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1、第三章 酸碱平衡与酸碱滴定,Acid-base equilibrium and acid-base titration,炒厅垮驳泛屯荷睫噶抬稼澄奄钒牲妄趾吨镜看析婉爸远唯紊溉刮刀甸碰谴第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,2.2.1酸碱质子理论,1923年，J.N.Bronsted和T.M.Lowry同时独立的提出了酸碱质子理论。酸：凡能给出质子的物质。碱：凡能接受质子的物质。酸 质子 碱,喷凝洪箕盅记叶潞塌吭妇斡编廉弛署加己缠筑虚骡错弱务池膜壮贮肇疆粤第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,姨晨源歌着蜕舀蓝灿糠浓交奴哗
2、茁蔬耀艳图滓删谦恢觉配烹芜嘘淀想垣羡第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,共轭酸碱对,酸与其释放H+后形成的相应碱为共轭酸碱对(conjugated pair of acid-base),HCl 与 Cl-NH4+与 NH3 共轭酸碱对H2PO4-与 HPO42-,在 H3PO4H2PO4-共轭体系中，H2PO4-是碱H2PO4-HPO42-共轭体系中，H2PO4-是酸这类既能失去质子又能得到质子的物质称为两性物质。,下列物质不是共轭酸碱对的是:(A)H3O+,OH-(B)CH3NH3+,CH3NH2(C)NH3,NH4+(D)NH3,NH2-,根据酸碱质
3、子理论，下列化合物既可作为酸，又可作为碱的是（A）Al(H2O)63+(B)Cr(H2O)63+(C)Fe(H2O)4(OH)2+(D)PO43-,通奇归瞄蓬堑玫坐纹藕羊源沪镊拇捎披镜佰书歌锅迟祸徐毙菩萧堵敛鹤毫第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,酸碱反应的实质是电子的得失（转移），酸碱反应实际上是两个共轭酸碱对共同作用的结果,NH3,+,H2O,NH4+,+,OH-,base1,Acid 2,Acid 1,Base 2,H+,总结：在酸碱反应过程中，存在着质子的争夺，其结果是强碱夺取强酸放出的质子而转化为它的共轭酸弱酸；强酸失去质子转变为它的共轭碱弱碱
4、。酸碱反应总是朝着生成较弱的酸和碱的方向进行。相互作用的酸、碱越强，反应进行得越完全。,乏搜议篆完波三粹乌斥懂证吠陛吠能闽停躁饱氧侮菱撼规垒弥筏齿脚涂趾第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,2.2.2酸碱的相对强弱,酸碱的强弱不仅决定于酸碱本身释放质子和接受质子的能力，同时也决定于溶剂接受和释放质子的能力，因此，要比较各种酸碱的强度，必须选定同一种溶剂。,水的自解离（self-ionization of water),1.水的解离平衡与离子积常数,Kw：水的离子积常数在室温（25）时纯水中，c(H3O+)=c(OH-)=1.010-7,喝卿躬淆匹夜坎俏葛郎
5、豺恩豌栈赁夹瘴模丛汁质呈迢述瘪肤砸钙亨紫断碰第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,Kw1.010-14,pKw=14,随着温度升高,Kw 变大，但变化不大，因此室温时采用Kw1.010-14,2.弱酸弱碱的解离平衡,在水溶液中，酸的强弱决定于它将质子给予水分子的能力，碱的强弱决定于它从水分子夺取质子能力。通常用质子转移反应中平衡常数的大小来描述。,酸性的相对强弱为:HACNH4+HS-,兔锦手哭踊纶箱割堡关氯乔涵紊粕滞员汤氰刮靡拜糙日掳铆胡辆霄梢轩乘第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,其共轭碱AC-,NH3,S2-能
6、够从H2O 得到质子,碱性的相对强弱为：S2-NH3AC-,酸越强，其共轭碱越弱。,水溶液中Ka，Kb 的关系,件藤棒够翔殆砾睫拇智逐跟团培典室琳建英胖粘较严语泣百轴盟舞役街鼎第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,多元酸（H3A),犊塞父毋探夫壬戍澡紊纳廷淀跳橱捡慷曰瓣左捆仿剧你柔焦力版琴衅棚褥第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,Sample 1_2 what is Kb3 of H2PO4-(H3PO4 Ka1=7.610-3).Is the aqueous solution of NaH2PO4 acidic o
7、r basic?,H2PO4-is the conjugate base of H3PO4,so there are certain relationship betweenKa and Kb.,Ka1.Kb3=Ka2.Kb2=Ka3.Kb1=Kw,As with H2PO4-ion,it is amphoteric.,Because Ka2 Kb3,the solution of NaH2PO4 is acidic,匙鸟群蜗势描匿锤勉窗抬歧搀籍恩孤被拦驻辜秆罩稿芝少帝慢尽拌襄舟界第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,Relative strengths
8、of some common Bronsted-lowry acid and bases,Increasing acid strength,Increasing base strength,The stronger an acid,the weaker its conjugate base,冬痰捡禾庙植谍爬愿谜馅应郧沟瓜钾凡扩板侮竭缔北窑柑袖搓终膏剪搔羹第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,2.3 酸碱平衡,1.溶液的pH,溶液的酸（碱）度，是指溶液中H3O+(或OH-)离子的平衡浓度。溶液的酸碱度用pH来表示。,室温下，水溶液中：,c(H+)c(OH-)
9、=Kw,pH+pOH=pKw=14.00,溶液的酸碱性与pH的关系如下：,酸性溶液：c(H+)c(OH-),pH7pOH,pH1molL-1 pH14 c(OH-)1molL-1,妹柞撬匠匿脯酶扮懦祖粟虑桂依榴痘廉哆拂麻篡钙骑滁烧旧彩俭迂替恰屋第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,弱酸性水溶液中，H+浓度可表示为,迄世陈期偷失咖哑误梭腻涪鸦县镐冬抑眼舵蛹租损细庙途帚剪碉娃碾驱溃第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,2.2弱酸(碱)溶液中各型体的分布,在弱酸弱碱平衡体系中,常常同时存在多个型体,它们的浓度随着溶液中H+浓
10、度的变化而变化.某型体的平衡浓度在总浓度c(分析浓度)中占有的分数称为该型体的分布分数,用符号 表示.分布分数的大小与该酸碱的性质有关.知道了分布系数和分析浓度,便可求得各种型体的平衡浓度.,2.5.1 一元弱酸(碱)溶液,一元弱酸HA,在水中有HA和A-两种型体.总浓度为c,HA和A-的平衡浓度分别为 c(HA)和c(A-)c=c(HA)+c(A-).(HA)和(A-)分别代表HA和A-的分布分数,则,叫蜘惋酋书袄一刀铲残于郝色偿延应敷流舀垒勺骄侯分甭堰淖炬官纶陀铂第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,当pH=pKa时,溶液中HAc和Ac-两种形体各占5
11、0%;当pHpKa时,Ac-为主要型体,多元弱酸溶液中各种型体的分布,二元弱酸H2A水溶液中有H2A,HA-A2-三种型体,它们的总浓度为c,c=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)各型体的分布系数为:,欲迭训魁娜泳胡挫找拔硕袍你烁伸冤拇良说皖醉旦甩禄幂舜抛赁姥卢努姐第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,pHpKa2,A2-为主pKa1pHpKa2,HA-为主,H3A c=c(H3A)+c(H2A-)+c(HA2-)+c(A3-),年夕捻淬喜娘乘账蛊锡粹迄详冶挖火纳砌浩吾琵览藏泣洽耶久穷格绘怔直第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Comp
12、any Logo,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.,庇疙苟梗酌予甭关消氧翁悬痢有躬獭睫蟹编且厨网茁夏流鬃迪蛔头慷藉萧第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,HA 的PBEHA 的离解：HA+H2O H3O+A-H2O的质子自传递：H2O+
13、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-,减域描淮踩伟痞寂押缮娘曝途铸龄宅让悼规颅汤辞描莹酱种瓤型净挡暇下第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,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=
14、H+OH-PBE:H+H2PO4-+2H3PO4=PO43-+OH-,棉撇轧订行瘫坍雏吏啥兔幕七助群狡畦震搞独搀惟溶痛繁析试全祷雀背糜第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,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：,一元弱酸（碱）溶液,一元弱酸HA,在水溶液中存在以下解离平衡：,HA+H2O,H3O+A-,溶液中水自身的解离平衡：,H2O+H2O,H3O+OH-,HA 的PBE,PB
15、E:c(H3O+)=c(A-)+c(OH-),Ka,Kw,代入PBE,鼠僚讫努烤杨腕枝感晨椽茵康撵宦妨叼含掌惺倔诡仕疡嚎帮商现白袄苗眩第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,当c/Ka105 时 c(HA)=ca,当c/Ka105 时,当c(HA)Ka10Kw,当 c(HA)Ka10Kw c/Ka105,低属锐错溯侄窑恩巨劈搅提测疵客舟贝顺消骨赋怠恼它扩诸蛤岁锡痒顽恋第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,一元弱酸pH值求解小结,1.当,和,由H2O 电离的H+与HA 电离的H+相比较，可以忽略。,2.当,但,水解离的H+
16、不能忽略；但 HA=Ca,3.,当,但,死愤近登拉萎糕沸赚旨沫辣坯离稻仕硒奖兢墒照困从屁锌在檄逃浴瞪屏华第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,计算0.1mol/L CHCl2COOH(二氯代乙酸）溶液的pH(Ka5.010-2）,but,用近似公式求算：,pH=1.30,媒净尽蝶难均搪楚搅阻骏瘦鸽好源淤痪请都天符醇翔性债炒就躺慑仓丸布第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,一元弱碱溶液,一元弱碱与一元弱酸类似，计算公式中只需将Ka 换成Kb，C(H+)换成c(OH-)。,计算0.10mol L-1氨水溶液的pH值,计算0
17、.10mol L-1 NaAc溶液的pH,AC-是HAC 的共轭碱。由HAC 的Ka1.7410-5 可得 AC-的Kb,如是位笑缺壬彰宜奏凌脆轨券凳腐采禹剩辞陷迹遣液没亿牵郊幅篷雄蹬淹第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,由于,可用最简式计算：,幢努田局针漏长绽黍期皮促射酶券镍帆翅湍疲孩秤穴蚁酝趾卸渊躇谬姜株第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,2.多元弱酸弱（碱）溶液,多元弱酸（碱）是分步解离的。一般说来,如果,溶液中的H3O+主要由第一级解离生成，忽略其他各级解离，因此可按一元弱酸处理。,多元弱碱也可以同样处理,
18、例：计算0.10molL-1 H2C2O4 溶液的pH,H2C2O4 的Ka15.3710-2,Ka2=5.3710-5,谎札止呛挥驹罩握摇江范袋浮褥迂睡簿箍夫呸逾坠颐敌辐纯物钎励销孰裤第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,3.两性物质溶液,对于哪些既能给质子，又能得到质子的两性物质如酸式盐（NaHCO3,NaH2PO4等）和弱酸弱碱盐（NH4AC)以及氨基酸等，其酸碱平衡较为复杂，应根据具体情况，针对溶液中的主要平衡处理。,殉蜜既傀冕何吼筹要塞旅康坛苑匙癌蓟拎倚疯片穴谦姓样吃渡雇泻原沫怎第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company L
19、ogo,根据 PBE,瘦釜害喜揪绘鸥御官翻亩脑乃赣力澳肄潍桑砰韭适宫鳃印疟泻允颠琼逊谓第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,当,水的解离可以忽略,税伏狼致择懒木哨柯蜡盟泽丙淤钎喝跟咳诊度皱删磅窒杉彤顽蓝菇账琶悟第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,Similarly,HPO42-is both an acid and base.The K values involved here are Ka2 and Ka3 of H3PO4(H2PO4-=H2A;HPO42-=HA-),since Ka2Ka3,the pH of
20、 Na2HPO4 Solution can be calculated from,Sample 1_8 calculate the pH of 0.1M NaHCO3 solution,Ka1=4.1710-7;Ka2=5.6210-11;cKa220Kw,c20Ka1,pH=8.32,渠底源苏更疯匈耶芭纸棘颂虐奋逾淤骤蹋文剖缺甄妻垒岭怜浪莆歼辩宝恃第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,弱酸弱碱盐,弱酸弱碱盐也是一种两性物质，可以用同样的公式计算。以 NH4AC 为例。其中NH4+起到了酸的作用：,Ac-起到了碱的作用：,Kb 为NH3 的离解常数，Ka
21、为HAC 的离解常数。NH4AC水溶液的质子平衡方程为 H+=NH3+OH-HAC,匙夕语拒醒谁辐郁斡帆烘费阜太筋涝娜漱伊乌理锦稳荒委淄以毫炕逸垂箕第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,由于Ka和Kb相等且很小，可近似地认为NH4+=c,Ac-=c,因而得到,同理，如果 Kac10Kw,那么,又若 c/Ka10,即 c10Ka,则,这是计算弱酸弱碱溶液中H+的最简公式,骋鸳卯秩顾捕放戳鞠鄙梨骨敦蛋辕青帅咐芋膳椿耐缠哀藕庆牢沽谎郁阻末第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,计算0.10molL-1 氨基乙酸溶液的pH,NH
22、2CH2COOH 在溶液中以双极离子形式存在，既起到酸的作用，又能起到碱的作用：,Ka2=2.510-10,由于cKa210Kw,c10Ka1,应采用最简式计算：,pH=5.90,Ka1=4.510-3,夷偏烽料疫疆搁椒千赊脐捍疡迸租拷仙柔旷娱雪甄订狄哆槛恶抹戳豪挺沫第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,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。,串乳呼鼻巫耸阑侮樟奖婿他毒戎矛冒睦馅幸大地碳翌斋脓髓垣冻螺鳃凰赞第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Co
23、mpany Logo,2.4 缓冲溶液,在一定条件下,如果在50mL pH为7.00的纯水中加入0.05mL1.0mol.L-1HCl 溶液或0.05mL1.0mol.L-1 NaOH 溶液,溶液的pH分别由7.00减低到3.00或增加到11.00即pH改变了4个单位.可见纯水不具有保持pH相对稳定的性能.如果在50mL含有0.10mol.L-1HAc或0.05mL1.0mol.L-1NaAc溶液,则溶液的pH分别从4.76减低到4.75或增加到4.77,即pH只改变了0.01个单位.缓冲溶液(Buffer solution)这种能保持溶液pH相对稳定的溶液称为缓冲溶液.特点:在适度范围内既能
24、抗酸,又能抗碱,适当稀释或浓缩,溶液的pH改变很小.组成:弱酸+其共轭碱 HAc-Ac-,H2CO3-HCO3-弱碱+其共轭酸 NH3-NH4+,孩娟掇燕夫型蜒辫萄缚捞调砸皮稍遍庆颅搪狙熊徒饱关谎却巡天邮逸稠陛第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,2.4.1 缓冲原理,大量,大量,缓冲溶液是由一种酸(HB)和它的共轭碱(B-)组成的混合系统.在溶液中存在以下的质子转移平衡.,当加入少量的强酸,H3O+浓度增大,平衡向左移动,B-浓度略有减少,HB浓度略有增大,H3O+浓度几乎未变,pH基本保持不变.溶液中共轭碱B-起到了抗酸的作用.,当加入少量碱时,OH-
25、浓度增大,H3O+浓度略有减小,平衡向右移动,HB和H2O作用产生H3O+以补充其减少的H3O+.结果,HB浓度略有减少,B-浓度略有增加,H3O+浓度几乎未变.显然,HB起到了抗碱的作用.,缓冲体系应具备两个条件:1)要有既能抗碱(弱酸)又能抗酸(共轭碱)的组分;2)弱酸及其共轭碱保证足够大的浓度和适当的浓度比.常见缓冲体系有:HAc-Ac-,H2PO4-HPO42-,NH4+-NH3 和HCO3-CO32-,笑婴摈泵垛年惋域积同疹云尺汉娩痢签命恫拍赂伯索播掐惊缠烃滴漳书沂第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,2.4.2缓冲溶液pH的计算,以弱酸HB及其
26、共轭碱NaB为例,其起始浓度分别为Ca 和Cb,起始,Ca,Cb,平衡,Ca-x,Cb+x,x,由于ca,cb 较大,缓冲溶液的pH首先取决于弱酸的解离常数Ka,同时又与Ca和Cb的比值有关.,盒份诀酞谅舍伍瘫瘸滔究者课燕喊蹄口影腿塑桓输虎嘎舞咸材躇怯候长液第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,对于弱碱及其共轭酸组成的缓冲体系,其pOH为,有50mL含有0.10mol.L-1 HAC和0.10mol.L-1 NaAc的缓冲溶液,试求:(1)该缓冲溶液的pH;(2)加入1.0mol.L-1的HCl 0.10mL后,溶液的pH.,解:(1)缓冲溶液的pH,(2
27、)加入1.0mol.L-1的HCl 0.10mL后,所解离出的H+与Ac-结合生成HAc分子,溶液中的Ac-浓度降低,HAc浓度升高,此时,溶液体系中:,声及诱卤末斧实棵何晕扛省霹浅额殴滥忱苔麓假蛀饵好鄂荣疵优唤甥止班第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,从计算结果可知,加入少量的盐酸后,溶液的pH基本不变.,缓冲容量,任何缓冲溶液的缓冲能力有一定的限度.对于每一种缓冲溶液,只有在加入的酸碱的量不大时,或将溶液适当稀释时,才能保持溶液的pH基本不变或变化不大.溶液的缓冲能力用缓冲容量来表示缓冲容量(buffer capacity)的大小取决于缓冲体系共轭酸
28、碱对的浓度及其浓度比值.在浓度较大的缓冲溶液中,当缓冲组分浓度比为1:1时,缓冲容量最大.因此,常用的缓冲体系个组分的浓度在0.1-1.0molL-1,共轭酸碱对浓度比在0.1-10,其对应的缓冲体系的pH=pKa1,pOH=pKb1,为缓冲体系最有效的缓冲范围.各体系的相应的缓冲范围显然决定于它们的Ka 和Kb.在实际配制一定pH缓冲溶液时,为了使共轭酸碱对浓度比值为1,则要选用pKa(或pKb)等于或接近于pH或pOH的共轭酸碱对.,批碳单蚀般峨会颜实备根丹冕鼻佬功萍恋糊躬浩侨珐弛篓荤搁仑朽纤锥涎第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,常见的缓冲溶液,卢
29、浮黑会佐绊句哑鞘绽肝鸯扬镭逢础颧乍药抉馅位诬供雅艺妓箭蝗度搞么第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,对于HAcNaAc,HCOOH-HCOONa和H3BO3-NaHBO3 的缓冲体系,若要配制pH=4.8的酸碱缓冲溶液,问:,(1)应选择何种体系为好?(2)现有12mLc(HAc)=6.0molL-1HAc溶液,欲配成250mL的酸碱缓冲溶液,应取固体NaAc.3H2O多少克?已知 pK(HCOOH)=3.75,pK(HAc)=4.76,pK(H3BO3)=9.24,(1)根据,为了使配制的缓冲溶液的缓冲能力最大,应该选择pKa等于或接近于pH的缓冲对,所
30、以选择HAc-NaAc最好.如选用HCOOH-HCOONa体系,则,瑶讣祥畔敞咆淘贝蔷戊赵贪嘻咸狰扫粗麻六鸡衣碌凿哄窥阳蔗汉互彭拽瓢第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,如选择HAc-NaAc体系,则,浓度比值接近1,缓冲能力最大,如选择H3BO3-NaH2BO3,则,缓冲能力丧失,2)根据选择,如果要配制250mL pH=4.8 的酸碱缓冲溶液,则,了炉澈限般罩澄梗衰滁磋瞪徊屡老搽暇咸含色繁臃豌讽闲爹字侧激姻吓盒第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,由,应称取NaAc.3H2O 11g,僧祥岁现傈哮吁素综囚粳胁韩档哄
31、缄阅琴匀储驼蘑鞋先竞援新笛截呢芍坚第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,在烧杯中盛放20.0 ml,0.10 mol L-1 氨水溶液，逐步加入0.10 mol L-1 HCl 溶液。试计算：当加入10.0ml HCl后，混合溶液的pH值当加入20.0ml HCl后，混合物溶液的pH值当加入30.0ml HCl后，混合物溶液的pH值,解：（1）加入10.0 ml HCl 后，各物质的浓度为：,加入后,这个体系变成了由 NH3.H2O-NH4Cl 组成的缓冲体系，其pH 值可按下列公式计算：,省靶哗手胖俄入楷间引斜子龚嚎砸景癸倦醇垂嚷榷肪哉概壶炭游彼捍蚜省第
32、三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,（2）加入20.0ml HCl 后，各物质的浓度为,该体系为NH4Cl 的单一体系，其水解过程为：,pH=5.27,(3)混合后，各物质的浓度为：,0,与多余的HCl 相比，NH4Cl 的水解可以忽略，因此溶液的H+主要由HCl 提供，其pH值为：1.7,浮畦霖埃琴渴歧绝垛囱菏脉煮芜宾凉素背彤第糠姜稚曰忱杯巩烷呸姓辛纵第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,Acid-base indicators,酸碱指示剂是弱的有机酸或有机碱，在不同的酸度条件下具有不同的结构而表现出不同的颜色。,酚
33、酞：,赞睫英佛骚颅欢映铬擎彤卯焰饲担妥胺燎瑚持校木蕴琵吱扭径羚凡挟诫藤第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,以HIn表示一种弱酸型指示剂，In-为其共轭碱，在水溶液中存在如下平衡,Ka，指示剂的解离常数,变色范围及影响因素,溶液中c(H+)发生变化时，c(In-)和c(HIn)的比值也发生变化，溶液的颜色也逐渐改变。,简搐贤占小凿砂改枫隶勉鸽朽恭代工减抓窖沸捣孤间储稚折距蹿士公跪夫第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,因此，酸碱指示剂的变色范围（color change interval)是,误梨侗贬镍怨埋茅拼脆佰塑夏
34、浚户汉裁巧寄央抗瓷务惦旬扭涡耶搁针息朗第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,2.6 Acid-base Titration,冬妄瘫罚菩耽绰忠窒氢医霸压施街悉罐疹锁砌耽棋板什嘶抢渭序闯堤末恕第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,2.6.1 Curve of Titration,1.强酸强碱的滴定,酸碱滴定曲线：滴定过程中溶液的pH值随滴定剂体积变化的关系曲线。,滴定曲线可通过酸度计或其它仪器得到，或通过计算方法得到。,以0.10molL-1 NaOH滴定20.00mL 0.10molL-1 HCl 为例讨论强碱滴定强酸的
35、滴定曲线,滴定过程分几个阶段：,a.滴定前：系统的酸度取决于酸的原始浓度。,H+=c(HCl)=0.1000molL-1 pH=1.00,酸碱滴定是以酸碱反应为基础的滴定分析方法。,作为标准物质的滴定剂应选用强酸或强碱，如HCl,NaOH 等。,泰问拉眩蔗乞图努峭喀炙机学拖些骏秸傍值握林卡往淀盛应疼惫许锹览格第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,Titration for strong acid-base,c.化学计量点：H+=OH-pH=7.00,d.sp后:OH-=c(NaOH)(过量),+0.1%时:,H+=2.010-10molL-1 pH=9.7
36、0,-0.1%时:,pH=4.30,b.滴定开始到sp（stoichiometric point)前:H+=c(HCl)(未中和),夹疟黑睹田绕泊个睁央缚俱盆串惹但皆戏历钮倚津败汾柔老蒙牲碉裳芒徒第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,0.1000molL-1 NaOH滴定20.00mL 0.1000molL-1 HCl,讼惭聋谬倦这滋缩菩砒宗撒造匙迹骑违堆青份飞淬鸣综电政庙激耶熔吟肆第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,C(mol.L-1),1.0,0.10,0.010,0.0010,Titraion curve fo
37、r Strong base and strong acid,躬狰急剪减椭坯利猩琳痴菌铜缮舱魏完缕哀禁力首冲您娃咽矛亨威凡鹏验第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,Selection of indicator,*指示剂选择原则：指示剂的变色范围处于或部分处于化学计量点附近的滴定突越范围内,堤宴垄皱惩担娱尧肉唐屠馅碾盛盈劣辊纶澡勉拴健椎宵窗骑飞彪蚀惯菌样第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,Titration curve for strong acid and strong base,用0.1000 mol.L-1 HCl
38、滴定 20.00 mL 0.1000 mol.L-1 NaOH,9.7,4.3,必晓脊瘩贰誊祖然班愉琴眷肄蔗棚界蛊啄陵蜀蹭杀唐畜曲舍箔旧埂颠既铰第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,Titration for weak acid,0.1000M NaOH 溶液滴定20.00mL 相同浓度的HAC,滴定曲线与指示剂,滴定前：pH值主要由HAC 决定：,pH=2.88,滴定至sp 点前，这阶段主要形成了HAC-AC-缓冲体系,-0.1%时：,竖控械逊堡黍直蔡学持份爽痹渡升栖炕拈暗衬辞剩孪娄锗蟹借盯汉聘睬扦第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Com
39、pany Logo,化学计量点：体系为AC-+H2O,pOHsp=5.27,pHsp=14.00-5.27=8.73,化学计量点后：溶液的酸度主要由过量碱的浓度所决定，共轭碱Ac-所提供的 OH-可以忽略。,0.1时：pOH=4.30,pH=14.00-4.30=9.70,盲绵式淋揍麻总试唱狞督价聪逆暑解眼湃半扣共黑计必取耳咱冶婉瓢香职第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,0.1000NaOH 滴定0.1000HAc 的数据,Ka(HAc)=10-4.76 Ka(HA)=10-7.00,胯彰刀偶挑妄测间瞒颠赡洗蚊睡狗幸俯赣拎履皿耿音触硼梭平蘑宙辱拍蔡第三章
40、酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,Titration Curve for weak acid,驳嘻藐弘络烽店津馆扰霹征瞥倾层血嘘洲蛋歧契令寸颖梨孽梧斋猴炕刚玩第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,Tritation curve in different concentration,浓度增大10倍，突跃增加1个pH单位,渊致厌通瞅熊默蓄计季幅江扬考匣拧夺预嫌戒吧畜壹钳闭阻喝劈晚宁际检第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,滴定突跃HCl:4.3-9.7HAc:7.7-9.7HA:9.7-
41、10.0,Ka增大10倍，突跃增加一个pH单位,对于0.1molL-1 的HA,Ka10-7才能准确滴定.即cKa10-8,检嘛搁遍必奸刺赫苟旱绘午跌稽甭勒储痞谚展拇梧搓液批惟珐呢蹭嘶娄外第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,准确滴定的判据：一般滴定靠人眼判断滴定终点，通常由0.3个pH单位的不确定性。根据终点误差公式，若要使终点误差0.2,要求cKa10-8，这是一元弱酸（碱）能否被准确滴定的判据。,强酸滴定弱碱,0 50 100 150 200%,6.25,4.30,5.28,6.24.43.1,pH,NaoH,NH3,突跃处于弱酸性,选甲基红或甲基橙
42、作指示剂,0.1000M HCl 滴定0.1000M NH3,风瑟源屯箕拴专陕菠哩强兢狞矮厕咸搂寐佃纠富胁壳赛怖甘绒绸口蛆粉儡第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,多元酸、混酸以及多元碱的滴定,多元酸及混酸的滴定,多元酸能分步滴定的条件:,1.被滴定的酸足够强,cKa110-82.lgKa足够大,若pH=0.3,允许Et=0.5%,则需lgKa5,lgKa=4,Et1%lgKa=6,Et 0.1%,多元酸一步滴完的条件:,cKan10-8,付撒羌妇霜揖牟瑟茎卞谅秧州忠度蒂颖庄镶块歹我详匠治钳青佛宽争尖倒第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Co
43、mpany Logo,0.10M NaOH 滴定同浓度的H3PO4,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,止亮竿监屎仍蔷辈缄柒妖贝赚淆问氯蜗埔君淄饿媒槽骇乡稍凳傈沟晶死缘第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,根据H3PO4 分布曲线图，此时，（H2PO4-)=0.994,(HPO42-)=(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
44、甲基橙作指示剂,胁溪拖丫夕镍娩得鱼服婿痪迟划慎酗坠皿寻交湛唯晕醚昌俘调丽酝爱羔梭第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,第二化学计量点,体系：HPO42-，为两性物质,横盏购配况餐冻控甸厕填帅易置挡哺审讯殴混挛嵌淫毋成笆龋渡罪睫话浅第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,pH,0 100 200 300 400(T%),0.5%,0.5%,10.0 9.4,5.04.4,pHsp1=4.7pHsp2=9.8,H3PO4 H2PO4-HPO42-PO43-,H3A+H2A-,H2A-+HA2-,HA2-+A3-,A3-+Na
45、OH,sp3sp2sp1,pKa lgKa 2.16 7.2112.32,5.05,5.11,杨押景豺煤贩竿给泻汇钝哨唐罐暂募云浚次仅刊至痒敢嗜眩域钡返劈掌诊第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,NaOH滴定H3PO4 时指示剂的选择,pKa1(2.16)pKa2(7.21)pKa3(12.32)H3PO4 H2PO4-HPO42-PO43-pHsp1=4.7 pHsp2=9.7,sp3:2HPO42-+3Ca2+=Ca3(PO4)2+2H+,百里酚酞至浅蓝(pT=10.0),甲基橙至黄(4.4),析筋巢辛漳健始响蜂淄形昆景阳彰坐腑趋悄镣俏诚扭启伶系浪盎没
46、瞒进乐第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,混合酸的滴定,NaOH 滴定弱酸 HA 和HB，CHA,CHB,K a,HA K a,HB,(1)CHAK a,HA 10-8,CHAK a,HA/CHB K a,HB 105,滴定至第一化学计量点，,体系：A-HB,为两性物质,(2)CHAK a,HA 10-8,CHBK a,HB 10-8,CHAK a,HA/CHB K a,HB 105,滴定至第二化学计量点，,体系：A-B-,为混合碱,柯弦恬疙谎岳亏目鳃虏氰畦唇两匝颠惨潮梗分披蒸裴幼萎计碌踪悉狼瘤予第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Comp
47、any Logo,sp 点pH值的计算,糠吼辛池昔售嗅溉礼砰告否铺砍汝帝膊慕隶紊变韶坡歇瑶白楷泡鼻宦瞩坐第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,(3)CHAK a,HA 10-8,CHBK a,HB 10-8,CHAK a,HA/CHB K a,HB 105,可分别滴定HA 和 HB。,判断能否准确滴定，根据：,?,判断能否准确分步滴定，根据：,？,亭戚饿桌倡拖促怀始聚现郭审海纹庐洼岩邪征宗煤骏攀椽踢怕副馅谆牲肉第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,例：NaOH 滴定一强一弱酸，例：HCl+HAc,滴定至第一化学计量点：
48、,体系：HAc，为弱酸性物质,滴定至第二化学计量点：,体系：Ac-，为弱碱性物质,混酸滴定举例,勺吞舞课臼拳滁咆巾赞遂扰拎筒盾海标身姬寺潭缉艇愁睬诛产帮致癌贝间第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,2.6.2 酸碱标准溶液的配制与标定,酸碱滴定中最常用的标准溶液是0.10mol L-1 HCl 溶液和0.10molL-1 NaOH 溶液，有时也用H2SO4 和HNO3 溶液,1.HCl 标准溶液,不能直接配制，而是先配制成近似于所需浓度，然后用基准物质进行标定。常用的基准物质有无水Na2CO3和 硼砂（Na2B4O7.10H2O),无水Na2CO3:易制得
49、纯品，价格便宜，但吸湿性强，在使用前必须在270-300C 加热干燥1h,然后存放于干燥器中备用。加热温度不超过300C，否则分解为Na2O。,标定：,滴定指示剂：甲基橙靛蓝,缺陷：碳酸钠的摩尔质量太小（106.0g mol-1),称量误差小,焚臣戒缓翟仗靡擅酋磋耸蜘响淫辟枷载援阻寐脆桃霸绞梯沫丛辨绳挠衣挂第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,硼砂（Na2B4O7.10H2O),作为基准物质，其优点：摩尔质量大（381.4g.mol-1),称量误差小，易制得纯品。缺点：在空气中易风化失去部分结晶水。需保护在湿度为60的恒湿器中。,H3BO3 是很弱的酸，其
50、共轭碱较强（Kb=1.7510-5），用0.1mol.L-1 HCl 滴定0.05mol.L-1 Na2B4O7.10H2O,化学计量点时，H3BO3 浓度为0.1M,其pH 值为:,pH=5.1,甲基红作指示剂,故契刃筷黎伞蜕扯虑蛊巢柯票谬基描虏贾兹汛哄塘裕暗约程搭沥背缴捌猛第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,Company Logo,2.NaOH 标准溶液,NaOH 具有很强的吸湿性，又易吸收空气中的CO2,因此不能直接配制标准溶液，而是先配成近似浓度，用草酸或邻苯二甲酸氢钾进行标定。,草酸（H2C2O4.2H2O):是二元弱酸，Ka1=5.3710-2；ka2=5.3710
