[理学]北京化工大学北方学院分析化学课件 2.ppt

第二章 酸碱滴定法 2.1 概述 酸碱滴定法（中和滴定法）： 以酸碱反应(水溶液中的质子转移反应)为基础的定量分析法 水溶液中的酸碱平衡 酸碱质子理论 共轭酸碱对 酸碱反应的实质 溶剂的质子自递反应及其常数 酸碱强度的计算 活度和浓度 酸碱的定义 电离理论 电子理论 质子理论 一、酸碱质子理论 酸——溶液中凡能给出质子的物质 三、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： 小结 !!! 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 质子的转移是通过质子溶剂化来实现的 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 四、溶剂的质子自递反应及其常数 1．水溶液中 五、酸碱的强度 （一） 一元酸碱的强度 讨论： Ka↑，给质子能力↑强，酸的强度↑ Kb↑，得质子能力↑强，碱的强度↑ HAc: Ka=1.8×10-4 H2CO3: Ka=4.2×10-7 酸性： HAc＞H2CO3 共轭酸碱对HA和A- 有如下关系 （二）多元酸碱的强度 讨论： 多元酸碱在水中逐级离解，强度逐级递减 形成的多元共轭酸碱对中最强酸的解离常数 Ka1对应最弱共轭碱的解离常数Kb3 练习 例：计算HC2O4-的Kb 值 ,已知：H2C2O4的Ka1=5.9×10-2 pKb2 = pKw －pKa1 = 14.00－1.22 = 12.78 六、活度与浓度 2. 酸的活度常数、浓度常数 2.2 分布分（系）数的计算 一、分析浓度和平衡浓度： 平衡浓度：溶液体系达平衡后，某一型体的浓度 分析浓度：溶液体系达平衡后，各组型体的平衡浓 度之和 二、水溶液中酸碱的分布分数 δ = [某种型体平衡浓度] / 分析浓度 1.一元酸： 讨论 Ka一定时，δHA和δA-与pH有关 pH↑，δHA↓，δA-↑ pH ＜ pKa，HAc为主 pH = pKa，[HAc] = [Ac-] pH ＞ pKa时，Ac-为主 练习 例：计算pH=5.0时，HAc溶液（0.1000mol/L） 中HAc和Ac-的分布分数及平衡浓度 解： 2.多元酸： 讨论 Ka一定时，δ0 ，δ1和δ2与[H+ ]有关 pH ＜ pKa1，H2C2O4为主 pH = pKa1， [H2C2O4] = [HC2O4-] pKa1 ＜ pH ＜ pKa2 ， HC2O4-为主 pH = pKa2， [HC2O4-] = [C2O42-] pH ＞ pKa2，C2O42-为主 例:计算pH=5.0时，H2C2O4溶液（0.1000mol/L）各形体的分布分数 （2）三元酸： 讨论 pH ＜ pKa1，H3PO4为主 pKa1 ＜ pH ＜ pKa2 ， H2PO4-为主 pH = pKa1， [H2PO4 -] = [HPO42-] pKa2 ＜ pH ＜ pKa3 ， HPO42-为主 pH = pKa1， [HPO4 2-] = [PO43-] pH ＞ pKa3 ，PO43-为主 适合分步滴定 结论 1）分析浓度和平衡浓度是相互联系却又完全 不同的概念，两者通过δ联系起来 2）对于任何酸碱性物质，满足 δ1+ δ2 + δ3 + ------ + δn = 1 3）δ取决于Ka，Kb及[H+ ]的大小，与C无关 4）δ大小能定量说明某型体在溶液中的分布 ， 由δ可求某型体的平衡浓度 2.3 质子条件与pH的计算 物料平衡式（质量平衡式） (material balance equation MBE) 化学平衡中，每一给定的分析浓度等于各存在型体平衡浓度之和 MBE练习 例1：cmol/L的HAC的物料平衡式 c = [HAC] + [AC-] 例2：cmol/L的H3PO4的物料平衡式 c= [H3PO4] + [H2PO4-] +[HPO42-] + [PO43-] 例3： c mol/L的Na2HPO4的物料平衡式 [Na+] = 2c c = [H3PO4] + [H2PO4-] +[HPO42-] + [PO43-] 例4： c mol/L的NaHCO3的物料平衡式