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1、2020/7/21,制作人：刘开敏,1,第三章 酸碱滴定法,第一节 概述,第二节 酸碱指示剂,第三节 滴定条件的选择,第四节 酸碱标准溶液的配制和标定,第五节 酸碱滴定法应用,学习指南,2020/7/21,制作人：刘开敏,2,学习指南 酸碱滴定法（acid-base titration）是基于酸和碱之间进行质子传递的滴定分析方法，是重要的滴定方法之一。通过本章学习，应进一步理解酸碱质子理论、酸碱平衡和分布系数等基本知识，掌握缓冲溶液的缓冲容量和缓冲范围的物理意义及选择缓冲溶液的基本原则；熟练掌握酸碱水溶液中H+的计算方法；理解酸碱指示剂的变色原理，掌握常用酸碱指示剂变色范围和变色点，掌握酸碱指
2、示剂的使用方法；了解各类酸碱滴定滴定曲线的特征，掌握影响各类酸碱滴定突跃范围的因素；掌握一元弱酸（碱）、多元酸（碱）和混合酸（碱）滴定可行性判断方法及指示剂的选择方法；掌握酸、碱标准滴定溶液的配制和标定方法；了解酸碱滴定法在生产实际中应用；了解非水滴定的原理；掌握非水滴定滴定剂、溶剂的选择和终点的确定方法 ；了解非水滴定的应用。在学习过程中，应复习无机化学中酸碱平衡及其有关计算，这些相关的知识对掌握酸碱滴定基本原理会有很大的帮助。,返回,2020/7/21,制作人：刘开敏,3,第一节 概 述,一、酸碱平衡的研究,二、浓度、活度和活度系数,三、酸碱质子理论,四、分布分数的计算,五、酸碱水溶液中H
3、+浓度计算公式及使用条件,六、酸碱缓冲溶液,返回,2020/7/21,制作人：刘开敏,4,一、酸碱平衡研究的内容 1由投料组分的浓度c和相关平衡常数Ka，求算各种形式的浓度c 或活度a。例如，pH的计算。 2从pH和相关的平衡常数Ka，求算分布分数。例如，pH从0到14，EDTA由H6Y2+至Y4-，七种形式的分布分数i与pH的关系。 3测出了某些形式的浓度，且已知投料组分的浓度c，则可以测算相关的平衡常数。 4缓冲溶液的理论及应用。 5酸碱指示剂，滴定曲线和终点误差。,返回,2020/7/21,制作人：刘开敏,6,三、酸碱质子理论 1酸与碱的定义 凡能给出质子的物质是酸，酸失去1个质子后转化
4、成它的共轭碱；凡是能接受质子的物质是碱，碱得到1个质子后转化成它的共轭酸，如HAc和Ac- 为共轭酸碱对。既能给出质子，有可得到质子的物质为两性物质，如H2O、HCO32-为两性物质。 2酸碱反应的实质 酸碱反应是质子转移的反应，酸给出质子而碱同时接受质子。 3酸碱强度 酸碱的离解常数反映了酸碱的强度，酸碱的离解常数越大，酸碱的强度越强。酸越强，其共轭碱就越弱；酸越弱，其共轭碱就越强。 4共轭酸碱对关系 Ka Kb = Kw =1.0 10-14,返回,2020/7/21,制作人：刘开敏,7,四、分布系数计算 1分析浓度与平衡浓度 分析浓度：一定体积溶液中含某种物质的量，包括已离解和未离解两部
5、分，也称总浓度，用c表示。 平衡浓度：溶解达到平衡时，溶液中存在的各组分的物质的量浓度，用 表示。 2酸的浓度与酸度，碱的浓度与碱度 酸的浓度又叫酸的分析浓度，指单位体积溶液中所含某种酸的物质的量(mol)，包括未解离的和已解离的酸的浓度。酸度是指溶液中H+的浓度或活度，常用pH表示。 碱的浓度又叫碱的分析浓度，指单位体积溶液中所含某种碱的物质的量(mol)，包括未解离的和已解离的碱的浓度。碱度是指溶液中OH-的浓度或活度，常用pOH表示。,2020/7/21,制作人：刘开敏,8,四、分布系数计算 3分布系数 溶液中某酸碱组分的平衡浓度占其总浓度的分数，称为分布系数，以表示。分布系数取决于该酸
6、碱物质的性质和溶液H+浓度，与总浓度无关。 分布系数能定量说明溶液中的各种酸碱组分的分布情况。通过分布系数，可求得溶液中酸碱组分的平衡浓度， 酸度对溶液中酸（或碱）的各种存在形式的分布的影响规律，对掌握反应的条件具有指导意义。 各种存在形式的分布系数的和等于1。,2020/7/21,制作人：刘开敏,9,四、分布系数计算 4计算及分布图 (1)一元酸溶液 如HAc：HAc，Ac-,2020/7/21,制作人：刘开敏,10,四、分布系数计算,Ac-随pH的增高而增大， HAc随pH的增高而减小。 当pH=pKa（4.74）时， Ac- = HAc =0.50, HAc与Ac-各占一半； 当pHpK
7、a时，主要存在形式是Ac-。 与总浓度c无关，是pH和pKa的函数。 HAc和Ac- 与总浓度c有关。,2020/7/21,制作人：刘开敏,11,四、分布系数计算 (2)二元酸溶液 如草酸：H2C2O4， HC2O4- ，C2O42,2020/7/21,制作人：刘开敏,12,四、分布系数计算 (3)多元酸溶液 如磷酸：H3PO4，H2PO4-1，PO42-，PO43-,2020/7/21,制作人：刘开敏,13,四、分布系数计算,当pHpKa2，主要存在形式是C2O42 。 当pH=pKa1，0 =1 =0.50 当pH=pKa2， 1 =2 =0.50,2020/7/21,制作人：刘开敏,14
8、,四、分布系数计算 H3PO4的分布曲线：,返回,2020/7/21,制作人：刘开敏,15,五、酸碱水溶液中H+浓度计算公式 及使用条件 1强酸(强碱)溶液 (1)强酸溶液 A最简式 H+=Ca （Ca10-6mol/L） B近似式 （Ca10-6mol/L） (2)强碱溶液 A最简式 OH-=Cb （Cb10-6mol/L） B近似式 （Cb10-6mol/L）,2020/7/21,制作人：刘开敏,16,五、酸碱水溶液中H+浓度计算公式 及使用条件 2一元弱酸（碱）和多元弱酸（碱） (1)一元弱酸 A最简式： (CKa20Kw及C/Ka500) B近似式： (CKa20Kw及C/Ka500)
9、 (CKa20Kw及C/Ka500),2020/7/21,制作人：刘开敏,17,五、酸碱水溶液中H+浓度计算公式 及使用条件 (2)一元弱碱 A最简式： (CKb20Kw及C/Kb500) B近似式： (CKb20Kw及C/Kb500) (CKb20Kw及C/Kb500),2020/7/21,制作人：刘开敏,18,五、酸碱水溶液中H+浓度计算公式及使用条件 3多元酸（碱） A最简式： 当CKa120Kw， ，C/Ka1500时 B近似式： 当CKa120Kw， 时，,2020/7/21,制作人：刘开敏,19,五、酸碱水溶液中H+浓度计算公式及使用条件 4强酸与弱酸混合溶液 例如：Ca mol/
10、L HCl + Cb mol/L HAc A最简式： H+Ca (Ca20Ac-) B近似式： 5两种弱酸的混合 HA CHA KHA HB CHB KHB 最简式： （CHAKHACHB KHB）,2020/7/21,制作人：刘开敏,20,五、酸碱水溶液中H+浓度计算公式及使用条件 6两种弱碱的混合 (CB1KHB1CB2 KHB2) 7两性物质 (1)酸式盐 如：NaHA A.近似式： HA-C， 忽略HA-的离解 HA-C， Ka220Kw忽略HA-和水的离解 B.最简式： HA-C， Ka220Kw C 20Ka1,2020/7/21,制作人：刘开敏,21,五、酸碱水溶液中H+浓度计算
11、公式及使用条件 （2）一元弱酸弱碱盐 如：NH4Ac，NH4F A.近似式： (HA=A-C，忽略HA和A-的离解) (HA=A-C，Ka20Kw， 忽略HA、A-和水的离解) B.最简式： (HA=A-C，Ka20Kw， C 20Ka),2020/7/21,制作人：刘开敏,22,五、酸碱水溶液中H+浓度计算公式及使用条件 8多元酸的盐 如： ( NH4)2CO3、(NH4)2S 最简式： 9HAc+NaF,H3BO3+NaAc的混合液 近似式： 最简式：当KHAcCHAc20Kw， CF-20KHF时：,2020/7/21,制作人：刘开敏,23,五、酸碱水溶液中H+浓度计算公式 及使用条件
12、【例3-1】分别计算c(HCl)=0.039mol/L、c(HCl)= 2.610-7mol/L 的HCl溶液的pH。 解：(1)因为 (HCl) = 0.039mol/L 1.010-7mol/L 所以可采用最简式计算 即： H+ = c(HCl) = 0.039mol/L pH = lg0.039 = 1.41 答：(HCl)=0.039mol/L 的HCl 溶液pH为1.41。,2020/7/21,制作人：刘开敏,24,五、酸碱水溶液中H+浓度计算公式 及使用条件 (2) c(HCl) = 2.610 -7mol /L 浓度太稀，其c(HCl) 10-8mol/L， 所以需考虑水的离解，
13、应采用精确式计算。 即： H + = 所以： H + = = 2.910 -7mol /L pH = lgH + = lg 2.910 -7mol /L = 6.53 答：c(HCl)= 2. 610 -7mol /L的HCl 溶液pH为6.53。,2020/7/21,制作人：刘开敏,25,五、酸碱水溶液中H+浓度计算公式 及使用条件 【例3-2】分别计算c(HAc)=0.083mol/L、c(HAc)=3.410-7mol/L的HAc溶液的pH。（pKa(HAc)=4.76） 解：(1) c(HAc) = 0.083mol/L 时， 因为 4.8103 500， 且 cKa= 0.083 1
14、0-4.76 = 1.4 10-6 20Kw 因此可以使用最简式计算，即： 所以 H+ mol/L1.2 10-3mol/L pH = lg1.2 10-3 = 2.92 答：c (HAc) = 0.083mol/L的HAc溶液的pH为2.92。,2020/7/21,制作人：刘开敏,26,五、酸碱水溶液中H+浓度计算公式 及使用条件 (2)c (HAc) = 3.4 10-4mol/L 时， 因为 2020Kw 因此应该使用近似计算式，即： 所以 H+= = 6.9 10-5mol/L pH=lg6.9 10-5 = 4.16 答：c (HAc)= 3.410-4mol/L的HAc溶液的pH为4.16。,2020/7/21,制作人：刘开敏,27,五、酸碱水溶液中H+浓度计算公式 及使用条件 【例3-3】试计算0.31mol/L的Na2CO3水溶液的pH。 解：Na2CO3在水溶液中是一种二元弱碱，其对应的共轭酸 H2CO3的离解常数为： 弱碱的离解常数： 因为 ，且 因此可以使用最简式： pOH=lg7.4 10-3 = 2.13， pH=14-2.13=11.87 答： 0.31mol/L 的Na2CO3水溶液的pH为11.87。,返回,2020/7/21,制作人：刘开敏,28,六、酸碱缓冲溶液 1酸碱缓冲溶液定义 一种能对
