分析化学—酸碱滴定法 课件.ppt

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、H3O+、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。 酸 质子 ＋ 碱 ? HB 　H+ 　B- 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： NH3与水的反应 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： 即 ［H3O＋］［OH-］=KW 或 ［H＋］［OH-］= KW =1.0×10-14（25℃） pKW=14 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。 例：NH3的pKb=4.75, 求其共轭酸的pKa, Ka 解：pKa+pKb=pKw pKa=pKw-pKb =14-4.75=9.25 Ka=1.8×10-10 H3PO4 H++ H2PO4- 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。 §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(型体)，每一种型体的浓度称为平衡浓度, 以符号[ 　]表示。当溶液的pH值发生变化时，酸碱各种型体的平衡浓度也随之变化，各种存在型体平衡浓度之和称为分析浓度，也称为总浓度，以符号c表示。 例如 HAc溶液，溶质HAc以HAc和Ac-两种型体 存在。 　HAc+H2O H3O+＋Ac- 此时HAc和Ac-的平衡浓度用［HAc］、［Ac-］ 表示。 在溶液中 若溶液中存在 i 种正离子和 j 种负离子，则 种正离子的电荷浓度= 种负离子的电荷浓度。 又如，NaH2PO4溶液的电荷平衡式为： （四）、质子平衡式(PBE) 　 根据酸碱质子理论，酸碱反应达到平衡时，酸失去的质子数等于碱得到的质子数，这种数量关系的数学表达式称为质子平衡式(PBE)。书写质子平衡式的方法有以下两种： 1、代入法： 根据物料平衡式和电荷平衡式联立而求得，可参看教材。 2、参考水准法 这种方法的要点是： ⑴选取质子基准态物质。基准态物质是与质子转换有关的酸碱组分，通常以起始酸碱组分和溶剂分子作基准态物质。 ⑵ 根据溶液中酸碱平衡情况，以质子基准态物质为基准，将溶液中其它组份与之比较，哪些是得质子的，哪些是失质子的，然后绘出得失质子图。 ⑶由得失质子示意图，写出质子平衡式。 例：写出Na2S溶液的质子平衡式 解： ①溶液中参与质子转移的起始酸碱物质为S2-和H2O，它们是质子基准态物质。 ②对于S2-来说，其分别得到一个质子、两个质子的产物分别为HS-、H2S；对于H2O来说，其既可以得到质子而生成H3O+，又可以失去质子而生成OH-，然后画出方框图和质子得失产物： 例：写出NaNH4HPO4溶液的质子平衡式 解：溶液的基准态物质为NH4+ 、 HPO42- 和 H2O 得失质子示意图为： 注意：1、基准物质不出现在PBE中 2、注意系数 二、酸度对弱