化学分析检验技术-质子理论酸碱定义与溶液pH的计算(理实一体)精要.ppt

缓冲溶液中缓冲组分的总浓度（即弱酸和它的共轭碱的浓度之和或弱碱和它的共轭酸的浓度之和）越大，缓冲容量就越大。 同一种缓冲溶液，缓冲组分的总浓度相同时，弱酸与共轭碱或弱碱与共轭酸的浓度比越接近于1∶1，缓冲容量越大。 结论：影响缓冲溶液缓冲指数大小的因数为共轭酸碱对的分布分数和缓冲溶液的总浓度。 影响缓冲容量的因素的讨论 缓冲范围 缓冲溶液所能控制的pH值范围称为缓冲溶液的缓冲范围。 弱酸－共轭碱体系: 弱碱－共轭酸体系: 4 酸碱缓冲溶液4.3 缓冲容量和缓冲范围 1）HF-F-，pKa = 3.17 2.17 ~ 4.17 2）HAc-Ac-， pKa = 4.76 3.76 ~ 5.76 3）H2PO4-—HPO42-，pKa2 = 7.21 6.21 ~ 8.21 4）Na2B4O7， pKa = 9.18 8.18 ~ 10.18 5）NH3-NH4+， pKa = 9.25 8.25 ~ 10.25 4 酸碱缓冲溶液4.3 缓冲容量和缓冲范围 最简式 弱酸－共轭碱体系(HA-A-): 弱碱－共轭酸体系: 4 酸碱缓冲溶液4.4 缓冲溶液pH值计算 例6-4 要配制pH＝6的HAc-NaAc缓冲溶液1000mL，已称取NaAc100g，问需要加浓度为15mol/L的HAc多少毫升？Ka＝1.8×10－5, MNaAc=53.5g/mol 解： 得 所控制的pH应尽量与pKa一致，且浓度较大。 缓冲溶液应对体系的反应无干扰。 足够大的缓冲容量。 组成缓冲溶液的物质应廉价易得，避免污染环境。 4 酸碱缓冲溶液4.5 缓冲溶液的选择 * * * * * * * 在电解质溶液中，由于荷电离子之间以及荷电离子与溶剂之间的相互作用，使得离子在化学反应中表现出的有效浓度与真实浓度之间有差别。离子在化学反应中所表现出的有效浓度称为离子的活度。在有关的化学平衡计算中，严格地讲应用活度而不是浓度。分析化学工作在对物质的量的表征时，关心更多的是浓度。故有必要理解浓度与活度的关系。有关活度系数的计算，让学生自学，有一个基本的了解。原因（1）活度的计算用得不多，只有在计算标准缓冲溶液的酸度时，才用到活度， 原因是标准缓冲溶液的pH是由pH计测得，是活度；（2）活度系数公式只适用于稀溶液。 * * * * * * * * * * * 化学分析检验技术 课程主讲人：白立军 活度与浓度、平衡常数的几种形式 酸碱溶液中pH值的计算 酸碱质子理论 酸碱缓冲溶液 酸碱理论 电离理论 酸——能电离出H+的物质 碱——电离出OH-的物质 电子理论 酸——凡能接受电子的物质 碱——凡能给出电子的物质 质子理论 酸——凡能给出质子的物质 碱——凡能接受质子的物质 酸碱共轭关系 酸碱反应的实质 酸碱的强度 理解质子酸碱理论： 1 酸碱质子理论 1 酸碱质子理论1.1 酸碱的共轭关系 共轭酸 共轭碱 + H+ conjugate acid conjugate base proton 酸碱可以是中性分子、阴离子或阳离子。 同一物质在不同的共轭酸碱对中，可表现出不同的酸碱性。 问题：H+ 的共轭碱是什么型体？ H2O是酸还是碱？ 1 酸碱质子理论1.1 酸碱的共轭关系 酸的离解 碱的离解 水的自递 中和反应 1 酸碱质子理论1.2 酸碱反应的实质——质子的转移 酸的离解 碱的离解 1 酸碱质子理论1.3 酸碱的平衡常数 用离解平衡常数Ka、Kb的大小来衡量酸碱在水溶液中反应进行的程度。 水的自递 强弱顺序：HAc NH4+ HS- 1 酸碱质子理论1.3 酸碱的平衡常数—酸碱的强弱 强弱顺序： S 2- NH3 Ac- 1 酸碱质子理论1.3 酸碱的平衡常数—酸碱的强弱 1 酸碱质子理论1.3 酸碱的平衡常数 对共轭酸碱对 HA-A- 离子的活度 a 与浓度c 通过活度系数 ? 联系起来： 活度 a 物质在化学反应中表现出的有效浓度 浓度 c 与物质的量直接相关 活度系数 ? ：衡量实际溶液对理想溶液的偏离程度，可由方程求出： 2 活度与浓度、平衡常数的几种形式2.1 活度与浓度 2 活度与浓度、平衡常数的几种形式2.2 几个概念 分析浓度：溶液中所含溶质的物质的量浓度，以c表示， 单位mol/L。 平衡浓度：指在平衡状态时，溶液中存在的各种型体的物质 的量浓度，以[ ]表示，单位mol/L。 酸的浓度：指酸的分析浓度，它包括溶液中已离解的和未离