第8章 酸碱平衡和酸碱滴定

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1、西北大学精品课程·重点课程·学科核心课程----无机化学与化学分析第8章酸碱平衡和酸碱滴定Chapter8Acid-baseequilibriumandAcid-basetitration教学要求1.熟悉弱酸、弱碱水溶液的质子转移平衡;2.了解水溶液中酸碱各种组分的分布系数概念;3.掌握各类酸、碱及缓冲溶液pH值的计算方法;4.了解各类离子与水的作用机理;5.了解酸碱指示剂的作用原理、变色点和变色范围等概念;6.掌握强酸（碱）滴定强碱（酸）或弱碱（酸）的滴定曲线、滴定突跃大小及其影响因素指示剂的选择原则;7.了解滴定方式及应用实例。课时分配（8学时）1

2、.弱酸、弱碱水溶液的质子转移平衡（3学时）+计算溶液的H3O浓度的精确式、近似式和最简式水解和水合，水解常数2.缓冲溶液（2学时）3.酸碱滴定原理、滴定方式和应用实例（3学时）酸碱指示剂，滴定曲线，滴定原理，滴定突越范围，直接滴定法，间接滴定法8.1弱酸、弱碱水溶液的质子转移平衡-3在稀的水溶液中,强酸和强碱是完全电离的。例如,在c(HCl)等于0.01mol·dm的+-3-3水溶液中,c(H3O)也等于0.01mol·dm。HAc这样的弱酸则不同,c(HAc)等于0.01mol·dm+-3的水溶液中,c(H3O)不等于0.01mol·dm。本章讨论的

3、酸碱平衡实际上是弱酸和弱碱在水中发生的质子转移平衡。8.1.1一元弱酸和弱碱的质子转移平衡水溶液中布朗斯特酸(HB)的质子转移反应及其平衡常数：-+HB+H2OB+H3O--3+-3{c(B)/mol·dm}·{c(H3O)/mol·dm}K○一a=————————————————————西北大学精品课程·重点课程·学科核心课程----无机化学与化学分析-3{c(HB)/mol·dm}由于c(B-)=c(HO+),设HB的起始浓度为c(HB),一○30Ka的表达式可写为：+-32{c(H3O)/mol·dm}K○一a=—————————————————

4、—————-3+-3{c0(HB)/mol·dm}－{c(H3O)/mol·dm}+当HB的浓度不是很低(意味着c0(HB)值不是太小)而酸度又较弱(即弱酸,c(H3O)值很小)的情况下,上式分母中两项之差值近似地等于c0(HB)。由此得到计算弱酸水溶液中氢离子浓度的公式：+-3−3θc(H3O)/mol·dm={c0(HB)/mol⋅dm}⋅Ka(8.1)布朗斯特碱与水之间存在类似的平衡：+-B+H2OHB+OH-式中的B可以是中性分子(如NH3)，也可以是阴离子(如Ac)。按照上述同样的方法处理弱-碱在水溶液中的质子平衡,可得到计算弱碱溶液中OH离

5、子浓度的公式：--3−3θc(OH)/mol·dm={c0(HB)/mol⋅dm}⋅Kb(8.2)式中K○一b为碱的平衡常数。【例题8.1】乳酸(CH3CHOHCOOH，存在于酸奶之中)大量用于毛纺工业(染色)和鞣革工业(中和皮革中的石灰),其K○一＝1.37×10-4(25℃)，试计算0.10mol·dm-3乳酸水溶液的pH值。a解答:将题给条件代入式(8.1):+-3-3c(H3O)/mol·dm=3.7×10+-3-3pH＝－lg{c(H3O)/mol·dm}＝－lg(3.7×10)＝2.43节5.1.3已经建立起这样的概念：酸的酸性越强，其共轭

6、碱的碱性就越弱，反之亦然。这暗示,酸的K○一a与其共轭碱的K○一b(碱K○一b与其共轭酸的K○一a)之间存在着一定的关系。-以HAc和Ac这对共轭酸碱为例：--3+-3{c(Ac)/mol·dm}·{c(H3O)/mol·dm}-+○一HAc+H2OAc+H3OKa=————————————————————-3{c(HAc)/mol·dm}-3--3{c(HAc)/mol·dm}·{c(OH)/mol·dm}--○一Ac+H2OHAc+OHKb=————————————————————--3{c(Ac)/mol·dm}K○一a和K○一b相乘得：K○一·

7、K○一=K○一(8.3)abwpK○一a+pK○一b=pK○一w(8.4)K○一w是水的质子自递常数(Autoprotolysisconstant)，又叫水的离子积常数(Ionproductofwater)。化学书籍和文献中往往只给出酸的K○一a或pK○一a，共轭碱的K○一b或pK○一b可根据这两个公式计算。-13【例题8.2】某弱碱B的摩尔质量为125g·mol，在25℃时取0.500g溶于50.00cm水中，所得溶液的pH西北大学精品课程·重点课程·学科核心课程----无机化学与化学分析值为11.30，试计算B的K○一b。解答:(1)求浓度c0(B

8、):0.500g-3c0(B)=—————————————=0.0800mol·dm-1-33