学习教学教案第三章酸碱滴定.ppt

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1、第三章酸碱滴定分析法酸碱平衡酸碱指示剂滴定曲线和指示剂的选择酸碱滴定分析的应用酸碱滴定法（acid-basetitration）:以质子传递反应为基础的滴定分析法，是滴定分析中最重要的方法之一。应用的对象：一般酸、碱以及能与酸、碱直接或间接发生质子转移反应的物质。一、酸碱质子理论1.几个概念酸：凡能给出质子的物质是酸，如HCl、HAc、NH4+、HPO42-等；碱：凡能接受质子的物质是碱，如Cl-、Ac-、NH3、PO43-等。共轭酸碱对：酸失去质子后变成相应的共轭碱；而碱接受质子后变成相应的共轭酸。如下式表示

2、：碱质子酸HB+-B称为共轭酸碱对B+H+=HB+§1酸碱平衡2.酸碱反应的实质酸碱反应的实质是两对共轭酸碱对之间的质子传递。而质子的转移是通过溶剂合质子来实现的溶剂合质子是H+在溶剂中的存在形式，若以SH表示溶剂分子，HA代表酸，酸和溶剂作用生成溶剂合质子的过程可表示为：HA+SHSH2++A-例如，盐酸与氨在水溶液中的反应HCl+H2OH3O++Cl-NH3+H3O+NH4++H2O总式HCl+NH3NH4++Cl-酸碱反应实质上是两个共轭酸碱对之间的质子的传递反应，其通式为：其中酸1与碱1为共轭酸碱对；酸

3、2与碱2为共轭酸碱对。以下各类型的质子转移，均可看作是酸碱反应:酸的离解：如HAc+H2OH3O++Ac-酸1碱2酸2碱1碱的离解：如NH3+H2OOH-+NH4+碱1酸2碱2酸1酸碱中和：如HCl+NH3NH4++Cl-酸1碱2酸2碱1盐的水解：如NaAc+H2ONaOH+HAc碱1酸2碱2酸1注意：HAc+H2O＝H3O++Ac-可简化为HAc＝H++Ac-，这是完整的酸碱反应，与酸碱半反应区别开。13.共轭酸碱对的Ka和Kb的关系①以一元弱酸在水中的离解HA+H2O=H3O++A-HA的共轭碱A-在水溶液

4、中的离解即Ka·Kb=Kw或pKa+pKb=pKw=14结论：酸的强度与其共轭碱的强度是反比关系。酸愈强（pKa愈小），其共轭碱愈弱（pKb愈大），反之亦然。即Ka·Kb=Kw或pKa+pKb=pKw=14②多元酸在水中分级电离，存在多个共轭酸碱对。例如：Kb12、3Kb2Ka2Ka1由此可见：最强的共轭酸HnA的Ka1对应着最弱的碱Hn-1A-的Kbn；最强的碱An-的Kb1对应着最弱的酸HAn-1的Kan。二、酸度对溶液中型体分布的影响1.酸的浓度和酸度酸的浓度：即酸的分析浓度，是指在一定体积溶液中含有某种

5、酸溶质的量，包括已离解的酸和未离解的酸的浓度，用c酸表示，指总浓度。平衡浓度：达平衡时，某种型体的浓度，用ceq(某酸)表示，or[某酸]表示。酸度：溶液中的氢离子的平衡浓度[H+]或ceq(H+)，当其值<1mol•L-1时，常用pH表示物料平衡(materialbalance)，指在一个化学平衡体系中某组分的分析浓度等于该组分各种存在型体的平衡浓度之和，其数学表达式叫做质量平衡式，又称物料平衡式。例如c=0.10mol•L-1H3PO4溶液的物料平衡式：[H3PO4]+[H2PO4-]+[HPO42-]+[

6、PO43-]=0.10mol•L-1又如c=0.20mol•L-1HAc溶液的物料平衡式为：[HAc]+[Ac-]=0.20mol•L-12.酸碱的分布系数分布系数：在弱酸（碱）溶液中各型体存在的平衡浓度与溶液的分析浓度的比值，称为分布系数，用δ表示。表示：该型体的浓度占所有型体总浓度的百分率。例：0.20mol•L-1HAc溶液中，若[Ac-]=0.19mol•L-1，则：HAc=0.20－0.19=0.01mol•L-1δHAc=0.01/0.20=0.05δAc-=0.19/0.20=0.95①一元弱酸溶

7、液中各型体的分布系数以HAc为例:HAcH++Ac-可以看出：当[H+]=Ka即pH=pKa时，δHAc=δAc-=0.50[H+]↑,δHB↑，δB↓δ只与[H+]及Ka有关，而与其总浓度c无关。参见p60图3-1②多元弱酸溶液中各型体的分布系数以二元弱酸H2A为例，推导：同理：推广：HnA弱酸溶液中各型体的分布系数：••••••③一元弱碱溶液中各型体的分布系数，以NH3为例NH3+H2OOH—+NH4+④多元弱碱溶液中各型体的分布系数••••••3.酸度对酸碱型体分布的影响对于一定的酸（碱），分布系数是溶液

8、酸度的函数。如果以pH值为横坐标，分布系数为纵坐标，可绘制各种酸碱的δ-pH曲线。δ-pH曲线表示酸度对各型体分布的影响。①一元弱酸溶液：以HAc为例，其δ-pH曲线见p60图3-1。a.[H+]↓，pH↑,δHA↓,δA-↑;b.[H+]=Ka时，即pH=pKa时，δHA=δA-=0.5c.pHδA-d.pH>pKa时,δHA<δA-②多元酸溶液以草酸H2C2O4