酸堿成分分布系數(shù)ppt課件.pptVIP

1,4.1溶液中的酸堿反應與平衡4.2酸堿組分的平衡濃度與分布分數(shù)4.3溶液中的H+濃度計算4.4對數(shù)圖解法4.5酸堿緩沖溶液4.6酸堿指示劑4.7酸堿滴定原理4.8終點誤差4.9酸堿滴定法的應用,第四章酸堿滴定法,2,3,酸給出質子后,轉化成它的共軛堿；堿接受質子后，轉化成它的共軛酸。因此，因一個質子的得失而互相轉變的每一對酸堿，稱為共軛酸堿對。例如：,4,可見酸堿可以是陽離子、陰離子、也可以是中性分子，酸總是比其共軛堿多一個質子。但上述質子得失反應只是一個酸堿半反應，只有兩個酸堿半反應相結合，才成為酸堿反應。,2酸堿平衡與平衡常數(shù),酸堿的強弱取決于物質給出質子或接受質子能力的強弱。在共軛酸堿對中，如果酸越易于給出質子，則酸性越強，其共軛堿的堿性就越弱。常用酸堿的離解常數(shù)Ka和Kb的大小，定量地說明酸堿的強弱程度.,5,6,7,共軛酸堿對的Ka和Kb有下列關系：,KaKb=Kw=10-14(25)或pKa+pKb=pKw=14,對于多元酸或多元堿，要注意Ka和Kb的對應關系，如三元酸有三級離解常數(shù)，其Ka和Kb的關系如下：,Ka1Kb3=Ka2Kb2=Ka3Kb1=Kw例HA+H2OH3O+A-Ka=H+A-/HAA-+H2OHA+OH-Kb=HAOH-/A-,8,9,1.I一定,電荷數(shù)多,??；2.電荷數(shù)一定,I大,小3.00.1,0.10.5兩段,1.0,0.5,I/molL-1,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,gi,活度系數(shù)與離子強度I的近似關系曲線,10,二、分布系數(shù)和分布曲線,不同pH值溶液中酸堿存在形式的分布:當共軛酸堿對處于平衡狀態(tài)時，溶液中存在著H+和不同的酸堿形式。這時它們的濃度稱為平衡濃度，各種存在形式平衡濃度之和稱為總濃度或分析濃度。,11,1、定義（分布系數(shù)）：平衡時溶液中某物種的濃度占總濃度的分數(shù)。用表示：i=ci/c當溶液的pH值發(fā)生變化時,平衡隨之移動,以致酸堿存在形式的分布情況也發(fā)生變化。分布系數(shù)與溶液pH值間的關系曲線稱為分布曲線。不同pH值溶液中酸堿存在形式的分布分布曲線,12,1.一元酸:以醋酸（HAc）為例HAc在水溶液中以HAc和Ac-兩種形式存在，它們的平衡濃度分別為HAc和Ac-，則總濃度（分析濃度）：cHAc+Ac-設：HAc的分布系數(shù)為1；Ac-的分布系數(shù)為0；,13,則：,且,14,HAc分布系數(shù)與溶液pH關系曲線的討論：,(1)0+1=1(2)pH=pKa時；0=1=0.5(3)pHpKa時；Ac-（0）為主,15,16,H2A分布系數(shù)與溶液pH關系曲線的討論：,a.pHpKa2時，C2O42-為主d.pH=2.75時,1最大；1=0.938；2=0.028；3=0.034,17,3.三元酸:以H3PO4為例,18,H3PO4為分布曲線的討論：（pKa1=2.12；pKa2=7.20；pKa3=12.36）（1）三個pKa相差較大，共存現(xiàn)象不明顯；（2）pH=4.7時，2=0.9943=1=0.003（3）pH=9.8時，1=0.9940=2=0.003,19,20,作用1深入了解酸堿滴定過程；2判斷多元酸堿分步滴定的可能性3對于了解配位滴定與沉淀滴定條件等也是有用的。滴定是溶液pH與溶液中各物種的量、比例不斷變化的過程。,21,質子條件,物料平衡,電荷平衡和質子條件1.物料平衡方程(MBE,MaterialBalanceEquation):在化學平衡體系中,某一給定物質的總濃度,等于各有關形式平衡濃度之和.,22,2.電荷平衡方程(CBE，ChargeBalanceEquation):單位體積溶液中陽離子所帶正電荷的量等于陰離子所帶負電荷的量.3.質子條件(PBE，ProtonBalanceEquation):在酸堿反應中,堿所得到的質子的量,等于酸失去質子的量.,23,質子條件式的寫法,(1)先選零水準(大量存在,參與質子轉移的物質).,(2)將零水準得質子后的形式寫在等式的左邊,失質子后的形式寫在等式的右邊.,(3)有關濃度項前乘上得失質子數(shù).,24,例：Na2NH4PO4水溶液,H+HPO42-+2H2PO4-+3H3PO4=OH-+NH3,零水準：H2O、NH4+、PO43-,25,思考題:下列復雜體系H+的計算式,1.HCl+NaAc2.NH4+-NH3+HAc-Ac-3.NH4H2PO4-,HCl+HAcHAcHAc+Ac-,NH3+NH4+Ac-NH4+Ac-NH4+HAc+Ac-,H+H3PO4-=NH3+HPO42-+2PO4-+OH-,26,4.3酸堿溶液的H+濃度計算,代數(shù)法（解析法）作圖法數(shù)值方法（計算機法）,27,28,酸堿溶液PH值的計算：對于一元弱酸HA溶液，存在著以下質子轉移反應：HA=H+A-A-=KaHA/H+(1)H2O=H+OH-OH-=Kw/H+(2)由質子平衡條件：H+=A-+OH-(3)1和2代入3：H+2=KaHA+Kw,29,溶液pH計算的準確式與簡化式的討論:H+2=KaHA+Kw（4）上式為計算一元弱酸溶液中H+的精確公式。但式中的HA為HA的平衡濃度，未知項。引入分布系數(shù)：HA=cHA得一元三次方程：H+3+KaH+2（cKa+Kw）H+KaKw=0,30,討論：由4式（1）當計算允許有5%的誤差時，如果弱酸的濃度不是太小，即：c/Ka500，kaC可近似認為HA等于總濃度c，則：H+2=cKa+Kw()（2）若弱酸的Ka也不是太?。╟Ka20Kw)，忽略Kw項，則可得最簡式：H+2=cKa(),（3),31,例計算0.20molL-1Cl2CHCOOH的pH.（pKa=1.26）,如不考慮酸的離解(用最簡式:pH=0.98),則Er=29%（如何算？）,故應用近似式:解一元二次方程:H+=10-1.09則pH=1.09,解:KaC=10-1.260.20=10-1.9620KwC/Ka=0.20/10-1.26=100.56Ka2,HA-CHA-(5%,pKa3.2),近似式:,如果CHA-/Ka120,則“Ka1”可略,得最簡式:,(若C/Ka120,Ka2C20Kw,即使Ka1,Ka2相近,也可使用最簡式計算),又若Ka2CHA-20Kw,則得,39,例計算0.033molL-1Na2HPO4的pH.pKa1pKa3:2.16,7.21,12.32,解:Ka3c=10-12.320.033=10-13.80Kwc/Ka2=0.033/10-7.21=105.7320故:,(如用最簡式,pH