第五章酸碱滴定法1(新).pptVIP

第五章 酸碱滴定法(Acid-Base Titration) 因 [H+] 计算可允许有5%的误差，对于具体情况，可以合理简化，作近似处理。 A 如： ka [HA]≥20Kw ，近似判断用kac≥20Kw 则 ka [HA] + Kw ≈ ka [HA] = ka(c - [H+]) 由(3)式得：[H+]2 = Ka (c – [H+]) (3) (5) (6)式即为计算一元弱酸[H+]的近似公式 (6) B 如弱酸电离常数ka很小， 即 [H+]≤ c，这时 c – [H+]≈ c 即：kac ≥ 20kw 成立， 同时c / ka ≥ 400时， (7) (7) 式计算一元弱酸酸度的最简式。 (5) C 若ka 极小，c / Ka ≥400， 即： [HA] = c – [H+]≈ c 但： kac ≤ 20Kw 水的离解不能忽略。 式(8)适合那些极稀、极弱的一元酸计算 [H+]。 (8) 讨论 按最简式和近似式计算的差别。 可见条件：C/ka400 时，就可以保证误差控制在±5%以下。 (1) 酸 A 当kac≥20Kw，c / ka ≤ 400时 B 当kac≥20Kw，c / ka ≥ 400时 C 当kac ≤ 20kw ，c / ka ≥400时 近似式 最简式 极稀式 (2) 碱 处理方法与一元弱酸完全相同。 A 当kbc≥20Kw，c / kb ≤ 400时 B 当kbc≥20Kw，c / kb ≥ 400时 C 当kbc ≤ 20kw ，c / kb ≥400时 近似式 最简式 极稀式 例2：计算cHCl = 1.0×10-4 mol/L 溶液的pH值。 解：HCl是强酸，按强酸 [H+] 计算公式： 已知：cA = 1.0 ×10-4 则：cA ≥10-6 可按最简式计算： [H+] = cHCl = 1.0 ×10-4 (mol/L) pH = 4.0 答：溶液的pH值为4.0。 例3：计算0.10mol/L NH4Cl 溶液pH值 解：NH4+是NH3的共轭酸，Kb=1.8×10-5 ，其Ka’为： 例4: 弱酸HB的水溶液，cHB=1.0 ×10-5 mol/L，Ka = 1.0 ×10-5 计算该溶液的pH值。 解：因: 小 结 1、质子条件（PBE）的建立 参考水准的选择 2、pH值计算公式 1）一元强酸（碱） [H+] = cA 2）一元弱酸（碱） 当kac≥20Kw，c / ka ≤ 400时 当kac≥20Kw，c / ka ≥ 400时 当kac ≤ 20kw ，c / ka ≥400时 cA ≥10-6 3. 多元弱酸（碱）溶液pH值的计算 多元弱酸碱溶液存在多个平衡，精确计算这种体系的[H+] 值，需解高次方程，计算较麻烦。常在误差不超过5%的前提下，作近似计算处理。 如：二元弱酸H2B溶液，浓度为C，电离常数为Ka1和Ka2。 酸 [H+] = [HB-] + 2[B2-] + [OH-] (2) (1) PBE： (1),(2),[OH-]代入PBE (3) 讨论 书： 此时，二元弱酸[H+]的计算就可按一元弱酸处理。 (4) (5) (6) 水的离解可忽略。 A B 例5：计算室温下H2CO3饱和溶液(0.040mol/L) 的 pH值。 解： 对于多元弱碱溶液可以仿多元酸处理的方法,得以下两式: 碱 (7) (8) 例题6: 计算0.10mol/L的Na2CO3水溶液的pH 解: 4. 两性物质溶液pH值的计算 既能接受质子又能放出质子的物质称为两性物质。较重要的两性物质有多元酸的酸式盐，如HCO3-等；弱酸弱碱盐，如NH4Ac等；氨基酸也是两性物质。下面讨论两性物质水溶液 [H+] 的计算。 酸 式 盐 若弱酸的酸式盐NaHB的浓度为c，质子平衡式为： 将上式代入式(1) (2) 将二元弱酸H2B和H2O的酸碱平衡关系代入上式， [H+] = [B2-] + [OH-] – [H2B] (1) 讨论： (4) (5) 式(3)是计算[H+]的近似式；式(4)、(5)是简化式。 忽略HB-的离解和水解 [HB-] ≈ c (3) 对于NaH2PO4盐，酸度计算： 对于Na2HPO4盐，酸度计算： 弱酸弱碱盐 1:1型： 以c mol/LNH4Ac为例。 NH3的电离常数为Kb， NH4+的酸式电离常数为Ka’，HAc的电离常数为Ka PBE: