定法不符合一定的化学计量关系不符合一定的化学计量关系S2O32-反应产物多，不能按确定的反应式进行，不能用反应产物多，不能按确定的反应式进行，不能用Na2S2O3 直接滴定直接滴定K2Cr2O7等强氧化剂等强氧化剂!6/14/2022114、间接滴定法、间接滴定法不能直接与滴定剂反应的物质不能直接与滴定剂反应的物质KMnO46/14/202212四、标准溶液的配制、基准物、基准溶液四、标准溶液的配制、基准物、基准溶液 标准溶液标准溶液: : 具有准确浓度的溶液具有准确浓度的溶液 1. 直接配制直接配制：K2Cr2O7、KBrO3 2. 标定法配制标定法配制：NaOH、HCl、EDTA、KMnO4、I3- 基准物质：基准物质：用以直接配制标准溶液或标定溶液浓度的物质用以直接配制标准溶液或标定溶液浓度的物质 1. 组成与化学式相符组成与化学式相符( H2C2O42H2O、NaCl )； 2. 试剂纯度试剂纯度 99.9%； 3. 稳定稳定( Na2CO3、CaCO3、Na2C2O4等等)； 4. 有较大的摩尔质量；有较大的摩尔质量； 5. 反应时按一定的化学计量关系进行，没有副反应。

反应时按一定的化学计量关系进行，没有副反应6/14/202213选择基准物质的原则选择基准物质的原则选选用用与与被被分分析析试试样样组组成成相相似似的的“基基准准物物质质”来来标定标准液标定标准液例：用例：用HCl滴定混合碱滴定混合碱 NaOH+Na2CO3或或Na2CO3+NaHCO3 可选用基准物可选用基准物Na2CO3标定标定HCl6/14/202214实验室常用试剂分类实验室常用试剂分类级别级别 1级级 2级级 3级级 生化试剂生化试剂中文名中文名 优级纯优级纯 分析纯分析纯 化学纯化学纯英文标志英文标志 GR AR CP BR标签颜色标签颜色 绿绿 红红 蓝蓝 咖啡色咖啡色6/14/2022151、分析化学中常用的量和单位、分析化学中常用的量和单位物质的量物质的量: n (mol、 mmol)摩尔质量摩尔质量: M (gmol-1)物质的量浓度物质的量浓度: c (molL-1)质量质量: m (g、mg)体积体积: V (L、mL)质量分数质量分数: w (%)质量浓度质量浓度: (gmL-1 、mgmL-1)相对分子量相对分子量: Mr 相对原子量相对原子量: Ar必须指明基本单元必须指明基本单元五、滴定分析法中的计算五、滴定分析法中的计算由由于于物物质质的的量量的的数数值值取取决决于于基基本本单单元元的的选选择择，选选择择不不同同的的基基本本单单元元，摩摩尔尔质质量量就就不不同同，浓浓度度也也不不相相同同。

因因此此表表示示物物质质的的量量浓浓度度时时，必必须须指指明明基基本本单元6/14/2022162、标准溶液浓度的表示方法、标准溶液浓度的表示方法物质的量的浓度物质的量的浓度物质的量的浓度：物质的量的浓度：选择不同的基本单元选择不同的基本单元通式通式6/14/202217滴定度：滴定度：每每ml标准溶液所能滴定的被测物质的质量标准溶液所能滴定的被测物质的质量（在例行分析中常用）（在例行分析中常用）TA/T: mg/ml，g/mlTFe/K2Cr2O7 = 0.005000 g/ml: 每每ml K2Cr2O7可以滴可以滴定定0.005000 g Fe2+.若已知若已知V = 21.50 ml，则溶液中，则溶液中Fe的质量为：的质量为：6/14/202218滴定度与摩尔浓度的转换：滴定度与摩尔浓度的转换：与反应计量关系有关与反应计量关系有关6/14/2022193、标准溶液的配制、标准溶液的配制 标定法标定法： 稀释后标定稀释后标定(NaOH、HCl) 直接法：直接法： 用基准物质直接配制用基准物质直接配制(K2Cr2O7)； 准确称量并配成准确体积准确称量并配成准确体积6/14/202220例例：配配制制0.02000 molL-1 K2Cr2O7标标准准溶溶液液250.0 mL，求，求m = ?一一般般做做法法：准准确确称称量量1.471g(0.07%) K2Cr2O7基基准准物物质，于容量瓶中定容，再计算出其准确浓度。

质，于容量瓶中定容，再计算出其准确浓度解：解：6/14/2022214、 标定及滴定计算标定及滴定计算方法一：等物质的量规则方法一：等物质的量规则 必须指明基本单元必须指明基本单元ZA： A物质在反应中的得失质物质在反应中的得失质(电电)子数子数ZB： B物质在反应中的得失质物质在反应中的得失质(电电)子数子数6/14/202222例：例：H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2OH2SO4 的基本单元的基本单元: NaOH 的基本单元的基本单元:等物质的量规则等物质的量规则: 6/14/202223MnO4-的基本单元的基本单元: Fe2+的基本单元的基本单元:等物质的量规则等物质的量规则:例：例：MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O6/14/202224例例：以以K2Cr2O7为为基基准准物物质质,采采用用析析出出I2的的方方法法标标定定0.020 mol/L Na2S2O3溶溶液液的的浓浓度度,需需称称多多少少克克K2Cr2O7?如如何何做做才才能能使使称称量误差不大于量误差不大于0.1%?2S2O32- S4O62-2eCr2O72- 2Cr3+6e解解:Cr2O72- + 6I- + 14H+ = 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O I2+2S2O32- = 2I-+S4O62-6/14/202225如何配制才能使称量误差如何配制才能使称量误差 0.1%?6/14/202226称大样称大样 减少称量误差减少称量误差 准准确确称称取取0.25g左左右右K2Cr2O7于于小小烧烧杯杯中中，溶溶解解后后定定量量转转移移到到250mL容容量量瓶瓶中中定定容容，用用25mL移移液液管管移取移取3份溶液于锥形瓶中，分别用份溶液于锥形瓶中，分别用Na2S2O3滴定。

滴定6/14/202227欲标定欲标定0.10 molL-1 NaOH:若用若用H2C2O42H2O 约约0.15g 应称大样应称大样 若用若用KHC8H4O4 约约0.5g 称小样为好称小样为好比较比较“称大样称大样”、“称小样称小样”两种方法的优劣两种方法的优劣6/14/202228方法二方法二: : 换算因数法换算因数法aA + bB = cC + dD6/14/202229例例：测测定定工工业业用用纯纯碱碱Na2CO3的的含含量量称称取取0.2560 g试试样样，用用0.2000 mol/L HCl液液滴滴定定若若终终点点时时消消耗耗HCl 22.93 mL，问问Na2CO3的质量分数是多少？的质量分数是多少？解：解：6/14/202230例例：病病人人血血钙钙的的检检验验取取2.00mL血血液液，稀稀释释后后用用(NH4)2C2O4 处处理理，使使Ca2+生生成成CaC2O4 沉沉淀淀，沉沉淀淀过过滤滤后后溶溶解解于于强强酸酸中中，然然后后用用 的的KMnO4溶溶液液滴滴定定，用用去去1.20 mL， 试试计计算算此此血血液液中中钙钙的的质质量量浓浓度度 (gL-1)6/14/202231解解:6/14/2022326/14/202233例例：计计算算0.02000 mol/L K2Cr2O7对对Fe、Fe2O3、Fe3O4的滴定度？（的滴定度？（P18，例，例7）6/14/202234A物质的质量分数物质的质量分数 (w) 的计算的计算根据等物质的量规则根据等物质的量规则: : 根据换算因数法根据换算因数法: : 6/14/202235作业：作业：P20 习题习题 1、3、4、7、9、13、18 6/14/2022363-2 3-2 酸碱常数酸碱常数一、酸碱平衡研究的内容一、酸碱平衡研究的内容 由由pH（或（或H+）和平衡常数）和平衡常数K，求出，求出分布分数分布分数 ； 由分析浓度由分析浓度C和平衡常数和平衡常数K，求，求H+或或aH； 由由C与与 ，求算各物种的平衡浓度，求算各物种的平衡浓度 ； 由由C与与 ，求算相关的平衡常数；，求算相关的平衡常数； 缓冲液的理论和应用；缓冲液的理论和应用； 滴定曲线、酸碱指示剂和终点误差。

滴定曲线、酸碱指示剂和终点误差6/14/202237二、酸碱平衡的研究手段二、酸碱平衡的研究手段a. 代数法；代数法；b.b. 图解法；（图解法；（P128，5.4）c.c。