《分析化学 第5章 酸碱滴定 a - 概述、分布分数》由会员分享，可在线阅读，更多相关《分析化学 第5章 酸碱滴定 a - 概述、分布分数（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章第五章酸碱平衡与酸碱滴定 5.1 5.1 概述概述 5.2 质子条件与分布分数5.3 不同体系溶液pH的计算 5.4 酸碱滴定基本原理及指示剂选择 5.5 终点误差、酸碱滴定应用5.15.1概述概述 “ “酸度酸度” ” 决定各反应物的存在型体，影响物质在溶液中决定各反应物的存在型体，影响物质在溶液中 的分布和平衡。的分布和平衡。 “ “酸度酸度” ”和和“ “酸的浓度酸的浓度” ”有何差别？有何差别？本章重点：本章重点： （1 1）酸碱平衡理论）酸碱平衡理论 （2 2）各类酸碱溶液的）各类酸碱溶液的pHpH值计算方法值计算方法 （3 3）各类酸碱滴定曲线和指示剂的选择）各类酸碱滴定曲线
2、和指示剂的选择 酸碱滴定法（中和滴定法）：以酸碱反应(溶液 中的质子转移反应)为基础的定量分析法5.1.1 现代酸碱理论Modern theory of acids and bases共轭酸 共轭碱 + H+conjugate acid conjugate base proton 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论： 酸碱共轭关系共轭酸 共轭碱 + H+ 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。这一 类物质称为两性物质。问题：问题：H H+ +的共轭碱是什么型体？的共轭碱是什么型体？H2O是酸还是碱？共轭酸碱对彼此只相差一个
3、质子！ 酸碱反应的实质质子的转移酸的离解碱的离解质子自递反应酸碱中和反应 酸碱强度酸的离解碱的离解Acid dissociationBase dissociation水的自递对共轭酸碱对 HAA-例题酸碱解离常数及其关系例题2-1求HS-的pKb 。解多元酸(碱）pKa1pKa2pKa3pKb3pKb2pKb15.1.2 活度与浓度、平衡浓度和分析浓度、酸 度与酸的浓度、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 即溶液中溶质的总浓度（分析浓度）。活度系数 ：衡
4、量实际溶液 对理想溶液的偏离程度，可 由Debye-Hckel 方程求出：高价离子受离子强度的影响更大。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。酸的总浓度 c不随pH变化。酸度：溶液中H+活度，通常以pH表示。而酸的浓度是指酸的分析浓度。问题：酸的浓度和酸度什么时候相等？活度是对特定的型体而言的。它应该与平衡浓度相关，而 不是分析浓度。如活度常数、浓度常数酸的离解*说明：书中附录表2所列均为活度常数，使用时应注 意！但在稀溶液中的有关平衡问题通常忽
5、略离子强度 的影响，一般计算 以 进行近似计算。除 非特别说明，一般不考虑离子强度的影响。在平衡状态，某组分的分析浓度等于其各型体的平 衡浓度之和的数学表达式。物料平衡式MBE电荷平衡式CBE5.1.3 溶液中的其他三大平衡质子平衡式 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，一般为给定物质的初始状态
6、和溶剂分子H2O。MBE, CBE质子转移关系式PBE（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。例1：C mol/mL的NaHCO3的质子条件式解：物料平衡式 Na+ = CH2CO3 + HCO3- + CO32-= C （1） 电荷平衡式 Na+ + H + = HCO3- +2 CO32- + OH- （2） 将（1）式带入（2）式 质子条件式 H + + H2CO3 = CO32- + OH-例2：列出 H3PO4水溶液的PBE参考水准H2O, H3PO4质子转移反应式PBEPBE的特点（1）零水准不出现在PBE中；（2）只有参与质子转移的型体才包含在P
7、BE 中；（3）等式左边的物质比参考水准的质子多，而且多几个质子, 相应的系数为几；等式右边的物质比参考水准的质子少，而且少几个质子, 相应的系数为几。例：列出 Na2HPO4 溶液的PBE5.2 分布分数 Distribution coefficient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。多元弱酸溶液中某酸碱组分平衡浓度占其总浓度的分数称为 分布分数5.2.1 一
8、元酸（碱）的分布分数一元弱酸：HAc的分布分数图HAcAc-讨论讨论Ka一定时，HA和A-与pH有关 pH，HA，A- pH pKa，HAc为主 pH = pKa，HAc = Ac- pH pKa时，Ac-为主与总浓度无关，也与酸碱物 质的初始状态无关，它仅是 pH pKa的函数。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 = 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？练习练习 解解： 例：计算pH=5.0时，HAc溶液（0.1000mol/L）中 HAc和Ac-的分布系数及平衡浓度H2C2O4 HC2O
9、4-+ H+ HC2O4- C2O42- + H+5.2.2 多元酸（碱）的分布分数二元弱酸讨论讨论pH pKa1，H2C2O4为主 pH = pKa1， H2C2O4 = HC2O4- pKa1 pH pKa2 ，HC2O4-为主 pH = pKa2， HC2O4- = C2O42- pH pKa2，C2O42-为主Ka一定时，0 ，1和2与H+ 有关结论结论1）分析浓度和平衡浓度是相互联系却又完全不同的概 念，两者通过联系起来2）对于任何酸碱性物质，满足0 +1+ 2 + 3 + - + n = 13）取决于Ka，Kb及H+ 的大小，与C无关4）大小能定量说明某型体在溶液中的分布 ，由可求某型体的平衡浓度
