節(jié) 化學分析法導論PPT課件

1、第三章第三章化學分析法導論化學分析法導論 3-1溶液的濃度 3-2溶液體系中的化學平衡 3-3平衡處理及濃度計算的一般方法 3-4滴定分析法 3-5滴定分析法的計算第1頁/共35頁溶液體系中的化學反應四大平衡相互影響化學反應類型酸堿反應絡合反應氧化還原反應沉淀反應 催化反應酶反應免疫反應 p.38第2頁/共35頁3-1 溶液的濃度3-1-1 活度與濃度a = m a = c =a / c221iiiZcIIaIZiiB10.51lg2 (10-10m) B0.328第3頁/共35頁3-1-2 總濃度與平衡濃度 總濃度（分析濃度）C平衡濃度B HAccHAc HAccHAc=HAc+Ac-HCl

2、酸的總濃度( (總酸度) )酸度( (平衡濃度) )H+cHA=HA-+A-cH2A=H2A+HA-+A2-HCl0.010mol/LpH=2.0HAc0.010mol/LpH=3.4第4頁/共35頁M+A=MA分析反應 cA=MA+A cM=MA+M HA cA=MA+A2-+HA-+H2A主反應主反應LM cM=MA+M+ML+MLnA M cM=MA+M cA=MA+A 第5頁/共35頁3-1-3 溶液濃度的表示 1物質 B B的物質的量濃度“基本單元”可以是原子、分子、離子、電子及其它粒子，或是這些粒子的特定組合 VncBBBBBMmn第6頁/共35頁3-1-3 溶液濃度的表示2物質B

3、的質量濃度(ppm、ppb、ppt)10-610-910-123.滴定度 滴定劑/被測定組分 g/mlVmBB kg/L、g/Lmg/L、 g/Lmg/ml、 g/ml、ng/ml4. 比例濃度，百分濃度 (m/m,m/V,V/V )第7頁/共35頁3-2 溶液體系中的化學平衡 化學平衡與平衡常數(shù) badcaaaaKBADCHAAHaaaaKAHAHHAA aaKKaM（a = c）AHHAHAA H acaKK第8頁/共35頁3-3 化學分析中 平衡處理及濃度計算的一般方法 3-3-1酸堿平衡與質子條件1.酸堿質子理論定義：凡是能給出質子的物質就是酸能接受質子的物質就是堿 本質：質子的傳遞

4、（共軛酸堿對，水的質子自遞 ）強度相對比較 溶劑性質的影響酸堿性質子自遞 常數(shù)小介電常數(shù)D 大（靜電引力弱）拉平效應區(qū)分效應 同一種酸 同一種堿水第9頁/共35頁3-3-1酸堿平衡與質子條件2質子條件 質子轉移得失質子總數(shù)相等得失質子產物的濃度質子條件（質子平衡式）注意 選擇參考水準（零水準）溶液中最初存在的、參與質子傳遞的大量組分（H2O） 得失質子總數(shù)相等（反應式中得失質子數(shù)作為產物濃度系數(shù)） 共軛酸堿對組成的混合溶液，只能以其中之一作為參考水準，另一方作為參考水準得失質子后的產物，用平衡濃度減去其初始濃度第10頁/共35頁HAc(H2O)(NH4)2HPO4NH4+ +、HPO42-、H

5、2OHAc+H+-H+H3O+OH-H2O-H+Ac- -H3O+=Ac-+OH- H+=Ac-+OH-H+H2PO4-+2H3PO4=OH-+NH3+PO43-得質子：H2PO4-、H3O+H3PO4（2個質子）失質子：NH3、PO43-、OH-第11頁/共35頁HAc-NaAc(H2O)共軛酸堿對組成的混合溶液，只能以其中之一作為參考水準，另一方作為參考水準得失質子后的產物，用平衡濃度減去其初始濃度HAc-H2O H+=OH-+Ac-cNaAcNaAc-H2OH+HAccHAc=OH- 第12頁/共35頁3-3 化學分析中平衡處理及濃度計算的一般方法 3-3-2 分布系數(shù)物質某一存在形式的

6、平衡濃度與各種存在形式總濃度之比aKcHHAHAHAHAHA aaKKcHAHAAAA 1AHA ccaKHHHAHA ccaaKKHAA 第13頁/共35頁3-3-2 分布系數(shù)H2A2112HHHAH222AHaaaKKKc 2111HHHHA2HAaaaaKKKKc 211212HHA22AaaaaaKKKKKc 122AHAAH 第14頁/共35頁3-3-2 分布系數(shù)第15頁/共35頁3-3-2 分布系數(shù)H3AccaaaaaaKKKKKK3212113HHHHAH2AH333 ccaaaaaaaKKKKKKK32121112HHHHAH232AH2 ccaaaaaaaaKKKKKKKK3

7、21211212HHHHHA23HA2 cc aaaaaaaaaKKKKKKKKK3212113213HHH A23A3 13223AHAAHAH 第16頁/共35頁3-3-2 分布系數(shù)1.H3A的分布系數(shù)圖？2.EDTA的分布系數(shù)？3.4. 六元酸 H6Y2+_ _ - -_ _第17頁/共35頁3-3-2 分布系數(shù)1.H3A的分布系數(shù)圖？2.EDTA的分布系數(shù)？3.其它表達形式？酸的離解平衡常數(shù)Ka各級質子化常數(shù)（生成常數(shù)）K累積質子化常數(shù)np.43第18頁/共35頁H3A3-3-2 分布系數(shù)3212113HHHH233AHaaaaaaKKKKKK 32121112HHHH232AHaaa

8、aaaaKKKKKKK 321211212HHHH23HAaaaaaaaaKKKKKKKK 3212113213HHH23AaaaaaaaaaKKKKKKKKK 3111aKK 231212aaKKKK 32113213aaaKKKKKK 第19頁/共35頁H3A3-3-2 分布系數(shù)3212113HHHH233AHaaaaaaKKKKKK 32121112HHHH232AHaaaaaaaKKKKKKK 321211212HHHH23HAaaaaaaaaKKKKKKKK 3212113213HHH23AaaaaaaaaaKKKKKKKKK 3 3 2 2 2 21 1 2 1 1 1 11111

9、3111aKK 231212aaKKKK 32113213aaaKKKKKK 3 3 3第20頁/共35頁3-3-2 分布系數(shù)1.H3A的分布系數(shù)圖？2.EDTA的分布系數(shù)？3.其它表達形式？4.絡合物MLn 的各種形式的分布系數(shù)？第21頁/共35頁3-3-2 分布系數(shù)M+nL=MLncM=M+ML+ML2+MLnnnnnnnnnnnKKKKKKKKKKKKKKK LLLLLL11LLL11MLMLMLMM2211112122122112M-21，不不穩(wěn)穩(wěn)不不穩(wěn)穩(wěn)不不穩(wěn)穩(wěn)不不穩(wěn)穩(wěn)不不穩(wěn)穩(wěn)不不穩(wěn)穩(wěn)不不穩(wěn)穩(wěn)不不穩(wěn)穩(wěn)不不穩(wěn)穩(wěn)穩(wěn)穩(wěn)穩(wěn)穩(wěn)穩(wěn)穩(wěn)穩(wěn)穩(wěn)穩(wěn)穩(wěn)穩(wěn)穩(wěn) 第22頁/共35頁3-3-2 分布系數(shù)M+Y=MY

10、cM=M+MYYY11Y11MYMM1M不不穩(wěn)穩(wěn)不不穩(wěn)穩(wěn)穩(wěn)穩(wěn)KKK aaKKcHAHAAAA 第23頁/共35頁 副反應3-3-3 副反應系數(shù)副反應系數(shù) 副反應系數(shù) M+Y=MY主反應LOHHNHOHMLMOHHYNYMHYMOHYMLnM(OH)nH6Y 第24頁/共35頁1.Y的副反應系數(shù) Y (1)酸效應系數(shù) Y(H)YYYYHYYHYHYHYHYH23456Y(H) 6632654321654321421516654321665436526Y(H)HHHH1HHHHHHH1321 KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK YY(H)1 累積質子化常數(shù)pHlg Y(H)p.

11、105/112YYY 酸離解平衡常數(shù)第25頁/共35頁(2)共存金屬離子N效應系數(shù) Y(N) Y= Y(H)+ Y(N)-1 Y(H)+ Y(N) YNYYY(N) NYNYNYYNNY NYY(N)N1YNY1K 1NYNYYNYYHYHHYYYYY(N)Y(H)NYY(H)Y(H)62Y K Y(H)與 Y(N)共存：第26頁/共35頁2.M的副反應系數(shù) M 絡合效應系數(shù) M(L)MMM nnnLLL1MMLMLMLMMM22M(L)21 M= M(L)+ M(OH)-1 M(L)+ M(OH) nnnOHOHOH1MM(OH)M(OH)MOHM22M(OH)21- 第27頁/共35頁3-

12、3-3 副反應系數(shù)3.條件穩(wěn)定常數(shù)K lg K MY=lg KMY-lg M-lg Ylg K MY=lg KMYlg( M(L)+ M(L )lg( Y(H)+ Y(N) YMMYMYYMMYMY MYMYYM)(MY KKYMMYMY1 KK第28頁/共35頁 體系特征變量V滴定劑3-4 滴定分析法3-4-1 概述滴定滴定曲線化學計量點sp（等當點Ep）第29頁/共35頁3-4 滴定分析法3-4-1 概述滴定滴定曲線化學計量點sp（等當點Ep）第30頁/共35頁3-4 滴定分析法3-4-1 概述滴定滴定曲線化學計量點sp（等當點Ep） 滴定終點（ep）滴定分析對化學反應的要求 (1) (1) 定量 (2) (2) 迅速 (3) (3) 有合適的確定滴定終點的方法 另： 干擾- -消除理論值理論值實驗觀察值實驗觀察值終點誤差終點誤差（滴定誤差）（滴定誤差）化學計量關系化學計量關系完完 全全第31頁/共35頁3-4 滴定分析法3-4-2 標準溶液與基準物質3-4-3滴定分析方法的分類 (1) 按滴定反應類型 (2) 按指示滴定終點的方法 (3) 按滴定方式直接滴定法返滴定法（回滴）置換滴定法間接滴定法純度組成化學式性質穩(wěn)定符合滴定分析要求有較大的摩爾質量 直接法/間接法第32頁/共35頁3-5 滴定分析法的計算3-5-1 滴定分析計算的基本關系式 滴定劑B被滴定