第5章酸堿平衡和酸堿滴定法

1、1第第5章章 酸堿滴定法酸堿滴定法 acid-base titrations2l教學(xué)要求教學(xué)要求:l鞏固共軛酸堿對(duì)及其ka與kb的關(guān)系；酸堿的分布分?jǐn)?shù)、分布圖及其應(yīng)用l掌握物料平衡、電荷平衡、質(zhì)子平衡式的寫法。了解各類酸堿溶液中ph值計(jì)算的精確式，及各類酸堿溶液中ph值計(jì)算的最簡(jiǎn)式。l了解指示劑的變色原理和常用指示劑的變色范圍。掌握各類酸堿滴定過程中四個(gè)階段溶液ph值的計(jì)算方法。掌握指示劑的選擇原則l熟記一元弱酸（堿）滴定可能性的判據(jù)，了解混和酸（堿）、多元酸(堿)分別滴定可能性的判據(jù)3重點(diǎn)及難點(diǎn)：l質(zhì)子平衡式質(zhì)子平衡式的寫法及根據(jù)質(zhì)子平衡式計(jì)算水溶液的寫法及根據(jù)質(zhì)子平衡式計(jì)算水溶液酸酸堿度堿

2、度的方法；的方法；l各類酸各類酸(堿堿)滴定可能性的判據(jù)；滴定可能性的判據(jù)；l化學(xué)計(jì)量點(diǎn)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)ph和突躍范圍和突躍范圍ph值的計(jì)算值的計(jì)算,影響突躍范影響突躍范圍的因素及指示劑的選擇原則圍的因素及指示劑的選擇原則;l酸堿滴定法的應(yīng)用；酸堿滴定法的應(yīng)用；l了解了解計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)在酸堿平衡處理中的應(yīng)用。在酸堿平衡處理中的應(yīng)用。4本章內(nèi)容l溶液中的酸堿反應(yīng)與平衡溶液中的酸堿反應(yīng)與平衡l簡(jiǎn)介分布系數(shù)簡(jiǎn)介分布系數(shù)l酸堿溶液酸堿溶液 phph的計(jì)算的計(jì)算l對(duì)數(shù)圖解法對(duì)數(shù)圖解法l酸堿緩沖溶液酸堿緩沖溶液l酸堿指示劑酸堿指示劑l酸堿滴定基本原理酸堿滴定基本原理l終點(diǎn)誤差終點(diǎn)誤差l應(yīng)用應(yīng)用l非水滴定非水滴定5

3、5.1 概述(a brief review)l 在水溶液中酸度酸度(acidity)和水合作用水合作用是影響化學(xué)反應(yīng)最重要的因素。迄今為止，建立于化學(xué)原理的測(cè)量方法仍占全部分析化學(xué)方法的主導(dǎo)地位，因此，不能全面掌握酸堿平衡所涉及的主要問題，就不可能成為一個(gè)合格的化學(xué)分析專家。65.1.1 酸堿平衡研究的內(nèi)容l由投料組分的濃度c和相關(guān)平衡常數(shù)ka求算各種形式的濃度c或活度al從ph和相關(guān)平衡常數(shù)ka，求算分布分?jǐn)?shù) ，是酸堿平衡討論的重要內(nèi)容。l相反，如果測(cè)出了某中形式的濃度，并且已知投料組分的濃度c，則可測(cè)算相關(guān)的平衡常數(shù)。l緩沖溶液的理論及應(yīng)用。l酸堿指示劑，滴定曲線和終點(diǎn)誤差。酸堿滴定法酸堿

4、滴定法-以酸堿反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定方法以酸堿反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定方法-酸堿平衡酸堿平衡75.1.2 酸堿平衡的研究手段l酸堿平衡的研究方法，主要有代數(shù)法代數(shù)法、圖解法圖解法和計(jì)算機(jī)方法計(jì)算機(jī)方法。一般說代數(shù)法是基礎(chǔ)，其他兩種方法是它的表述形式或計(jì)算工具。下面就這三種方法做一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。8a. 代數(shù)法代數(shù)法l 代數(shù)法是最常用的，是教科書中主要介紹的方法。它的理論性強(qiáng)，適用廣泛是其它各種方法的基礎(chǔ)。但代數(shù)法比較繁瑣、冗長(zhǎng)，計(jì)算過程復(fù)雜，有時(shí)甚至無求解，再者，它的直觀性差，不易用來討論離子酸堿的全貌，這是它在教學(xué)中不利的一面。代數(shù)法在酸堿平衡中應(yīng)用最為廣泛。例如，ph值的計(jì)算，分布分?jǐn)?shù)（或副反應(yīng)系數(shù)）的計(jì)算

5、，緩沖問題，滴定曲線，常數(shù)測(cè)定，離子強(qiáng)度計(jì)算等都主要使用代數(shù)法。9b. 圖解法圖解法l圖解法是應(yīng)大力提倡和推廣的方法，數(shù)數(shù)和形形的結(jié)合歷來是數(shù)理科學(xué)領(lǐng)會(huì)復(fù)雜概念和解決深?yuàn)W問題的常規(guī)手段。c.計(jì)算機(jī)方法計(jì)算機(jī)方法計(jì)算機(jī)可以把我們從煩瑣的計(jì)算中解放出來，并且它特別適合把公式轉(zhuǎn)換為圖公式轉(zhuǎn)換為圖形形，有利于數(shù)數(shù)和形形的結(jié)合。隨著計(jì)算機(jī)的普及和提高，這一方法肯定會(huì)成為分析化學(xué)各種計(jì)算的主要方法。不過，由于條件的限制，本教材還是以代數(shù)法和圖解法作本教材還是以代數(shù)法和圖解法作為主要內(nèi)容。為主要內(nèi)容。10代數(shù)法思路近似式近似式hh+ + 的精確表達(dá)的精確表達(dá)最簡(jiǎn)式最簡(jiǎn)式化學(xué)平衡關(guān)系化學(xué)平衡關(guān)系近似處理近似處

6、理進(jìn)一步近似處理進(jìn)一步近似處理物料平衡物料平衡電荷平衡電荷平衡* *質(zhì)子條件質(zhì)子條件11 5.1.3 濃度、活度和活度系數(shù)l關(guān)于活度和濃度主要關(guān)心以下三方面問題：關(guān)于活度和濃度主要關(guān)心以下三方面問題：l測(cè)定的結(jié)果是用濃度還是用活度表達(dá)；l判斷由于離子強(qiáng)度的變化是否會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果或測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生不可忽略的影響；l如果這種影響是不可忽略的，如何進(jìn)行校正。就一般而論，如果測(cè)量的目的是為了說明化學(xué)反應(yīng)的速率或反應(yīng)能力，應(yīng)該報(bào)出被測(cè)物質(zhì)的活度而不是濃度。如果為了確定某物質(zhì)的品位，礦產(chǎn)的含量等，則應(yīng)報(bào)出濃度，或從濃度轉(zhuǎn)換為物質(zhì)的量。12濃度、活度和活度系數(shù)l分析化學(xué)所涉及的關(guān)于離子強(qiáng)度的改變是大幅度的，分析化

7、學(xué)所涉及的關(guān)于離子強(qiáng)度的改變是大幅度的，從無限稀釋到濃鹽體系從無限稀釋到濃鹽體系，在這一幅度范圍內(nèi)，離子，在這一幅度范圍內(nèi)，離子的性質(zhì)改變很大。在實(shí)際工作中，應(yīng)在標(biāo)定和相應(yīng)的性質(zhì)改變很大。在實(shí)際工作中，應(yīng)在標(biāo)定和相應(yīng)的測(cè)量中盡量采用相近的溶液條件，從而克服由于的測(cè)量中盡量采用相近的溶液條件，從而克服由于離子強(qiáng)度的改變對(duì)測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度和精密度的影響。離子強(qiáng)度的改變對(duì)測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度和精密度的影響。l活度活度 物質(zhì)在物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)中表現(xiàn)出的有效濃度中表現(xiàn)出的有效濃度。l濃度濃度 c c 與與物質(zhì)的量物質(zhì)的量直接相關(guān)。直接相關(guān)。l活度系數(shù)活度系數(shù) ：衡量實(shí)際溶液對(duì)理想溶液的偏離程衡量實(shí)際溶液對(duì)

8、理想溶液的偏離程度，可由度，可由debye-hckel 方程求出：方程求出：13濃度、活度和活度系數(shù)l如果c代表離子i的濃度(concentration)，a代表活度(activity)，則它們之間的關(guān)系為：ll (5-1) l比例系數(shù)r稱為離子的活度系數(shù)活度系數(shù)(activity coefficient)，用來表示實(shí)際溶液和理想溶液之間的偏差大小。l對(duì)于強(qiáng)電解質(zhì)溶液，當(dāng)溶液極稀時(shí)，離子之間的距離是如此之大，以致離子之間的相互作用可以忽略不計(jì)，這是活度系數(shù)就可示為，則a=c.cai14德拜休克爾公式l目前對(duì)于高濃度電解質(zhì)溶液中離子的活度系目前對(duì)于高濃度電解質(zhì)溶液中離子的活度系數(shù)還沒有令人滿意的

9、定量計(jì)算公式，但對(duì)于數(shù)還沒有令人滿意的定量計(jì)算公式，但對(duì)于型電解質(zhì)型電解質(zhì)稀溶液稀溶液(3.17 。585.3 質(zhì)子條件與 ph的計(jì)算l5.3.1 質(zhì)子條件質(zhì)子條件l1.物料平衡方程物料平衡方程l(mass balance equation-mbe)l 物料平衡方程，簡(jiǎn)稱物料平衡。它是指在一個(gè)化學(xué)平衡體系中，某一給定物質(zhì)的總濃度，等于各有關(guān)形式平衡濃度之和。例如濃度為 c( moll-1) hac溶液的物料平衡為l hac + ac = c 59h3po4溶液的物料平衡l濃度為 c( moll-1) 的h3po4溶液的物料平衡為lh3po4h2po4-hpo42- po43- c na2so3

10、溶液的物料平衡溶液的物料平衡濃度為c（moll-1)的na2so3溶液的物料平衡，根據(jù)需要，可列出與na+和so32-有關(guān)的兩個(gè)方程na+2c so32-hso32-h2so3c602. 電荷平衡方程(charge balance equation-cbe)l電荷平衡方程，簡(jiǎn)稱電荷平衡。單位體積溶液中陽(yáng)離子所帶正電荷的量( mol )等于陰離子所帶負(fù)電荷的量( mol )。根據(jù)這一電中性原則由各離子的電荷和濃度，列出電荷平衡方程。61nacn電荷平衡方程l例如濃度為c（moll-1)的nacn溶液，有下列反應(yīng)：l nacn na+cn-lcn-+h2o hcn+oh-l h2o h+oh- l

11、cbe：h+ + na+ = cn- + oh-l 或 h+ + c = cn- + oh- 62cacl2的電荷平衡假如是濃度為c(moll-1)的cacl2溶液，根據(jù)下列反應(yīng)： cacl2ca2+2cl- h2o h+oh- 正離子有ca2+和h+，負(fù)離子有cl-和oh-，其中ca2+帶兩個(gè)正電荷，設(shè)其濃度為 1moll-1，而與其結(jié)合的負(fù)電荷的濃度應(yīng)為2moll-1。由此可見，從離子的濃度關(guān)系來看，ca2+必須乘以2，才是ca2+所帶正電荷的量，才能保證正負(fù)電荷濃度的等衡關(guān)系。因此，根據(jù)電中性原則，得到下列電荷平衡方程： h+ + 2ca2+ = oh- + cl-633. 質(zhì)子條件(p

12、roton balance equation-pbe)l質(zhì)子條件質(zhì)子條件，又稱質(zhì)子平衡方程。按照酸堿質(zhì)子理論，酸堿反應(yīng)的結(jié)果，有些物質(zhì)失去質(zhì)子，有些物質(zhì)得到質(zhì)子。在酸堿反應(yīng)在酸堿反應(yīng)中，堿所得到的質(zhì)子的量與酸失去質(zhì)子的中，堿所得到的質(zhì)子的量與酸失去質(zhì)子的量相等。量相等。根據(jù)溶液中得質(zhì)子后產(chǎn)物與失質(zhì)子后產(chǎn)物的質(zhì)子得失的量應(yīng)該相等的原則，可直接列出質(zhì)子條件。由質(zhì)子條件，可得到溶液中h+濃度與有關(guān)組分濃度的關(guān)系式，它是處理酸堿平衡有關(guān)計(jì)算問題的基本關(guān)系式，是本章的核心內(nèi)容核心內(nèi)容。64步驟：步驟：1. 0水準(zhǔn)的選擇水準(zhǔn)的選擇一般平衡：以最初反應(yīng)物及溶劑為參考一般平衡：以最初反應(yīng)物及溶劑為參考 水準(zhǔn)水

13、準(zhǔn)滴定：以滴定：以sp產(chǎn)物、溶劑為參考水準(zhǔn)產(chǎn)物、溶劑為參考水準(zhǔn)2. 得得h+寫在寫在“”左邊；失左邊；失h+寫在寫在“”右邊右邊3.“”兩端不得出現(xiàn)兩端不得出現(xiàn)0水準(zhǔn)物質(zhì)水準(zhǔn)物質(zhì)4. 為書寫方便，為書寫方便，h+代替代替h3o+；處理多元酸堿，；處理多元酸堿， 注意系數(shù)注意系數(shù)例：(1) cmol/l hach+=ac-+oh-0+-hach2oac-h+oh-65例2. c mol/l h2co30+-h2co3h2ohco3-、co32-h+oh-h+=hco3-+2co32-+oh-例3. c mol/l nh4cn+0-nh4+cn-nh3hcnoh-h+h2ohcn+h+=nh3+o

14、h-66例4. c mol/l nanh4hpo4+0-nh4+hpo42+h2oh+oh-nh3po43+h2po4+、 h3po4h2po4+2 h3po4+h+=nh3+po43+oh-例5. c mol/l nh4h2po4+0-nh4+nh3h2po4+hpo42+po43+h3po4h2oh+oh- h3po4+h+=nh3+hpo42+2po43+oh-67例6. c mol/l na2c2o4+0-c2o42-hc2o4-h2c2o4h2oh+oh-hc2o4-+2h2c2o4+h+=oh-例7. c1 mol/l nh3+c2 mol/l naoh+0-nh3naohh2oh

15、+oh-nh4+c2nh4+c2+h+=oh-68例7. c1 mol/l nah2po4 + c2 mol/l hcl + c3mol/l nh4hco3 +0-h2po4+hpo42+po43+h2oh+oh-h3po4hclc2 nh4+hco3-nh3h2co3co32-h3po4+h2co3+h+=hpo42+2po43+c2 +nh3+co32-+oh-69我們也可如下方法寫出一元弱酸質(zhì)子條件式我們也可如下方法寫出一元弱酸質(zhì)子條件式l例例:一元弱酸一元弱酸(hb)的質(zhì)子條件式：的質(zhì)子條件式：l 零水準(zhǔn)零水準(zhǔn)(zero level): h2o, hblhb與與h2o間質(zhì)子轉(zhuǎn)移間質(zhì)子轉(zhuǎn)

16、移:l hb+h2o h3o+ + b-lh2o與與h2o間質(zhì)子轉(zhuǎn)移間質(zhì)子轉(zhuǎn)移:lh2o+h2o h3o+ oh- l零水準(zhǔn)零水準(zhǔn) 酸型酸型 堿型堿型 70l 得失質(zhì)子數(shù)相等得失質(zhì)子數(shù)相等: h3o+ = b- + oh- 酸型酸型 零水準(zhǔn)零水準(zhǔn)得得 質(zhì)子產(chǎn)物質(zhì)子產(chǎn)物 堿型堿型 零水準(zhǔn)零水準(zhǔn)失失 質(zhì)子產(chǎn)物質(zhì)子產(chǎn)物質(zhì)子條件式質(zhì)子條件式: h+ = b- + oh-71（1） 純h2o參考水準(zhǔn)：參考水準(zhǔn)：h2o 質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)式質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)式ohhohohhoh232ohhohoh3 簡(jiǎn)化pbe72（2） hac 水溶液水溶液參考水準(zhǔn)：參考水準(zhǔn)：h2o, hacohhohachhac2質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)式

17、：質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)式：pbe：acohh73列出列出pbe（3） h3po4水溶液水溶液參考水準(zhǔn)參考水準(zhǔn)h2o, h3po4ohhohpo3hpohhpo2hpohpohhpoh2344324434243質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)式質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)式pbepo 3hpo2pohohh34244274（4） na2hpo4水溶液水溶液poohpohpoh 2h34424375（5） a mol/l hcl pbeaohclohh-76小結(jié)小結(jié)l物料平衡物料平衡(material balance):l 各物種的平衡濃度之和等于其分析濃度各物種的平衡濃度之和等于其分析濃度.l電荷平衡電荷平衡(charge balance

18、):l 溶液中正離子所帶正電荷的總數(shù)等于負(fù)溶液中正離子所帶正電荷的總數(shù)等于負(fù)l 離子所帶負(fù)電荷的總數(shù)離子所帶負(fù)電荷的總數(shù).(電中性原則電中性原則)l*質(zhì)子條件質(zhì)子條件(proton conditions):l 溶液中酸失去質(zhì)子的數(shù)目等于堿溶液中酸失去質(zhì)子的數(shù)目等于堿得到質(zhì)子的數(shù)目得到質(zhì)子的數(shù)目 .775.4 酸堿溶液h+的計(jì)算(calculating ph for solutions of acids) 全面考慮、分清主次、合理取舍、近似計(jì)算l物料平衡物料平衡 電荷平衡電荷平衡 *質(zhì)子條件質(zhì)子條件l 化學(xué)平衡關(guān)系化學(xué)平衡關(guān)系 lh+的的精確表達(dá)式精確表達(dá)式l 近似處理近似處理l近似式近似式l

19、進(jìn)一步近似處理進(jìn)一步近似處理l最簡(jiǎn)式最簡(jiǎn)式78酸堿溶液的幾種類型l強(qiáng)酸強(qiáng)堿強(qiáng)酸強(qiáng)堿l一元弱酸堿一元弱酸堿 hbl 多元弱酸堿多元弱酸堿 h2b, h3bl兩性物質(zhì)兩性物質(zhì) ha-l 類兩性物質(zhì)類兩性物質(zhì) a-+hbl混合酸堿混合酸堿:強(qiáng)強(qiáng)+弱弱. 弱弱+弱弱l共軛酸堿共軛酸堿:hb+b-判斷條件判斷條件, 確定用近似確定用近似式或最簡(jiǎn)式式或最簡(jiǎn)式先用最簡(jiǎn)式計(jì)算先用最簡(jiǎn)式計(jì)算,再看是否合理再看是否合理795.4.1 弱酸(或弱堿)溶液(solutions of weak acids or bases)1.一元弱酸一元弱酸(hb)的的h+的計(jì)算的計(jì)算質(zhì)子條件式質(zhì)子條件式: h+ = b- + oh

20、-l代入平衡關(guān)系式代入平衡關(guān)系式l精確表達(dá)式精確表達(dá)式: l若將若將 l 代入代入展開則得一元三次方程展開則得一元三次方程, 難解難解!hkhhbkhwawahbhkkahbkhhchb0)(23wawaakkhkckhkh80一元弱酸(hb)的h+的計(jì)算l若若: kac20kw(10-12.7), (10kw)l忽略忽略kw(即忽略水的解離即忽略水的解離)lhb=c-b-=c-(h+-oh-) c-h+l得得近似式近似式:l展開展開: h+2 + kah+ cka = 0, l解一元二次方程即可。解一元二次方程即可。)(hckha242aaakckkhwahbhkk81一元弱酸(hb)的h+

21、的計(jì)算l若若: kac20kw (10kw)l且且c/ka500（即忽略（即忽略hb的解離的解離)l則則c-h+cl得得最簡(jiǎn)式最簡(jiǎn)式:ckah82計(jì)算0.20moll-1 cl2chcooh 的ph.（pka=1.26）解解: kac=10-1.260.20=10-1.9620kw c /ka = 0.20/10-1.26 = 2100.26 500故應(yīng)用近似式故應(yīng)用近似式: h+=解一元二次方程解一元二次方程: h+=10-1.09, 則則ph=1.09如不考慮酸的離解如不考慮酸的離解(用最簡(jiǎn)式用最簡(jiǎn)式:ph=0.98), 例)(hckkaaa83例題l計(jì)算1.010-4moll-1 hcn

22、 的 ph (pka = 9.31)l解解: kac=10-9.311.010-4=10-13.31 500l故應(yīng)用: ll如不考慮水的離解如不考慮水的離解, wahbhkk66. 610aackh61. 6wa10ckk另一種近似處理方法：對(duì)于極稀的或極弱的溶液，由于溶液中的另一種近似處理方法：對(duì)于極稀的或極弱的溶液，由于溶液中的h+的濃度的濃度非常小，這時(shí)不能忽略水本身解離出來的非常小，這時(shí)不能忽略水本身解離出來的h+，甚至它可能就是，甚至它可能就是h+的主要來的主要來源。在這種情況下，有時(shí)也采用近似計(jì)算方法。例如源。在這種情況下，有時(shí)也采用近似計(jì)算方法。例如 kac 500，表明弱酸的平

23、衡濃度就近似等于它的原始濃度。，表明弱酸的平衡濃度就近似等于它的原始濃度。84wakkhahaaackchhhaha精確式精確式簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化忽略水的離解,20) 1 (waakck)h(hahaaackk近似式近似式對(duì)總濃度的影響忽略酸的離解,500/)2(aakcaaccahawaakckh近似式近似式,20)3(waakck,500/aakcaackh)p(p21phaack最簡(jiǎn)式最簡(jiǎn)式總之總之,對(duì)于一元弱酸（弱堿）溶液對(duì)于一元弱酸（弱堿）溶液例題例題(10kw)852.一元弱堿(b)的oh-的計(jì)算l精確表達(dá)式精確表達(dá)式: ohkohbkohwbwbkbkoh若若: kbc20kw, 忽略忽略

24、kw(即忽略水的離解即忽略水的離解)b=c-bh+=c-(oh-h+) c-oh-得近似式得近似式:)(ohckohb86一元弱堿(b)的oh-的計(jì)算l若若: kbc 20kw, c/kb 500l則則 c-oh-c, 得得最簡(jiǎn)式最簡(jiǎn)式:ckboh(10kw)873. 多元弱酸溶液的多元弱酸溶液的ph計(jì)算計(jì)算以以二元酸二元酸(h2b)為例為例.h2b+h2o h3o+ + hb- hb- +h2o h3o+ + b2-h2o +h2o h3o+ oh-質(zhì)子條件質(zhì)子條件: h+ = hb- + 2b2- + oh-231bhohhbka22hbhbka88多元弱酸溶液的ph計(jì)算(calculat

25、ing ph for solutions of polyprotic acids)精確式精確式2222211hkhbhkkhbhkhwaaawaakhkbhkh2121289多元弱酸溶液的ph計(jì)算若若 ka1h2b ka1c 20kw; 可忽略水的解離可忽略水的解離. 可忽略二級(jí)解離可忽略二級(jí)解離.近似式近似式(二元酸當(dāng)成一元酸來處理二元酸當(dāng)成一元酸來處理) 05.022122aaackkhk)(hckha(10kw)90多元弱酸溶液的ph計(jì)算 可忽略一級(jí)解離可忽略一級(jí)解離.最簡(jiǎn)式最簡(jiǎn)式l大部分多元酸均可按一元酸處理大部分多元酸均可按一元酸處理, ,忽略第忽略第二步及以后各步的離解二步及以后各

26、步的離解. . aackh5001akc91簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化忽略水的離解,20)2(1waakck忽略酸的二級(jí)離解。,05. 02h2) 1 (122aaaackkkahh21awkk近似式近似式*以下可按一元酸處理以下可按一元酸處理ahh21ak近似式近似式,500/)3(1aakc,05. 0212aaackk,201waakckaack1h)p(p21ph1aack最簡(jiǎn)式最簡(jiǎn)式）（h21ahh221aawkkk精確式精確式3. 多元弱酸（弱堿）溶液多元弱酸（弱堿）溶液 （2）92兩性物質(zhì)：在溶液中既可以接受質(zhì)子顯堿的性質(zhì)，又可以提兩性物質(zhì)：在溶液中既可以接受質(zhì)子顯堿的性質(zhì)，又可以提供質(zhì)子顯酸的性

27、質(zhì)的物質(zhì)。供質(zhì)子顯酸的性質(zhì)的物質(zhì)。分類分類酸式鹽酸式鹽弱酸弱堿鹽弱酸弱堿鹽氨基酸氨基酸hco3-, hs-, h po42-, h2po4-nh4acnh2ch2cooh 氨基乙酸氨基乙酸4. 兩性物質(zhì)兩性物質(zhì)酸式鹽酸式鹽 hb-bhbbh222 abkk氨基酸：氨基酸：coochnhcoochnhcoohchnh22232322bakk93 氨基乙酸氨基乙酸(甘氨酸甘氨酸)nh2ch2cooh nh3+ch2cooh nh3+ch2coo- nh2ch2coo- pka1=2.35 pka2=9.78 h2a+ h+a- a- 氨基乙酸氨基乙酸 氨基乙酸氨基乙酸 氨基乙酸氨基乙酸 陽(yáng)離子陽(yáng)離

28、子 雙極離子雙極離子 陰離子陰離子等電點(diǎn)時(shí)等電點(diǎn)時(shí): h2a+ = a-h+-h+h+h+944. 兩性物兩性物(hb-)溶液溶液h+的計(jì)算的計(jì)算質(zhì)子條件質(zhì)子條件: h2b+h+=b2-+oh-ohohohohbohohhbohbhohhb3222322222212ohhkhbhbkkkhbohbhkwaawb酸式鹽酸式鹽 hb-95兩性物(hb-)溶液h+的計(jì)算代入平衡關(guān)系式代入平衡關(guān)系式:整理后得到：整理后得到：21hkhhbkhkhbhwaa)(121hbkkhbkkhawaa若若: ka1ka2, （即（即 pk 比較大），比較大），hb-chb- ckkckkhawaa121)(96

29、若: ka1 ka2, hb- chb- 又 ka2chb- 20kw,(10kw) 則得近似式:如果 上述條件均滿足，且chb-20ka1,(10) 則得最簡(jiǎn)式:ckckkhaaa12121aakkh973a2a2a1aw3a2aw2a1a2a3a2a1a2a1a2aw3a2a1aw2a1a4242kkhkkhc)kck(khc)kck(khkcckkhkcckkhkc)kck(khkc)kck(khhpona:ponah21：最簡(jiǎn)近似近似較精21aakkhnahb最簡(jiǎn)式98例 計(jì)算 0.033moll-1 na2hpo4 的ph. pka1 pka3: 2.16, 7.21, 12.32解

30、解: ka3c = 10-12.320.033 = 10-13.80 kw c/ka2 = 0.033/10-7.21 = 105.73 20故故:(如用最簡(jiǎn)式如用最簡(jiǎn)式, ph = 9.77, er = 22%)ph = 9.6666. 910)(32ckckkhwaa99弱堿弱堿(a)+弱酸弱酸(hb) kahakahb質(zhì)子條件質(zhì)子條件: h+ + ha = b- + oh-引入平衡關(guān)系引入平衡關(guān)系得得精確表達(dá)式精確表達(dá)式: 若若chb=ca, (與兩性物相同與兩性物相同)最簡(jiǎn)式最簡(jiǎn)式:hbahaakkhahbhbahaacckkh)(akkhbkkhhaawhbahaa100弱酸弱堿鹽弱

31、酸弱堿鹽1. 1. （1:11:1）型以）型以nhnh4 4acac為例為例+0-nh4+nh3ac-h2oh+oh-hac+h+=nh3+oh-hacnh4+、ac-皆很弱，不好忽略誰(shuí)；現(xiàn)將它們都簡(jiǎn)化到0水準(zhǔn)精確式）(ack)knhk(khknhk) 1kac(hhkhnhkhkachaw4aaw4aa2w4aa101也就是：，可認(rèn)為：消耗甚少，、都比較小，故溶液中、caccnhacnhkk44ba較精確式）(ck)kck(khawaa項(xiàng)則可忽略若wwak,k20ck近似式）(ckckkhaaa項(xiàng)則可忽略若aak,k20c 最簡(jiǎn)式）(kkhaa102例：求例：求0.10mol/lnh0.10

32、mol/lnh4 4acac溶液的溶液的ph(kph(ka,haca,hac=1.8=1.8 1010-5-5 k ka,nh4+a,nh4+=5.6 =5.6 1010-10-10) )解：00. 7ph100 . 1106 . 5108 . 1kkhk,k20c2k,k20ck) 1 (7105aaaawwa項(xiàng)，可用最簡(jiǎn)式可忽略分母中的）（項(xiàng)，可用近似式；可忽略2. 非1:1型 如如(nh(nh4 4) )2 2coco3 3、(nh(nh4 4) )2 2s s、(nh(nh4 4) )2 2hpohpo4 4等，思想方法同等，思想方法同上，但根據(jù)具體情況近似。上，但根據(jù)具體情況近似。我

33、們以我們以c mol/l c mol/l 的的(nh(nh4 4) )2 2coco3 3為例來進(jìn)行討論。為例來進(jìn)行討論。103+0-nh4+nh3h2ooh-h+hco3-h2co3co32-ohnhhcoh 2hco3323?108 . 1k106 . 5k4co, 1b10nh, a234已知：弱酸但靠近很弱酸弱堿但靠近中強(qiáng)堿說明溶液顯堿性1.溶液呈弱堿性，h2co3、h+均可忽略2.只要c不是很小，h2o的離解也可忽略c2cnhhco33nhhco33即：104c2c33nhhco 考慮到co32-的原始濃度較大，溶液又呈堿性， co32-幾乎到達(dá)不到h2co3這一步，故可把hco3-

34、當(dāng)作一元酸來處理2khkkhh4432nh, anh, acoh, 2a最簡(jiǎn)式）整理后，得：(2kk8)k(kh32444coh, 2anh, a2nh, anh, a105五.強(qiáng)酸與弱酸的混合液（h2so4可近似與此等價(jià)）+0-hacac-h2oh+oh-以c mol/l hac + ca mol/l hcl為例：hclca可忽略水的解離溶液顯酸性，ohcaach近似式）(cckhkcaachaaa最簡(jiǎn)式）則若近似式）或：(ch,ac20c(2)cc(k4)kc()kc(haaaa2aaaa用近似式。說明假設(shè)正確；否則改若代入下式：求得的用最簡(jiǎn)式，再由最簡(jiǎn)式應(yīng)用：做題時(shí)，直接套,ac20)c

35、(hchkkachahacaa106例：求例：求0.010 mol/l 氨基乙酸溶液的氨基乙酸溶液的ph。pka1 = 2.35, pka2 = 9.78 。解：解：)mol/l(102 . 7101010h700. 235. 200. 278. 935. 2121ckckkaaaph = 6.14氨基酸氨基酸等電點(diǎn)等電點(diǎn)aah212ha hahakhhaa2-akhhaha h21aakk21haakk06. 6)78. 935. 22/1)p(p21ph21（aakkcoochnhcoochnhcoohchnh22232322bakk1)強(qiáng)酸（強(qiáng)酸（ strong acids -ca ）

36、hb h + + b - h2o h + + oh -當(dāng)ca 10-6 mol/l，忽略水的解離精確式精確式近似式近似式 ohcohbhaachhkchwa質(zhì)子條件質(zhì)子條件:5.強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液ph計(jì)算(calculating ph for solutions of strong acids and bases)1082）強(qiáng)堿）強(qiáng)堿(strong bases-cb )精確式精確式b + h 2o bh + +oh-h2o + h2o h3o+ + oh 近似式近似式ohbhhohkcohwbbcoh質(zhì)子條件質(zhì)子條件:109混合酸混合酸兩種強(qiáng)酸兩種強(qiáng)酸弱酸與強(qiáng)酸弱酸與強(qiáng)酸兩種弱酸兩種弱酸（1）兩種強(qiáng)酸）兩