分析化学第5章酸碱滴定a-概述分布分数.pptVIP

Analytical Chemistry 材料科学与化学工程学院 上一页 下一页 材料科学与化学工程学院 第五章 酸碱平衡与酸碱滴定 5.1 概述 5.2 质子条件与分布分数 5.3 不同体系溶液pH的计算 5.4 酸碱滴定基本原理及指示剂选择 5.5 终点误差、酸碱滴定应用 5.1 概述 “酸度” 决定各反应物的存在型体，影响物质在溶液中的分布和平衡。 “酸度”和“酸的浓度”有何差别？ 本章重点： （1）酸碱平衡理论 （2）各类酸碱溶液的pH值计算方法 （3）各类酸碱滴定曲线和指示剂的选择 酸碱滴定法（中和滴定法）：以酸碱反应(溶液中的质子转移反应)为基础的定量分析法 5.1.1 现代酸碱理论 Modern theory of acids and bases 共轭酸 共轭碱 + H+ conjugate acid conjugate base proton 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： 酸碱共轭关系 共轭酸 共轭碱 + H+ 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。这一类物质称为两性物质。 问题：H+ 的共轭碱是什么型体？ H2O是酸还是碱？ 共轭酸碱对彼此只相差一个质子！ 酸碱反应的实质——质子的转移 酸的离解 碱的离解 质子自递反应 酸碱中和反应 酸碱强度 酸的离解 碱的离解 Acid dissociation Base dissociation 水的自递 对共轭酸碱对 HA—A- 例题 ——酸碱解离常数及其关系 例题2-1 求HS-的pKb 。 解 多元酸(碱） pKa1 pKa2 pKa3 pKb3 pKb2 pKb1 5.1.2 活度与浓度、平衡浓度和分析浓度、酸度与酸的浓度、平衡常数的几种形式 活度与浓度 activity and concentration 离子的活度 ? 与浓度c 通过活度系数 ? 联系起来： 活度 ? 物质在化学反应中表现出的有效浓度。 浓度c 即溶液中溶质的总浓度（分析浓度）。 活度系数 ? ：衡量实际溶液对理想溶液的偏离程度，可由Debye-Hückel 方程求出： 高价离子受离子强度的影响更大。 酸的总浓度 c，也叫分析浓度 Analytical concentration， 平衡浓度 equilibrium concentration ：[HA]，[A-] [HA]，[A-] 随pH的变化而变化。 酸的总浓度 c不随pH变化。 酸度：溶液中H+活度，通常以pH表示。而酸的浓度是指酸的分析浓度。 问题：酸的浓度和酸度什么时候相等？ 活度是对特定的型体而言的。它应该与平衡浓度相关，而不是分析浓度。如 活度常数、浓度常数 酸的离解 *说明：书中附录表2所列均为活度常数，使用时应注意！但在稀溶液中的有关平衡问题通常忽略离子强度的影响，一般计算 以 进行近似计算。除非特别说明，一般不考虑离子强度的影响。 在平衡状态，某组分的分析浓度等于其各型体的平衡浓度之和的数学表达式。 物料平衡式MBE 电荷平衡式CBE 5.1.3 溶液中的其他三大平衡 质子平衡式 Proton Balance Equation PBE 在平衡状态，体系中得失质子的物质的量相等的数学表达式。 得到质子平衡式（PBE)的方法： 由质子转移关系列出PBE： （1）找出参考水准 reference proton levels, 或零水准， zero level of protons。参考水准一般选择参与质子转移且大量存在的物质，一般为给定物质的初始状态和溶剂分子H2O。 MBE, CBE 质子转移关系式 PBE （2）写出质子转移式。 （3）根据得失质子的物质的量相等的原则，写出PBE。 例1：C mol/mL的NaHCO3的质子条件式 解：物料平衡式 [Na+] = C [H2CO3] + [HCO3-] + [CO32-]= C （1） 电荷平衡式 [Na+] + [H +] = [HCO3-] +2 [CO32-] + [OH-] （2） 将（1）式带入（2）式 质子条件式 [H +] + [H2CO3] = [CO32-] + [OH-] 例2：列出 H3PO4水溶液的PBE 参考水准 H2O, H3PO4 质子转移反应式 PBE PBE的特点 （1）零水准不出现在PBE中； （2）只有参与质子转移的型体才包含在PBE 中； （3）等式左