分析化学—酸碱滴定法-课件.ppt

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1、第四章酸碱滴定法酸碱滴定法是容量滴定分析法中最重要的方法之一，也是其它三种滴定分析的基础。酸碱滴定法是以质子传递反应为基础的滴定分析方法。这种方法的特征是：滴定过程中溶液的酸度呈现规律性变化。因此本章要解决的主要问题是：酸、碱水溶液中的酸度问题。我们先从酸碱的基本概念以及水溶液中酸、碱平衡入手，搞清基本概念，然后再讨论酸碱滴定中酸度计算问题，从而能够更好地掌握酸碱滴定法的基本原理及应用。§4-1酸碱质子理论一、基本概念根据Brnsted酸碱质子理论，酸是能给出质子的物质，碱是能够接受质子的物质。1、酸：HNO3、HAc、H2O、H

2、3O+、NH4+、HPO42-等而给出质子后剩余部分即为碱。例如，酸　质子碱2、碱：如、、、等。而碱接受质子后即为酸。3、两性物质：即能给出质子又能接受质子的物质称为两性物质。例如：H2OHCO3-HPO42-等。4、共轭酸碱对由上面的讨论可以看出Brnsted酸碱质子理论中的酸碱概念比电离理论关于酸碱的定义具有更为广泛的定义，酸碱含义具有相对性,酸与碱彼此是不可分开的,具有相互依存的关系。酸与碱彼此相互依存又互相转化的性质称为共轭性，两者共同构成一个共轭酸碱对。酸质子＋碱HBH+B-共轭酸碱对5、酸碱反应酸碱反应的实质是质子转移

3、。酸（HB）要转化为共轭碱（B-），所给出的质子必须转移到另一种能接受质子的物质上，在溶液中实际上没有自由的氢离子，只可能在一个共轭酸碱对的酸和另一个共轭酸碱对的碱之间有质子的转移。因此，酸碱反应是两个共轭酸碱对共同作用的结果。例如：HCl在水中的离解便是HCl分子与水分子之间的质子转移作用：HCl+H2OH3O++Cl-酸1碱2酸2碱1作为溶剂的水分子,同时起着碱的作用。为了书写的方便，通常将H3O+简写为H+，于是上述反应式可简写为：HCl=H+＋Cl-NH3与水的反应NH3+H3O＋NH4++H2O在此作为溶剂的水分子起着酸的

4、作用。碱1酸2酸1碱2合并上述两个反应:HCl＋H2O=H3O++Cl-NH3+H3O+=NH4++H2ONH3+HCl＝NH4++Cl-从以上讨论中可以看出，溶液中的酸碱反应实质上是质子的传递反应，水作为媒介与H+形成水合质子促进质子的传递。二、水的质子自递反应水分子作为溶剂，即能给出质子起酸的作用，也能接受质子起碱的作用。因此，在水分子之间，也可以发生质子转移作用：这种仅在水分子之间发生的质子传递作用，称为水的质子自递反应。反应的平衡常数称为水的质子自递常数，又称为水的离子积KW。即［H3O＋］［OH-］=KW或［H＋］［OH-

5、］=KW=1.0×10-14（25℃）pKW=14三、酸碱离解常数在水溶液中，酸的强度取决于它将质子给与水分子的能力，碱的强度取决于它从水分子中夺取质子的能力。这种给出和获得质子的能力的大小，具体表现在它们的离解常数上。酸的离解常数以Ka表示，碱的离解常数以Kb表示。可以根据Ka和Kb的大小判断酸碱的强弱。酸本身的酸性越强，Ka值越大，则其共轭碱的碱性就越弱，Kb值越小。各种酸碱的Ka和Kb的大小见书后附录一，在做习题时可参考查阅。四、Ka、Kb和Kw之间的关系共轭酸碱既然具有相互依存的关系，其Ka与Kb之间也必然存在一定的联系。例

6、如：共轭酸碱对HB-B在溶液中存在如下平衡HB+H2OKaB-+H2OHB+OH-KbH3O++B-于是Ka×Kb=[H3O+][OH-]=KwKa=或Kb=pKa+pKb=pKw例：NH3的pKb=4.75,求其共轭酸的pKa,Ka解：pKa+pKb=pKwpKa=pKw-pKb=14-4.75=9.25Ka=1.8×10-10多元酸及多元碱在水中分级解离，溶液中存在着多个共轭酸碱对。其每个共轭酸碱对的Ka和Kb之间也存在类似上述的关系。例如H3PO4有三个共轭酸碱对：即H3PO4-H2PO4-、H2PO4--HPO42-、HPO

7、42--PO43-,于是H3PO4H++H2PO4-Ka1Kb3H2PO-4H++HPO24-Ka2Kb2HPO42-H++PO43-Kb1Ka3Ka1×Kb3=Ka2×Kb2=Ka3×Kb1=Kw即pKa1+pKb3=pKa2+pKb2=pKa3+pKb1=pKw可以看出：对于多元酸H3PO4来说,最强的碱PO43-的离解常数Kb1,对应着最弱的共轭酸HPO42-的Ka3;而最弱的碱H2PO4-的离解常数Kb3对应着最强的共轭酸H3PO4的Ka1。例:计算HC2O4-的Kb值?解:Kb2Kb2Kb1H2C2O4HC2O4-C2O4

8、2-Ka1Ka2已知H2C2O4的Ka1=5.9×10-2Ka2=6.4×10-5所以§4-2水溶液中弱酸（碱）各型体的分布一、处理水溶液中酸碱平衡的方法（一）、分析浓度和平衡浓度当酸碱在水溶液中达到离解平衡时，往往同时存在几种形式(