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1、2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ1,酸碱平衡与酸碱滴定,第三章,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ2,酸碱平衡与酸碱滴定,Acid-base equilibrium & Acid-base titration,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ3,3.1 酸碱理论与酸碱反应 3.1.1 现代酸碱理论 自主复习要求 3.1.2 酸碱反应的平衡常数 3.1.3 活度与浓度、平衡常数的几种形式 3.2 pH对酸碱各型体分布的影响 3.2.1 分布分数的定义 3.2.2 一元酸（碱）的分布分数 3.2.3 多元酸（碱
2、）的分布分数 3.2.4 优势区域图,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ4,3.3 酸碱溶液中H+的计算 3.3.1 水溶液中酸碱平衡处理的方法 3.3.2 各种体系中H+的计算 3.4 缓冲溶液 3.4.1 缓冲溶液的定义与种类 3.4.2 缓冲溶液的pH计算 3.4.3 缓冲容量及有效缓冲范围 3.4.4 缓冲溶液的选择 3.4.5 标准缓冲溶液,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ6,3.6 滴定分析法概述 3.6.1 滴定分析的方法 3.6.2 滴定分析对化学反应的要求及滴定的方式与分类 3.6.3 基准物质与标准溶液 3.6.4
3、滴定分析中常用的几个物理量及单位 3.6.5 滴定分析的计算,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ7,3.7 酸碱滴定 3.7.1 酸碱滴定曲线与指示剂的选择 3.7.2 酸碱滴定中CO2的影响 3.8 酸碱滴定的终点误差 3.8.1 代数法计算终点误差 3.8.2 终点误差公式和终点误差图及其应用 3.9 酸碱滴定法的应用 3.9.1 酸碱标准溶液的配制与标定 3.9.2 酸碱滴定法的应用实例,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ8,3.10 非水溶剂中的酸碱滴定 3.10.1 概述 3.10.2 溶剂性质与作用 3.10.3 非水滴定的应
4、用,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ9,自主复习要求-1,质子酸碱理论、酸碱共轭关系、酸碱反应实质、酸碱强度 区分效应与拉平效应、非水溶剂的质子自递反应 酸碱的离解、酸离解常数、碱离解常数、水的自递常数 及其相互间的关系 活度、浓度、及其相互间的关系 活度常数、浓度常数、混合常数、及其相互间的关系,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ10,3.1.1 现代酸碱理论,Modern theory of acids and bases,Brsted-Lowry theory质子酸碱理论, 酸碱共轭关系 酸碱反应的实质 酸碱的强度,理解质子酸碱理
5、论：,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ11,酸碱共轭关系,酸碱可以是中性分子、阴离子或阳离子。,同一物质在不同的共轭酸碱对中，可表现出不同的酸碱性。,问题：H+ 的共轭碱是什么型体？,H2O是酸还是碱？,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ12,酸碱反应的实质质子的转移,酸的离解,碱的离解,水的自递,中和反应,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ13,酸碱的强度,酸碱强度决定于：,酸或碱的性质,溶剂的性质,酸性,溶剂碱性,HAc的酸性：,溶剂的碱性相同,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GX
6、Q14,酸碱的强度,酸性 均为强酸,酸性,区分效应,拉平效应,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ15,3.1.2 酸碱反应的平衡常数,Equilibrium constant,酸的离解,碱的离解,Acid dissociation,Base dissociation,水的自递,对共轭酸碱对 HAA-,例题,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ16,结论与例题1,If a reaction is reversed, then K = 1/K. If two reactions are added, then K3 = K1K2,Example
7、,Given that,find the equilibrium constant for the reaction,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ17,例题3-1,求HS-的pKb 。,解,多元酸,pKb3,pKb2,pKb1,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ18,3.1.3 活度与浓度、平衡常数的几种形式,活度与浓度 activity and concentration,离子的活度 与浓度c 通过活度系数 联系起来：,活度 物质在化学反应中表现出的有效浓度,浓度 c 与物质的量直接相关,活度系数 ：衡量实际溶液对理想溶液的偏离程
8、度，可由Debye-Hckel 方程求出：,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ19,2. 酸的活度常数、浓度常数与混合常数,酸的离解,*一般计算,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ20,3.2 pH对酸碱各型体分布的影响,对一元弱酸,酸的总浓度 c，也叫分析浓度 Analytical concentration，,平衡浓度 equilibrium concentration ：HA，A-,HA，A- 随pH的变化而变化。,Species distribution,酸的总浓度 c不随pH变化。,2005-10,分析化学教程（2005-200
9、6学年),GXQ21,3.2.1 分布分数 Distribution coefficient,多元弱酸,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ22,3.2.2 一元酸（碱）的分布分数,一元弱酸：,Monobasic acid,HAc的分布分数图,HAc,Ac-,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ23,一元弱酸的分布分数图分析,HA,A,作图，可得分布分数图,一元碱的分布,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ24,一元弱碱的分布分数,对于一元弱碱，可以转化成其共轭酸处理。,例：已知NH3的pKb = 4.75, 求pH
10、 = 2.00 时NH3 和共轭酸的分布分数。,解：,先思考：什么为主要存在型体？,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ25,3.2.3 多元酸（碱）的分布分数,二元弱酸,N 元酸,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ26,N 元酸,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ27,二元酸的分布分数图,i,H2A,HA,A,(6),(7),(3),(4),(5),(1),(2),pKa1,pKa2,* 注意pKa的大小。,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ28,离解常数对分布分数图的影响,2005
11、-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ29,3.2.4 优势区域图,pH 0 2 4 6 8 10 12 14,(1) HF, pKa = 3.17,(2) HAc, pKa = 4.76,(3) NH4+, pKa = 9.25,(4) H2C2O4, pKa1 = 1.25, pKa2 = 4.29,(5) H3PO4, pKa1 = 2.16, pKa2 = 7.21, pKa3 = 12.32,共轭酸碱对共存区,例题1,例题2,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ30,例题,1、某研究生欲研究某二元酸物质H2A的各种型体在微波萃取过程中的行为，
12、配制了9个溶液，溶液的pH依次从2 变化到8。所得结果如图示。该研究生得出结论：酸度对该物质的微波萃取无影响。已知该物质的pKa1 和pKa2分别为7.1 和12.7。请问这个结论可靠吗？,答：不可靠。,因为在pH 27区间，主要存在的型体是H2A ，在pH7时，HA的浓度增大，由于试验误差，难以看出变化趋势。实验未达到A的存在区域，不能说明A在微波萃取中的行为。,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ31,例题,已知 HF 的pKa = 3.18, 欲用 HF 掩蔽Al (III) 离子，pH 应控制在多大？,答：pH 3.18 。,2005-10,分析化学教程（20
13、05-2006学年),GXQ32,3.3.1 水溶液中酸碱平衡处理的方法,严格从定义推导出精确式，然后根据具体情况作简化处理。,分清两个概念,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ33,分清两个概念,分清两个概念：酸度和酸的浓度,酸度：H+, pH计可测得酸度。,酸的浓度：可被碱中和的酸的总浓度。,0.1 mol/L HCl 与0.1 mol/L HAc 具有不同酸度，相同的浓度 。,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ34,物料平衡式 Mass Balance Equation MBE,在平衡状态，某组分的分析浓度等于其各型体的平衡浓度之和的
14、数学表达式。,例,解,电荷平衡式 Charge Balance Equation CBE,在平衡状态，溶液中正离子所带电荷总数与负离子所带电荷总数相等的数学表达式。,例,解,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ35,质子平衡式 Proton Balance Equation PBE,在平衡状态，体系中得失质子的物质的量相等的数学表达式。,得到质子平衡式（PBE)的方法：,由质子转移关系列出PBE：,（1）找出参考水准 reference proton levels, 或零水准， zero level of protons。参考水准一般选择参与质子转移且大量存在的物质。
15、,（2）写出质子转移式。,（3）根据得失质子的物质的量相等的原则，写出PBE。,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ36,Example,H2O,HAc 水溶液,H3PO4水溶液,Na2HPO4水溶液,NH4Ac水溶液,共轭体系 Cb mol/L NaAc与Ca mol/L HAc,a mol/L HCl,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ37,（1） 纯H2O,参考水准：,H2O,质子转移反应式,PBE,列出PBE,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ38,（2） HAc 水溶液,参考水准：,H2O, HAc,质
16、子转移反应式：,PBE：,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ39,列出PBE（3） H3PO4水溶液,参考水准,H2O, H3PO4,质子转移反应式,PBE,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ40,（4） Na2HPO4水溶液,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ41,列出PBE,（5） NH4Ac水溶液,PBE：,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ42,共轭体系,（6） 共轭体系 Cb mol/L NaAc与Ca mol/L HAc,参考水准,H2O, HAc,PBE,PBE,参考水准,H2O, Ac-,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ43,（7） a mol/L HCl,PBE,2005-10,分析化学教程（2005-2006学年),GXQ44,列出PB
