酸堿滴定法2PPT學習教案

1、會計學1酸堿滴定法酸堿滴定法22第2頁/共47頁3第五章 酸堿滴定法 Content of the chapter第3頁/共47頁4第4頁/共47頁5 第五章 酸堿滴定法 5-1第5頁/共47頁6一、一、 溶液中的酸堿反應與平衡常數溶液中的酸堿反應與平衡常數 第6頁/共47頁7 第五章 酸堿滴定法 5-1 1、酸堿質子理論、酸堿質子理論 根據布朗斯特的酸堿理論根據布朗斯特的酸堿理論質子理論，酸是能給出質子質子理論，酸是能給出質子(H+)的物質，堿是能的物質，堿是能夠接受質子的物質。一種堿夠接受質子的物質。一種堿B接受質子后其生成物接受質子后其生成物(HB+)便成為酸；同理，一種酸給出質子后剩余

2、的便成為酸；同理，一種酸給出質子后剩余的部分便成為堿。酸與堿的這種關系可表示如下：部分便成為堿。酸與堿的這種關系可表示如下： B + H+ HB+ (base) (acid) 可見，酸與堿是彼此是不可分的，而是處于可見，酸與堿是彼此是不可分的，而是處于一種相互依存的關系，即一種相互依存的關系，即HB+與與B是共軛的，是共軛的，HB+是是B的共軛酸，的共軛酸，B是是HB+的共軛堿，的共軛堿，HB+B稱為共稱為共軛酸堿對。軛酸堿對。第7頁/共47頁8 第五章 酸堿滴定法 5-1第8頁/共47頁9 例如在下列兩個酸堿半反應中，例如在下列兩個酸堿半反應中，H+ + HPO42- = H2PO4-HPO

3、42- = H+ + PO43-同一同一HPO42-在在H2PO4-HPO42-共軛酸堿對中為共軛酸堿對中為堿，而在堿，而在HPO42-PO43-共軛酸堿對中為酸，這類共軛酸堿對中為酸，這類物質為酸或為堿，取決它們對質子的親合力的物質為酸或為堿，取決它們對質子的親合力的相對大小和存在的條件。因此，同一物質在不相對大小和存在的條件。因此，同一物質在不同的環(huán)境同的環(huán)境(介質或溶劑介質或溶劑)中，常會引起其酸堿性的中，常會引起其酸堿性的改變。如改變。如HNO3在水中為強酸，在冰醋酸中其酸在水中為強酸，在冰醋酸中其酸性大大減弱，而在濃性大大減弱，而在濃H2SO4中它就表現為堿性中它就表現為堿性了。了。

4、 第五章 酸堿滴定法 5-1第9頁/共47頁10 第五章 酸堿滴定法 5-1第10頁/共47頁11 第五章 酸堿滴定法 5-1第11頁/共47頁12 第五章 酸堿滴定法 5-1第12頁/共47頁13 中和反應是解離反應的逆反應，通常也是酸堿中和反應是解離反應的逆反應，通常也是酸堿滴定中用到的反應，反應后它們變成比原來弱的酸滴定中用到的反應，反應后它們變成比原來弱的酸和堿，溶液趨向于中性。和堿，溶液趨向于中性。 H+ + OH- =H2O Kt=1/(H+OH-) HAc + OH- =Ac- +H2O Kt=Ac-/(HAcOH-) NH3+HAc =NH4+ +Ac- Kt=NH4+Ac-/

5、(NH3HAc) 其它酸堿反應依此類準。其它酸堿反應依此類準。Kt : 第五章 酸堿滴定法 5-1第13頁/共47頁14 第五章 酸堿滴定法 5-1第14頁/共47頁15 第五章 酸堿滴定法 5-1第15頁/共47頁16 第五章 酸堿滴定法 5-1第16頁/共47頁17 第五章 酸堿滴定法 5-1第17頁/共47頁18 酸堿反應進行的程度可以用相應平衡常數大酸堿反應進行的程度可以用相應平衡常數大小來衡量。如弱酸在水溶液中的反應為：小來衡量。如弱酸在水溶液中的反應為： HA + B =HB+ + A-反應的反應的分別為：分別為： AHB+aBaHAaaK-= 第五章 酸堿滴定法 5-1第18頁/

6、共47頁19HB+ A-B- HA=HB+ A-B HAKcHB+ A-HAAHB+aBaHAaaK-=若各組分都用平衡濃度表示，則濃度常數若各組分都用平衡濃度表示，則濃度常數： 第五章 酸堿滴定法 5-1Kc=HB+ A-B- HABB第19頁/共47頁20 第五章 酸堿滴定法 5-1第20頁/共47頁21 可見，溶質在溶液中除以可見，溶質在溶液中除以Na+和和HCO3-兩種型兩種型體存在外，還有體存在外，還有H2CO3, CO32-兩種型體存在，根據兩種型體存在，根據物料平衡規(guī)律，平衡時則有如下關系：物料平衡規(guī)律，平衡時則有如下關系：Na+ = c = 0.10 molL-1HCO3-+H

7、2CO3+CO32-= c = 0.10 molL-1 第五章 酸堿滴定法 5-1第21頁/共47頁22 第五章 酸堿滴定法 5-1第22頁/共47頁23 第五章 酸堿滴定法 5-1第23頁/共47頁24 第五章 酸堿滴定法 5-1第24頁/共47頁25 由上述二例可知，中性分子不包含在電荷等由上述二例可知，中性分子不包含在電荷等衡式中。一個體系的物料平衡和電荷平衡是在反應衡式中。一個體系的物料平衡和電荷平衡是在反應達到平衡時，同時存在的。達到平衡時，同時存在的。 第五章 酸堿滴定法 5-1第25頁/共47頁26 第五章 酸堿滴定法 5-1第26頁/共47頁27 H3O+OH-+Ac- 或或

8、H+OH-+Ac- 此式為此式為HAc溶液的質子平衡式溶液的質子平衡式(PBE)，它表明，它表明平衡時溶液中平衡時溶液中H+濃度等于濃度等于OH-和和Ac-的平衡濃的平衡濃度之和。該式既考慮了度之和。該式既考慮了HAc的離解，同時又考慮了的離解，同時又考慮了水的離解作用。可見，質子平衡式反映了酸堿平衡水的離解作用?？梢?，質子平衡式反映了酸堿平衡體系中最嚴密的數量關系，它是定量處理酸堿平衡體系中最嚴密的數量關系，它是定量處理酸堿平衡的依據。的依據。 第五章 酸堿滴定法 5-1第27頁/共47頁28 第五章 酸堿滴定法 5-1第28頁/共47頁29 質子平衡式也可根據酸堿平衡體系的組成直質子平衡式

9、也可根據酸堿平衡體系的組成直接書寫出來，這種方法的要點是：接書寫出來，這種方法的要點是： 1在酸堿平衡體系中選取質子基準態(tài)物質（在酸堿平衡體系中選取質子基準態(tài)物質（參考水準），這種物質是參與質子轉移有關的酸堿參考水準），這種物質是參與質子轉移有關的酸堿組分，或起始物，或反應的產物。組分，或起始物，或反應的產物。 2以質子基準態(tài)物質為基準，將體系中其它以質子基準態(tài)物質為基準，將體系中其它酸或堿與之比較，哪些是得質子的，哪些是失質子酸或堿與之比較，哪些是得質子的，哪些是失質子的，然后繪出得失質子示意圖。的，然后繪出得失質子示意圖。 3根據得失質子平衡原理寫出質子平衡式。根據得失質子平衡原理寫出質子

10、平衡式。 第五章 酸堿滴定法 5-1第29頁/共47頁30 4NH-24HPOOH2- H- H- H H H2 H3NH-34PO-OH-42POH43POHOH3 23434342-=OHPONHPOHPOHH 第五章 酸堿滴定法 5-1第30頁/共47頁31 第五章 酸堿滴定法 5-1第31頁/共47頁32第五章第五章 酸堿滴定法酸堿滴定法第32頁/共47頁33 第五章 酸堿滴定法 5-2 第33頁/共47頁34 第五章 酸堿滴定法 5-2 KKKKKK第34頁/共47頁35 00.20.40.60.812.53.54.55.56.5KKK 第五章 酸堿滴定法 5-2 Ac-HAc第35

11、頁/共47頁36 二、多元弱酸二、多元弱酸(或堿或堿)溶液的分布分數溶液的分布分數先以二元弱酸先以二元弱酸H2C2O4為例予以討論。為例予以討論。 在在H2C2O4溶液中存在有溶液中存在有H2C2O4、HC2O4-和和C2O42-三種型體，設其總濃度為三種型體，設其總濃度為 molL-1，則則 H2C2O4+HC2O4-+C2O42-=422OCHc422OCHc 第五章 酸堿滴定法 5-2 第36頁/共47頁37 三種型體的分布分數分別為三種型體的分布分數分別為2= =H2C2O4/ =1/(1+HC2O4-/H2C2O4+C2O42-/ H2C2O4)由平衡常數關系式：由平衡常數關系式：

12、HC2O4-/H2C2O4=Ka1/H+， C2O42-/ H2C2O4= Ka1 Ka2/H+2得得2 = =H+2/(H+2+Ka1H+Ka1Ka2)同理求得同理求得 1= = Ka1 H+/(H+2+Ka1H+Ka1Ka2) 0= = Ka1Ka2 /(H+2+Ka1H+Ka1Ka2)且且 + + =1 422OCHc422OCH422OCH-42OHC-242OC-42OHC422OCH422OCH 第五章 酸堿滴定法 5-2 第37頁/共47頁38 可以看出多元酸的可以看出多元酸的值也只是溶液酸度的值也只是溶液酸度的函數，也就是說，函數，也就是說，值之大小與溶液的酸度有關值之大小與溶

13、液的酸度有關。因此，也可以像。因此，也可以像HAc那樣求算出不同那樣求算出不同pH值時值時的的值，即可得出值，即可得出H2C2O4、HC2O4-和和C2O42-三三種型體的分布曲線種型體的分布曲線 。 第五章 酸堿滴定法 5-2 第38頁/共47頁39 第五章 酸堿滴定法 5-2 第39頁/共47頁40 由分布系數曲線圖可以看出，每種型體都存在由分布系數曲線圖可以看出，每種型體都存在i的最大值的最大值.如果其它型體在某如果其它型體在某pH或或pX處處很小，而很小，而有一種型體有一種型體值很大，則該型體就稱為值很大，則該型體就稱為優(yōu)勢組分優(yōu)勢組分。了。了解各型體成為優(yōu)勢組分的解各型體成為優(yōu)勢組分

14、的pH或或logX的范圍，有助的范圍，有助于簡化平衡處理。于簡化平衡處理。 比較兩分布曲線圖比較兩分布曲線圖: 要使某型體有占絕對優(yōu)勢要使某型體有占絕對優(yōu)勢( 0.95)的區(qū)間，兩相鄰的的區(qū)間，兩相鄰的pK值必須滿足值必須滿足pK（或（或pH）2.6 第五章 酸堿滴定法 5-2 第40頁/共47頁41 又如，二元堿又如，二元堿Na2CO3溶液，假定其分析濃度溶液，假定其分析濃度為為 ，可采用類似的方法得到各型體的，可采用類似的方法得到各型體的值。值。 =CO32-/ =OH-2/(OH-2+Kb1OH-+Kb1Kb2) =Ka1Ka2/(H+2+Ka1H+Ka1Ka2) =HCO3-/ = Kb1 OH-/(OH-2+Kb1OH-+Kb1Kb2) =Ka1H+ /(H+2+Ka1H+Ka1Ka2) =H2CO3/ =Kb1Kb2 /(OH-2+Kb1OH-+Kb1Kb2) =H+2 /(H+2+Ka1H+Ka1Ka2) 對于其他多元弱酸（堿），溶液中存在有對于其他多元弱酸（堿），溶液中存在有n+1個型體，亦可采用類似的辦法準導。個型體，亦可采用類似的辦法準導。 32CONac32CONac32CONac32COH-23CO-3HCO32CONac1=2=0= 第五章 酸堿滴定法 5-2 第41頁/共47頁423233223232121321312