第2章酸碱平衡和酸碱滴定法.doc

第2章酸碱均衡和酸碱滴定法教课目标：化学均衡是滴定剖析法的理论基础，掌握化学均衡及有关计算；认识缓冲作用的原理有关计算；掌握酸碱滴定剖析法的基来源理及应用教课要点：反响均衡常数，散布系数，质子均衡条件及[H+]的近似计算，缓冲溶液的有关计算，会配制缓冲溶液，滴定偏差、滴定突跃、滴定可行性判据，一元弱酸、混淆酸系统的滴定教课难点：均衡常数的计算，[H+]的近似计算，缓冲容量的推导，林邦偏差公式的推导和应用；关于不一样系统[D]eq计算的公式不一样，要点是写出化学计量点产物的质子条件2.1概括酸碱均衡研究的内容1.由投料组分的浓度和均衡常数求算各形式的浓度、活度或pH值2. 由pH值和有关的均衡常数求算各形式的散布分数3. 由某些形式的浓度和投料组分的浓度测算有关的均衡常数4. 缓冲溶液的理论及应用5. 酸碱指示剂、滴定曲线和终点偏差酸碱均衡的研究手段1. 代数法: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，合用宽泛是其余各样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，不易用来议论离子酸碱的全貌，这是它在教课中不利的一面在酸碱均衡中应用最为宽泛。

比如，pH值的计算，散布分数（或副反响系数）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2.图解法图解法是应鼎力倡导和推行的方法，数和形的联合向来是数理科学领悟复杂观点和解决高深问题的惯例手段3.计算机方法计算机能够把我们从烦杂的计算中解放出来，而且它特别合适把公式变换为图形，有益于数和形的联合跟着计算机的普及和提升，这一方法必定会成为剖析化学各样计算的主要方法可是，因为条件的限制，本教材仍是以代数法和图解法作为主要内容离子的活度与均衡浓度活度：电解质溶液中离子实质发挥作用的浓度称为活度，即有效浓度aiici—离子i的活度系数c—均衡浓度浓度极稀的强电解质溶液：i=1中性分子的活度系数i=1离子的活度系数与离子强度：强电解质在溶液中电离为阴阳离子阴阳离子间有库仑引力，所以中心离子为异性离子所包围，使中心离子的反响能力减弱减弱的程度用i来权衡，它与溶液中离子的总浓度和离子的价态有关离子强度：I1ciZi2此中，ci,Zi分别为溶液中第I种离子的浓度和电荷数2i活度系数与离子强度的关系：1Debye-Hückel公式：lgi0.512Zi2I(AB型电解质溶液I<0.1mol·kg-1时)。

1BaI1.B—常数o25C时B=0.003282.a—离子体积常数，约等于水化离子的有效半径，单位pm（10-12m）（可查课本附录、P321）3.I—溶液的离子强度Debye-Hückel极限公式：lgi0.512Zi2I当离子强度较小时（往常I<0.001mol·kg-1）<例2>酸碱反响的均衡常数均衡常数一般是在必定的离子强度下测定的，外推至I=0即为活度常数查察手册时应注意以AmBn为例，浓度常数：Kac[A]m[B]n活度常数：KaaAmaBn[AB]amnAmBn浓度常数与活度常数的关系为：KaAmaBnAmBn[A]m[B]nAmBncmnKc中性分子＝1aKaABaaAmBn[AmBn]AmBnAmBnAmBn如弱酸的离解常数称为酸度常数：HA=H―＋Ac－活度常数：KaaHaA浓度常数：Kac[H][A]HAaHaA1aHA[HA]aHAKaAHAH弱碱的离解常数称为碱度常数：-O=HA+OH-Kb[HA][OH]A+H2[A]均衡常数——滴定反响常数Kt强酸滴定强碱：+-2H+OH=HOKt1Kw11014Kw-水的离子积常数HOH强碱滴定弱酸:HA+--2OH=A+HOKtAAHKaKa是弱酸HA的解离常数HAOHHAOHHKW强酸滴定弱碱：+-=HAKt[HA]Ka1KbH+A[H][A]KW2.2散布分数的计算散布分数的定义：溶液中某酸碱组分占总浓度的分数，以表示剖析浓度：某物质在溶液中各样型体均衡浓度之和。

用c表示均衡浓度：以[]表示一、一元酸溶液以HAc为例:HAc=H＋＋Ac－总浓度c＝[HAc]+[Ac－]2[HAc][HAc]11[H]HAcc[HAc][Ac]1[Ac]/[HAc]1Ka/[H][H]0Ka同理有：[H]1Ac[H]Ka明显：HAcAC1结论：1不过[H+]的函数，知道pH值即可求1，[HAc]=1c，[Ac－]=0c，这是求均衡浓度的一种门路－HAcAc04.74714<例>一元弱碱NH3H2ONH3[NH3][OH][NH4]Kbc[OH]KbNH4c[OH]Kb二元酸溶液草酸HCOc=[HCO]+[HC2O-]+[C2O2-]22422444H2Ka1H0H2C2O42HKa1Ka21HC2O4H2KaKaHKa1KaH211Ka1Ka22C2O422Ka1Ka1Ka2HH3三元酸溶液H3PO42.3质子条件与pH的计算2.3.1物料均衡、电荷均衡和质子条件1.物料均衡方程（MaterialBalanceEquation，简称MBE）化学均衡系统中，某一给定物质的总浓度等于各有关形式均衡浓度之和例：c（mol/l）的HPO溶34液的MBE：[HPO]+[HPO-]+[HPO2-]+[PO3-]=c3424442.电荷均衡方程（ChargeBalanceEquation，简称CBE）单位体积溶液中阳离子所带正电荷的量（mol）应等于阴离子所带负电荷的量（mol）。

例：写出CaCl2溶液的电荷均衡方程CBE：2[Ca2+]+[H+]=[Cl-]+[OH-]。