强酸滴定弱碱时——选酸性溶剂.DOC

酸碱平衡和酸碱滴定法 教学目的：化学平衡是滴定分析法的理论基础，掌握化学平衡及相关计算；了解缓冲作用的原理相关计算；掌握酸碱滴定分析法的基本原理及应用。 教学重点：反应平衡常数，分布系数，质子平衡条件及[H+]的近似计算，缓冲溶液的有关计算，会配制缓冲溶液，滴定误差、滴定突跃、滴定可行性判据，一元弱酸、混合酸体系的滴定。 教学难点：平衡常数的计算，[H+]的近似计算，缓冲容量的推导，林邦误差公式的推导和应用；对于不同体系[D]eq计算的公式不同，关键是写出化学计量点产物的质子条件。 2.1 概述 2.1.1酸碱平衡研究的内容 由投料组分的浓度和平衡常数求算各形式的浓度、活度或pH值 由pH值和相关的平衡常数求算各形式的分布分数 由某些形式的浓度和投料组分的浓度测算相关的平衡常数 缓冲溶液的理论及应用 酸碱指示剂、滴定曲线和终点误差 2.1.2酸碱平衡的研究手段 1.代数法: 代数法是最常用的，是教科书中主要介绍的方法。它的理论性强，适用广泛是其它各种方法的基础。但代数法比较繁琐、冗长，计算过程复杂，有时甚至无求解，再者，它的直观性差，不易用来讨论离子酸碱的全貌，这是它在教学中不利的一面。在酸碱平衡中应用最为广泛。例如，pH值的计算，分布分数（或副反应系数）的计算，缓冲问题，滴定曲线，常数测定，离子强度计算等都主要使用代数法 2.图解法 图解法是应大力提倡和推广的方法，数和形的结合历来是数理科学领会复杂概念 和解决深奥问题的常规手段。 3.计算机方法 计算机可以把我们从烦琐的计算中解放出来，并且它特别适合把公式转换为图形，有利于数和形的结合。随着计算机的普及和提高，这一方法肯定会成为分析化学各种计算的主要方法。不过，由于条件的限制，本教材还是以代数法和图解法作为主要内容。 2.1.3 离子的活度与平衡浓度 活度：电解质溶液中离子实际发挥作用的浓度称为活度，即有效浓度。 —离子i的活度系数 c —平衡浓度 浓度极稀的强电解质溶液：=1 中性分子的活度系数 =1 离子的活度系数与离子强度： 强电解质在溶液中电离为阴阳离子。阴阳离子间有库仑引力，因此中心离子为异性离子所包围，使中心离子的反应能力减弱。减弱的程度用来衡量，它与溶液中离子的总浓度和离子的价态有关。 离子强度： 其中，分别为溶液中第I种离子的浓度和电荷数。 活度系数与离子强度的关系： Debye-Hückel公式：(AB型电解质溶液I0.1mol·kg-1时) 1. B—常数 25oC时 B=0.00328 2. a—离子体积常数，约等于水化离子的有效半径，单位pm（10-12m）（可查课本附录、 P321） 3. I—溶液的离子强度 Debye-Hückel极限公式： 当离子强度较小时（通常I0.001mol·kg-1） 例2 2.1.4酸碱反应的平衡常数 平衡常数一般是在一定的离子强度下测定的，外推至I=0即为活度常数。查看手册时应注意。 以为例，浓度常数： 活度常数： 浓度常数与活度常数的关系为： 如弱酸的离解常数称为酸度常数：HA = H― ＋ Ac－ 活度常数： 浓度常数： 弱碱的离解常数称为碱度常数： A- + H2O = HA + OH- 平衡常数——滴定反应常数Kt 强酸滴定强碱：H+ + OH- = H2O Kw -水的离子积常数 强碱滴定弱酸: HA + OH- = A- + H2O Ka是弱酸HA的解离常数 强酸滴定弱碱：H+ + A- = HA 2.2 分布分数(的计算 分布分数的定义：溶液中某酸碱组分占总浓度的分数，以(表示 分析浓度：某物质在溶液中各种型体平衡浓度之和。用c表示。 平衡浓度：以[ ]表示。 一、一元酸溶液 以HAc为例: HAc = H＋ ＋Ac－ 总浓度 c＝[HAc]+[Ac－] 同理有： 显然： 结论：(1只是[H+]的函数，知道pH值即可求(1，[HAc]=(1c，[Ac－]=(0c，这是求平衡浓度的一种途径。 例 2.2.1一元弱碱 NH3(H2O 2.2.2二元酸溶液 草酸H2C2O4 c= [H2C2O4]+[HC2O4-]+[C2O42-] 2.2.3三元酸溶液 H3PO4 2.3 质子条件与pH的计算 2.3.1物料平衡、电荷平衡和质子条件 1. 物料平衡方程（Material Balance Equation，简称MBE） 化学平衡体系中，某一给定物质的总浓度等于各有关形式平衡浓度之和。 例：c（mol/l）的H3PO4溶液的MBE：[H