f分析化学电子教案第二版.D03章节.ppt

尚辅网 / 第三章 酸碱滴定法 酸碱平衡的理论基础 水溶液中酸碱组分不同型体的分布 酸碱溶液pH的计算 缓冲溶液 教学指导 酸碱指示剂 一元酸碱的滴定 多元酸碱的滴定 酸碱标准溶液的配制和标定 酸碱滴定法的应用 教学目标 了解酸碱平衡的理论 掌握酸碱溶液pH的计算 掌握酸碱指示剂的作用原理及变色范围 掌握酸碱滴定法的应用重点与难点 酸碱溶液pH的计算 酸碱指示剂的作用原理及变色范围 酸碱标准溶液的配制与标定 酸碱滴定法是以酸碱反应为基础的滴定分析方法。它不仅能用于水溶液体系，也可用于非水溶液体系，故酸碱滴定法是滴定分析中广泛应用的方法之一。由于酸碱滴定法的基础是酸碱反应，因此本章首先对溶液中酸碱平衡的基本理论作一简介，然后着重学习酸碱滴定法的基本原理及其应用。 酸碱平衡的理论基础一、 酸碱质子理论　　1923年，布朗斯特(Brφ nsted)在酸碱电离理论的基础上，提出了酸碱质子理论。 酸碱质子理论认为：凡是能给出质子H+的物质是酸；凡是能接受质子的物质是碱。当某种酸HA失去质子后形成酸根A-，它自然对质子具有一定的亲和力，故A-是碱。由于一个质子的转移，HA与A-形成一对能互相转化的酸碱，称为共轭酸碱对，这种关系用下式表示： 二、 酸碱解离平衡 一元共轭酸碱对的Ka和Kb有如下关系： 例:已知NH3的Kb=1.8×10-5，求NH3的共轭酸NH4+的Ka为多少?解：NH3的共轭酸为NH4+，它与H2O的反应： 水溶液中酸碱组分不同型体的分布　　在弱酸(碱)的平衡体系中，一种物质可能以多种型体存在。各存在形式的浓度称为平衡浓度，各平衡浓度之和称为总浓度或分析浓度。某一存在形式占总浓度的分数，称为该存在形式的分布分数，用符号δ表示。各存在型体平衡浓度的大小由溶液氢离子浓度所决定，因此每种型体的分布分数也随着溶液氢离子浓度的变化而变化。分布分数δ与溶液pH间的关系曲线称为分布曲线。学习分布曲线，可以帮助我们深入理解酸碱滴定、配位滴定、沉淀反应等过程，并且对于反应条件的选择和控制具有指导意义。现分别对一元弱酸、二元弱酸、三元弱酸分布分数的计算及其分布曲线进行讨论。 一、 一元弱酸的分布 HOAC、OAC-分布于溶液pH的关系曲线 二、 二元弱酸的分布 草酸溶液中各种存在形式的分布分数与溶液pH的关系曲线 三、三元弱酸的分布 酸碱溶液pH的计算　　酸碱滴定的过程，也就是溶液的pH不断变化的过程。为揭示滴定过程中溶液pH的变化规律，本节首先学习几类典型酸碱溶液pH的计算方法。一、 质子条件　　根据酸碱反应整个平衡体系中质子转移的严格的数量关系列出的等式，称为质子条件。　　由质子条件，可以计算溶液的[H+]。例：在一元弱酸(HA)的水溶液中可写出质子条件如下： ［H+］=［A-］+［OH-］ Na2CO3溶液的质子条件为： ［H+］+［HCO3-］+2［H2CO3］=［OH-］ 二、 酸碱溶液pH的计算 计算几种酸溶液[H+]的最简式及使用条件 缓冲溶液 缓冲作用　　能够抵抗外加少量强酸、强碱或稍加稀释，其自身pH不发生显著变化的性质，称为缓冲作用。缓冲溶液　　具有缓冲作用的溶液称为缓冲溶液。 [H+]及pH的最简式(弱酸HA与其共轭碱A-组成的缓冲溶液) ［H+］=Ka(cHA/cA-)pH=pKa+1g(cA-/cHA) 缓冲溶液pH的缓冲范围为 pH=pKa±1 一、酸碱指示剂的作用原理 酸碱指示剂一般是有机弱酸或弱碱。当溶液的pH变化时，指示剂失去质子由酸式转变为碱式，或得到质子由碱式转化为酸式，它们的酸式及碱式具有不同的颜色。因此，结构上的变化将引起颜色的变化。 二、指示剂HIn的变色范围 　　指示剂的理论变色点 pH=pKHIn 　　指示剂的理论变色范围 pH=pKHIn±1 酸碱指示剂 几种常用的酸碱指示剂 三、混合指示剂 　　混合指示剂有两类：　　一类是由两种或两种以上的指示剂混合而成，利用颜色的互补作用，使指示剂变色范围变窄，变色更敏锐，有利于判断终点，减少终点误差，提高分析的准确度。 例如，溴甲酚绿(pKa=4.9)和甲基红(pKa=5.2)两者按3∶1混合后，在pH＜5.1的溶液中呈酒红色，而在pH＞5.1的溶液中呈绿色，且变色非常敏锐。　　另一类混合指示剂是在某种指示剂中加入另一种惰性染料组成。 例如，采用中性红与次甲基蓝混合而配制的指示剂，当配比为1∶1时，混合指示剂在pH=7.0时呈现蓝紫色，其酸色为蓝紫色，碱色为绿色，变色也很敏锐。 一元酸碱的滴定 酸碱滴定过程中，随着滴