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第三章 酸碱平衡与酸碱滴定 Acid-base equilibrium and acid-base titration 2.2.1酸碱质子理论 共轭酸碱对 2.2.2酸碱的相对强弱 2.3 酸碱平衡 2.2弱酸(碱)溶液中各型体的分布 2.3.2 酸碱溶液pH的计算 依照酸碱质子理论，在酸碱反应中，碱得到的质子的量等于酸失去质子的量。依照此原则可写出质子平衡方程（Proton balance equation,PBE) 选择在溶液中大量存在并参与质子传递的物质，如溶剂本身作为参考物，也称为参考水准（reference level)。从参考水准出发，根据得失质子的物质的量相等原则写出PBE. HA 的PBE HA 的离解： HA+H2O→ H3O++A- H2O的质子自传递： H2O+H2O →H3O++OH- 溶液中大量存在的，且参与质子传递的物质有 HA, H2O,。它们可作为参考水准。HA 不能再得质子，其失去质子后的产物为A-; H2O 得到质子后的产物为H3O+,失去质子后的产物为 OH-。根据得失质子的数量相等的原则： PBE: [H3O+]=[A-]+[OH-] 写出Na2HPO4水溶液的质子条件 HPO42-, H2O 为参考水准 HPO42-+H2O=H2PO4-+OH- HPO42-+2H2O=H3PO4+2OH- HPO42-=H+ +PO43- H2O=H++OH- PBE: [H+]+[H2PO4-]+2[H3PO4]=[PO43-]+[OH-] 一元弱酸（碱）溶液 一元弱酸pH值求解小结 一元弱碱溶液 2.多元弱酸弱（碱）溶液 3.两性物质溶液 弱酸弱碱盐 Summary 计算酸碱溶液中[H+]浓度的一般处理方法： 先由质子条件方程和平衡常数式结合得到精确表达式，再根据具体条件处理成近似或最简式。 2.4 缓冲溶液 2.4.1 缓冲原理 2.4.2缓冲溶液pH的计算 常见的缓冲溶液 Acid-base indicators 2.6 Acid-base Titration 2.6.1 Curve of Titration Titration for strong acid-base Titraion curve for Strong base and strong acid Selection of indicator Titration curve for strong acid and strong base Titration for weak acid Titration Curve for weak acid Tritation curve in different concentration 多元酸、混酸以及多元碱的滴定 1.被滴定的酸足够强, cKa1≥10-8 2.△lgKa足够大, 若△pH=±0.3, 允许Et=±0.5%, 则需△lgKa≥5 0.10M NaOH 滴定同浓度的H3PO4 pKa1(2.16) pKa2(7.21) pKa3(12.32) H3PO4 H2PO4- HPO42- PO43- pHsp1= 4.7 pHsp2= 9.7 2.6.2 酸碱标准溶液的配制与标定 滴定中CO2 的干扰及消除办法 消除CO2 干扰的方法 多元酸及混酸的滴定 多元酸能分步滴定的条件: △lgKa=4, Et≈1% △lgKa=6 , Et ≈0.1% 多元酸一步滴完的条件: cKan≥10-8 H3PO4 在水中有三步解离过程, 其解离常数分别为： H3PO4 pKa1 = 2.12， pKa2 = 7.20 , pKa3 = 12.36 第一计量点： 体系： H2PO4-，为两性物质 滴定只能到HPO42- 表明可以分步滴定 根据H3PO4 分布曲线图，此时，δ（H2PO4-)=0.994, δ(HPO42-)= δ(H3PO4)=0.003 由于两步反应的交叉，该sp 点不是真正的sp 点。 对于此终点可选用甲基橙作指示剂 第二化学计量点 体系： HPO42-，为两性物质 4.7 甲基橙 酚酞 9.8 pH 0 100 200 300 400 (T%) ±0.5% ±0.5% 10.0 9.4 5.0 4.4 pHsp1= 4.7 pHsp2= 9.8 H3PO4 H2PO4- HPO42- PO43- H3A+H2A- H2A-+HA2- HA2-+A3- A3-+NaOH s