[物理]第3章 酸碱平衡与酸碱滴定法.ppt

第3章 酸碱平衡与酸碱滴定法 3.1 水溶液中的酸碱平衡 酸碱的定义 电离理论 电子理论 质子理论 酸碱质子理论 酸——溶液中凡能给出质子的物质 碱——溶液中凡能接受质子的物质 特点： 1）具有共轭性 2）具有相对性 3）具有广泛性 溶剂合质子 酸碱反应的实质 酸碱半反应: 酸给出质子和碱接受质子的反应 醋酸在水中的离解： 续 NH4Cl的水解 (相当于NH4+弱酸的离解) NaAc的水解（相当于Ac－弱碱的离解） 溶剂的质子自递反应及其常数 1．水溶液中 2．非水溶液中 续 定义 发生在溶剂间的质子转移→溶剂的质子自递 反应 该反应的平衡常数Ks →溶剂的质子自递常数 H2O 既能接受质子又能给出质子→两性物质 发生在水分子间的质子转移→水的质子自递 反应 续 酸碱半反应不可能单独发生 酸碱反应是两对共轭酸碱对共同作用的结果 酸碱反应的实质是质子的转移 质子的转移是通过溶剂合质子来实现的 一、酸碱强度 Ka、Kb与酸碱强弱的关系 3.2 酸碱平衡中有关组分浓度的计算 pKa(HCN)=9.31 pKa(HF)=3.18 草酸的三种形式在不同pH时的分布图 计算pH=5.0时，0.10 mol·L-1草酸溶液中C2O42-的平衡浓度。 分布系数总结 二、质子 条件与pH值的计算 二、质子 条件与pH值的计算 书写质子条件方法： 选择参考水准。 将各种形体与参考水准比较。 得质子的写在等式一边，失质子的写在等式另一边，得失的质子数目写在该形体浓度前。 水的离解不能忘记。[H3O+]用[H+]表示 写质子条件时应注意以下问题： 两性物质的溶液：以NaHA为例，设溶 液的浓度为c (mol/L)。 当Ka2c≥20Kw时，Kw忽略，得到： 弱酸弱碱盐溶液： pH的计算总结 多元酸 两性物质 方法: a.判断溶液的类型 b.利用已知条件，判断所用公式： 3.3 酸碱指示剂 3.4 酸碱滴定曲线和指示剂的选择 指示剂的选择原则 影响滴定突跃的因素—分析浓度 影响滴定突跃的因素 结论 结论： 以0.1mol/LNaOH溶液滴定同浓度H3PO4为例 第三化学计量点：Ka3太小，不能直接滴定，但可通过加入CaCl2,释放H+进行滴定 1. 混合碱的测定 2 极弱酸（碱）的测定 3 铵盐中氮的测定 微量凯氏（Kjeldahl）定氮法凯氏定氮法常用于测定天然有机物（如蛋白质，核酸及氮基酸等）的含氮量 天然的含氮有机物与浓硫酸共热时，其中的碳、氢二元素被氧化成二氧化碳和水，而氮则变成氨，并进一步与硫酸作用生成硫酸铵。此时程称之为“消化”。但是，这个反应进行得比较缓慢，通常需要加入硫酸钾或硫酸钠以提高反应的沸点，并加入硫酸铜作为催化剂，以促进反应的进行。借水蒸汽将产生的氨蒸馏到一定量。 滴定时用甲基蓝和甲基红混合指示剂，其指示范围为pH5.2~5.6，将NH4H2BO3的蓝色滴至原来H3BO3的蓝紫色即为终点。  4.氟硅酸钾法测定SiO2含量 上世纪七十年代以前,常量硅的测定主要应用重量法,1862年Stolba、1926年Trevere曾提出过氟硅酸钾使用于测定硅的滴定法,但都因为不稳定未能推广开来.上世纪七十年代初,国内外提出了许多实用的方法,也有许多实验室提出了用于不同样品的操作规程,当时问题较多,七十年代中期氟硅酸钾滴定法国内日见成熟并且得到推广和普及.实际使用中证明氟硅酸钾滴定法测定硅,是测定常量硅的快、准的方法之一,虽然它使用较多的乙醇,但从总的来看成本不会超过重量法,又能达到快速准确测定硅的目的,所以推广的非常好非常快。 二氧化硅滴定分析方法都是间接测定方法，氟硅酸钾容量法是应用最广泛的一种，确切的说应该是氟硅酸钾沉淀分离—酸碱碱滴定法。 原理是含硅的样品，经与苛性碱、碳酸钠等共融时生成可溶性硅酸盐，可溶性硅酸盐在大量氯化钾及F-存在下定量生成氟硅酸钾(K2SiF6)沉淀。氟硅酸钾在沸水中分解析出氢氟酸(HF)，以标准氢氧化钠溶液滴定。间接计算出二氧化硅的含量. SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O ………(1)　　Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl ………(2)　　H2SiO3+3H2F2=H2SiF6+3H2O ………(3)　　H2SiF6+2KCl=K2SiF6↓+2HCl ………(4)　　K2SiF6+3H2O = 4HF+H2SiO3+2KF ……………(5)　　HF +NaOH = NaF+H2O ……………(6) 作业 习题 4-1: 7 4