《廣西大學分析化學課件-第四章--酸堿滴定法PPT幻燈片.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《廣西大學分析化學課件-第四章--酸堿滴定法PPT幻燈片.ppt（90頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、4 1 酸堿平衡的理論基礎酸堿平衡的理論基礎一一酸堿質(zhì)子理論酸堿質(zhì)子理論二二 1.定義定義 酸酸 H+堿堿 凡是能給出質(zhì)子（凡是能給出質(zhì)子（H+）的物質(zhì)為酸，凡是能接）的物質(zhì)為酸，凡是能接受質(zhì)子（受質(zhì)子（H+）的物質(zhì)為堿）的物質(zhì)為堿2.共軛酸堿對共軛酸堿對 因為一個質(zhì)子的得失而相互轉(zhuǎn)變的每一對酸堿，因為一個質(zhì)子的得失而相互轉(zhuǎn)變的每一對酸堿，稱為稱為共軛酸堿對共軛酸堿對。見見4444頁頁 舉例舉例例：例：HOAc H+OAc-HOAc與與OAc-HSO4-H+SO42-HSO4-與與SO42-問：問：H2CO3與與HCO3-是否共軛酸堿對？與是否共軛酸堿對？與CO32-呢？呢？3.水是一種兩性物

2、質(zhì)水是一種兩性物質(zhì)兩性物質(zhì)兩性物質(zhì)既能給出質(zhì)子，又能接受質(zhì)子的物質(zhì)既能給出質(zhì)子，又能接受質(zhì)子的物質(zhì)例例：HCO3-H+CO32-HCO3-+H+H2CO3HOAc+H2O H3O+OAc-水作為接受質(zhì)子的堿水作為接受質(zhì)子的堿 NH3 +H2O OH-+NH4+水作為給出質(zhì)子的酸水作為給出質(zhì)子的酸水的質(zhì)子自遞作用：水的質(zhì)子自遞作用：H2O +H2O H3O+OH-簡寫為：簡寫為：KwKw稱為水的離子積稱為水的離子積2525時，時，pKw=14pKw=1425時，時，4.多元酸堿，要注意多元酸堿，要注意 與與 的對應關系的對應關系H3PO4H2PO4-H+H+HPO4 2-H2PO4-H+H+PO

3、4 3-HPO4 2-H+H+例：已知草酸例：已知草酸H2C2O4 求共軛堿的堿式離解常數(shù)求共軛堿的堿式離解常數(shù) 、。解：解：、定量地說明了弱酸堿的強弱定量地說明了弱酸堿的強弱越大，酸性越強越大，酸性越強越大，堿性越強越大，堿性越強共軛酸堿對共軛酸堿對酸的強度順序：酸的強度順序：共軛堿的強度順序：共軛堿的強度順序：4 2 分布曲線分布曲線一一 概念概念1.平衡濃度平衡濃度 反應達到平衡時溶液中各組份的濃度反應達到平衡時溶液中各組份的濃度以以表示表示2.總濃度總濃度 某物質(zhì)在溶液中各種存在形式的平衡某物質(zhì)在溶液中各種存在形式的平衡 濃度之和。以濃度之和。以C 表示表示例：例：HOAc溶液中，溶液

4、中，HOAc+H2O H3O+OAc-3.分布系數(shù)分布系數(shù) 溶液中物質(zhì)的某一存在形式的平衡濃溶液中物質(zhì)的某一存在形式的平衡濃 度占其總濃度的分數(shù)。以度占其總濃度的分數(shù)。以 表示表示例如：例如：4.分布曲線分布曲線 分布系數(shù)與溶液分布系數(shù)與溶液pH 值之間的關系曲線值之間的關系曲線二二 分布曲線分布曲線1.一元酸一元酸 以以HOAc溶液為例：其總濃度為溶液為例：其總濃度為C，HOAc所占分所占分數(shù)為數(shù)為 ，OAc-所占分數(shù)為所占分數(shù)為同理：同理：顯然：顯然：HOAc溶液各組份的分布曲線溶液各組份的分布曲線0.20.40.60.81.034657pHHOAcOAc-對于一元弱堿：對于一元弱堿：NH

5、3+H2O NH4+OH-2.二元酸二元酸H2C2O4同理：同理：H2C2O4溶液各組份的分布曲線溶液各組份的分布曲線0.60.40.20.81.01234567pHpKa1=1.23pKa2=4.193.三元酸三元酸H3PO4例例1：計算酒石酸在計算酒石酸在pH=3.71時，三種存在形式的分布系數(shù)時，三種存在形式的分布系數(shù)解：查附錄一，酒石酸為二元酸解：查附錄一，酒石酸為二元酸 ，同理可求得：同理可求得：43 酸堿溶液酸堿溶液pH值的計算值的計算一一 質(zhì)子條件（質(zhì)子條件（PBE）列出質(zhì)子條件的步驟：列出質(zhì)子條件的步驟：1.選擇參考水平（溶液中大量存在并參加質(zhì)子選擇參考水平（溶液中大量存在并參

6、加質(zhì)子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)）轉(zhuǎn)移的物質(zhì)）2.分別列出參考水平得、失質(zhì)子后的產(chǎn)物分別列出參考水平得、失質(zhì)子后的產(chǎn)物 3.得、失質(zhì)子的物質(zhì)的量相等得、失質(zhì)子的物質(zhì)的量相等得質(zhì)子產(chǎn)物：得質(zhì)子產(chǎn)物：參考水平：參考水平：失質(zhì)子產(chǎn)物：失質(zhì)子產(chǎn)物：解：解：2 PBE:例例1：列出列出Na2CO3水溶液的質(zhì)子條件。水溶液的質(zhì)子條件。得質(zhì)子產(chǎn)物：得質(zhì)子產(chǎn)物：參考水平：參考水平：失質(zhì)子產(chǎn)物：失質(zhì)子產(chǎn)物：解：解：2 PBE:例例2：列出列出NH4H2PO4水溶液的質(zhì)子條件。水溶液的質(zhì)子條件。得質(zhì)子產(chǎn)物：得質(zhì)子產(chǎn)物：參考水平：參考水平：失質(zhì)子產(chǎn)物：失質(zhì)子產(chǎn)物：解：解：2 PBE:例例3：列出列出Na2HPO4水溶液的質(zhì)子條件。

7、水溶液的質(zhì)子條件。得質(zhì)子產(chǎn)物：得質(zhì)子產(chǎn)物：參考水平：參考水平：失質(zhì)子產(chǎn)物：失質(zhì)子產(chǎn)物：解：解：PBE:例例4：列出列出NH4HCO3水溶液的質(zhì)子條件。水溶液的質(zhì)子條件。二二 一元弱酸（堿）溶液一元弱酸（堿）溶液pH值的計算值的計算 對于一元弱酸對于一元弱酸HA PBE：H+=A-+OH-HA H+A-H2O H+OH-代入質(zhì)子條件式，則：代入質(zhì)子條件式，則：精確式精確式忽略由于弱酸離解而引起的忽略由于弱酸離解而引起的HAHA濃度的改變濃度的改變,C=HA忽略由于水離解而產(chǎn)生的忽略由于水離解而產(chǎn)生的 H+，即略去即略去Kw項項 對于一元弱堿溶液，把公式中的對于一元弱堿溶液，把公式中的H+換成換成

8、OH-，同時同時，Ka換成換成Kb，如最簡式：如最簡式：最簡式最簡式例例5：計算計算 的的H3BO3溶液的溶液的pH解：查附錄一，解：查附錄一，H3BO3的判別：判別：相對誤差相對誤差-8%例例6：計算計算 的的NaOAc 溶液的溶液的pH解：查附錄一，解：查附錄一，HOAc 的的 其共軛堿其共軛堿OAc-的的判別：判別：三三 兩性物質(zhì)溶液兩性物質(zhì)溶液pH值的計算值的計算 例如：例如：NaHA水溶液的質(zhì)子條件：水溶液的質(zhì)子條件：以平衡常數(shù)以平衡常數(shù) 、代入，得到精確式：代入，得到精確式：兩性物質(zhì)給出質(zhì)子及接受質(zhì)子的能力都較弱兩性物質(zhì)給出質(zhì)子及接受質(zhì)子的能力都較弱,簡化式簡化式忽略由于水離解忽略

9、由于水離解而產(chǎn)生的而產(chǎn)生的 H+，即略去，即略去Kw項項最簡最簡式式略去分母中略去分母中的的Ka1項項例例7：計算計算 鄰苯二甲酸氫鉀溶液的鄰苯二甲酸氫鉀溶液的pH判別：判別：解：查附錄一，鄰苯二甲酸的解：查附錄一，鄰苯二甲酸的判別：判別：例例8：計算計算 Na2HPO4溶液的溶液的pH解：查附錄一，解：查附錄一，H3PO4的的HPO4 2-H2PO4-H+-H+PO4 3-相對誤差相對誤差為為-23若用最簡式計算：若用最簡式計算：四四 其他酸堿溶液其他酸堿溶液pH值的計算值的計算 1.強酸溶液強酸溶液例例9：計算計算 HCl溶液的溶液的pH解：解：所以，采用精確式計算所以，采用精確式計算簡化

10、式簡化式精確式精確式若用簡化式計算：若用簡化式計算：相對誤差相對誤差為為-23相對誤差相對誤差為為-612.二元弱酸溶液二元弱酸溶液簡化式簡化式最簡式最簡式例例10：計算計算 的酒石酸溶液的的酒石酸溶液的pH解：查附錄一，解：查附錄一，酒石酸的酒石酸的 暫時忽略第二級離解暫時忽略第二級離解判別：判別：檢驗：檢驗：忽略第二級離解是允許的忽略第二級離解是允許的3.緩沖溶液緩沖溶液 向緩沖溶液中加入少量酸或堿溶液，或者溶液中的向緩沖溶液中加入少量酸或堿溶液，或者溶液中的化學反應產(chǎn)生（消耗）了少量酸（堿），或者將溶液化學反應產(chǎn)生（消耗）了少量酸（堿），或者將溶液稍加稀釋，溶液稍加稀釋，溶液pHpH值都

11、能維持在一定范圍以內(nèi)，不會值都能維持在一定范圍以內(nèi)，不會發(fā)生太大變化，即對溶液的酸度起穩(wěn)定作用發(fā)生太大變化，即對溶液的酸度起穩(wěn)定作用弱酸弱酸+共軛堿共軛堿弱堿弱堿+共軛酸共軛酸最簡式最簡式:緩沖溶液中弱酸的總濃度緩沖溶液中弱酸的總濃度緩沖溶液中共軛堿的總濃度緩沖溶液中共軛堿的總濃度若把式中若把式中 換成換成則以下幾項要則以下幾項要同時同時換：換：緩沖溶液的緩沖范圍緩沖溶液的緩沖范圍:例例11：P63 第第12題題解：解：稀釋后：稀釋后：稀釋前：稀釋前：稀釋前：稀釋前：稀釋后：稀釋后：稀釋前：稀釋前：稀釋后：稀釋后：稀釋前：稀釋前：稀釋后：稀釋后：稀釋前：稀釋前：其共軛酸其共軛酸NH4Cl的的查

12、附錄一，查附錄一，NH3 的的稀釋后：稀釋后：另一另一解法解法:一一 指示劑法指示劑法 利用指示劑在某一固定條件（如某一利用指示劑在某一固定條件（如某一pH范圍）范圍）時變色來指示滴定終點時變色來指示滴定終點1.變色原理和變色范圍變色原理和變色范圍無色分子無色分子無色離子無色離子紅色離子紅色離子無色離子無色離子OH-OH-強堿強堿H+H+H+例如，酚酞的變色過程：例如，酚酞的變色過程：HIn H+In-酸色酸色堿色堿色指示劑常數(shù)：指示劑常數(shù)：4-4 酸堿滴定終點的指示方法酸堿滴定終點的指示方法即：即：pH=pKa 看到的為酸堿混合色看到的為酸堿混合色即：即：pH pKa+1 看到的為堿色看到的

13、為堿色即：即：pH 10-8 不能用標準堿溶液直接滴定不能用標準堿溶液直接滴定H H3 3BOBO3 3 H H3 3BOBO3 3與多羥基化合物形成與多羥基化合物形成配合酸配合酸，酸性增強，酸性增強，Ka可達到可達到10-6 ，可用，可用NaOHNaOH直接滴定直接滴定二二 銨鹽的測定銨鹽的測定NH4+pKa=9.26 不能用堿直接滴定銨鹽不能用堿直接滴定銨鹽1.蒸餾法蒸餾法 準確但費時準確但費時2.甲醛法甲醛法 注：注：NaOH與與NH4+的化學計量關系為的化學計量關系為 1:1NH4+NaOH煮沸煮沸NH3H2SO4H2SO4(余余)NaOHH3BO3H2BO3-HCl用用H2SO4吸收

14、需要吸收需要H2SO4、NaOH兩種標液兩種標液用用H3BO3吸收只需要吸收只需要HCl 一種標準溶液一種標準溶液蒸餾法蒸餾法 甲醛法甲醛法4NH4+6HCHO (CH2)6N4H+3H+6H2O注：注：NaOH與與NH4+的化學計量關系為的化學計量關系為 1:1吸收吸收吸收吸收三三 克氏定氮法克氏定氮法 測定有機物質(zhì)中氨基態(tài)測定有機物質(zhì)中氨基態(tài)N N或蛋白質(zhì)含量或蛋白質(zhì)含量1.試樣消化分解試樣消化分解試樣試樣煮沸煮沸CO2、H2O +濃濃H2SO4+K2SO4CmHnN CO2 +H2O+H2SO4，K2SO4CuSO42.以蒸餾法測定以蒸餾法測定四四 氟硅酸鉀法測定氟硅酸鉀法測定SiOSi

15、O2 2含量含量五五 酸酐和醇類的測定酸酐和醇類的測定六六 醛和酮的測定醛和酮的測定七七 酯類的測定酯類的測定 八八 環(huán)氧化物的測定環(huán)氧化物的測定4 8 酸堿標準溶液的配制和標定酸堿標準溶液的配制和標定一一 酸標準溶液酸標準溶液一般為一般為0.1molL0.1molL-1-1的的HClHCl溶液，以溶液，以間接法間接法配制。配制。常用常用無水無水NaNa2 2COCO3 3或或硼砂硼砂（NaNa2 2B B4 4O O7 710H10H2 2O O）標定）標定二二 堿標準溶液堿標準溶液一般為一般為0.1molL0.1molL-1-1的的NaOHNaOH溶液，以溶液，以間接法間接法配制。配制。常

16、用常用H H2 2C C2 2O O4 42H2H2 2O O、KHCKHC2 2O O4 4、苯甲酸標定，、苯甲酸標定，最常用的是最常用的是鄰苯二甲酸氫鉀鄰苯二甲酸氫鉀標定。標定。例例：如如果果NaOHNaOH標標準準溶溶液液在在保保存存過過程程中中吸吸收收了了空空氣氣中中的的COCO2 2，用用該該標標準準溶溶液液標標定定HClHCl，以以甲甲基基橙橙為為指指示示劑劑，標標定定出出的的HClHCl的濃度是偏高還是偏低？若用酚酞為指示劑呢？的濃度是偏高還是偏低？若用酚酞為指示劑呢？化學反應式：化學反應式：NaOH HCl NaCl H2O 112NaOH CO2 Na2CO3 H2O甲基橙甲基橙Na2CO3 2HCl 2NaCl H2O CO2酚酞酚酞Na2CO3 HCl NaHCO3 NaCl 若以甲基橙為指示劑：若以甲基橙為指示劑：2NaOH CO2 Na2CO3 2HCl 2 mol 2mol 若以酚酞為指示劑：若以酚酞為指示劑：2NaOH CO2 Na2CO3 HCl 2 mol 1mol(吸收吸收CO2)以甲基橙為指示劑時，以甲基橙為指示劑時，C CHClHCl不變不變以酚