Acid-Base Titration ppt

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举例
酸 HAC H2CO3 HCO3 NH4 + H6Y2+ NH3 OH+ (CH2 )6 N4 H+ 碱 AcHCO3CO3 2NH3 H5 Y+ NH2OH (CH2 )6 N4 + + + + + + + 质子 H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+
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二、溶剂合质子
HA + H2O HA + SH 例: HAc + H2O H3O+ + ASH2+ + AH3O+ + Ac水合质子 例: HCLO4 + HAc H2Ac+ + CLO4醋酸合质子
pKb2 = pKw －pKa1 = 14.00－7.02 = 6.98 14.00－
第三节 酸碱平衡中有关浓度的计算
一、分析浓度和平衡浓度： 分析浓度和平衡浓度： 分析浓度： 分析浓度：溶液体系达平衡后，各组型体的 平衡浓度之和 平衡浓度：溶液体系达平衡后， 平衡浓度：溶液体系达平衡后，某一型体的 浓度 二、水溶液中酸碱的分布系数 δ = [某种型体平衡浓度] / 分析浓度 某种型体平衡浓溶剂间的质子转移→溶剂的质子自递 反应 该反应的平衡常数K 该反应的平衡常数Ks →溶剂的质子自递常数 H2O 既能接受质子又能给出质子→两性物质 既能接受质子又能给出质子→ 发生在水分子间的质子转移→ 发生在水分子间的质子转移→水的质子自递 反应
五、酸碱的强度
[
δH C O
2 2 4
[H2C2O4 ] =
2
δ1 = δHC O
2 4
δ2 = δC O
2 2 4
[C O ] = =
2 2 4
[H ] = C [ H ] + K [ H ] + K K K [ H ] [ HC O ] = = C [ H ] + K [ H ] + K K
+ 2 + + 2 a1 a1 a2
续PBE
例1：C mol/mL的NH4 H2PO4的质子条件式 mol/mL的
共轭酸碱对
NaAc的水解 相当于Ac 弱碱的离解） NaAc的水解（相当于Ac－弱碱的离解） 的水解（ Ac- + H2O OH- + HAc
共轭酸碱对
醋酸与氨在水溶液中的中和反应 HAc + NH3 NH4+ + Ac-
共轭酸碱对
续
小结 !!!
酸碱半反应不可能单独发生 酸碱反应是两对共轭酸碱对 共轭酸碱对共同作用的结果 酸碱反应是两对共轭酸碱对共同作用的结果 酸碱反应的实质是质子的转移 酸碱反应的实质是质子的转移 质子的转移是通过溶剂合质子 溶剂合质子来实现的 质子的转移是通过溶剂合质子来实现的
[HAc] = C δ HAc = 0.1000 ×0.36 = 0.036mol / L
[ Ac ] = Cδ Ac = 0.1000 ×0.64 = 0.064mol / L
2.二元酸： 2.二元酸： 二元酸
H2C2O4 HC2O4HC2O4-+ H+ C2O42- + H+
C = H2C2O4 + HC2O4 + C2O42
Ka1 > Ka2 > Ka3
Kb1 > Kb2 > Kb3
形成的多元共轭酸碱对中最强酸的解离常数 对应最弱共轭碱的解离常数K Ka1对应最弱共轭碱的解离常数Kb3
Ka1 Kb3 = Ka2 Kb2 = Ka3 Kb1 = KW =1.0×10
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练习 例：计算HS-的pKb值 ：计算HS
解： HS- + H20 H2S + OH-
第四节 水溶液中酸碱平衡的处理方法
物料平衡式（质量平衡式）MBE 物料平衡式（质量平衡式） 化学平衡中， 化学平衡中，每一给定的分析浓度等于各存在 型体平衡浓度之和 电荷平衡式CBE 电荷平衡式CBE 溶液呈电中性， 溶液呈电中性，荷正电的质点数应等于荷负电 的质点数 质子平衡式（质子条件式） 质子平衡式（质子条件式）PBE 酸碱反应达平衡时酸失去的质子数等于碱得到 的质子数
MBE练习 MBE练习
例1：C mol/mL的HAC的物料平衡式 mol/mL的HAC的物料平衡式 C = [HAC] + [AC-] mol/mL的 例2：C mol/mL的H3PO4的物料平衡式 C = [H3PO4] + [H2PO4-] +[HPO42-] + [PO43-] mol/mL的 例3： C mol/mL的Na2HPO4的物料平衡式 [Na+] = 2C C = [H3PO4] + [H2PO4-] +[HPO42-] + [PO43-] mol/mL的 例4： C mol/mL的NaHCO3的物料平衡式 [Na+] = C C = [H2CO3] + [HCO3-] +[CO32-]
Ka Kb = Kw
Ka Kb = Ks
续
（二）多元酸碱的强度 H3PO4 K a1 H2PO4Ka2 HPO42K a3 H2PO4 - + H+ K b3 HPO42- + H+ K b2 PO43- + H+ K b1
讨论： 讨论：
多元酸碱在水中逐级离解， 多元酸碱在水中逐级离解，强度逐级递减
+ 4 a1 + 2 + a1 a1
] [
] [
]
a2
C
[H ]
+ 2
+ Ka1 [ H+ ] + Ka1 Ka2
Ka1 Ka2
δ0 + δ1 + δ2 = 1
讨论
Ka一定时，δ0 ，δ1和δ2与[H+ ]有 Ka一定时， 一定时 关
pH ＜ pKa1，H2C2O4为主 pH = pKa1， [H2C2O4] = [HC2O4-] pKa1 ＜ pH ＜ pKa2 ， HC2O4-为主 pH = pKa2， [HC2O4-] = [C2O42-] pH ＞ pKa2，C2O42-为主
C
[A ] = K [ HA] +[ A ] [ H ] + K
a
δHA + δA = 1
讨论
Ka一定时，δHA和δA-与pH有关 Ka一定时， pH有关 一定时 pH↓， pH↓，δHA↑，δA-↓
pH ＜ pKa，HAc为主 pKa，HAc为主 pH = pKa，[HAc] = [Ac-] pKa， pH ＞ pKa时，Ac-为主 pKa时
1.一元酸： 1.一元酸： 一元酸
HA ∵ C = [ HA] +[ A ] ∴ δHA = C
A- + H+
[ HA]
[ HA] = = [ HA] + [ A ]
1 = = + [ A ] 1+ Ka+ [ H ] + Ka 1+ [H ] [ HA]
a +
1
H+ ] [
δA
[A ] = =
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δ 不同的概念，两者通过δ联系起来 2）对于任何酸碱性物质，满足 对于任何酸碱性物质， δ1+ δ2 + δ3 + ------ + δn = 1 3）δ取决于Ka，Kb及[H+ ]的大小，与C无关 取决于K 的大小， 4）δ大小能定量说明某型体在溶液中的分布 ， 由δ可求某型体的平衡浓度
第三章 酸碱滴定法
第一节 概述
酸碱滴定法（中和滴定法）： 酸碱滴定法（中和滴定法）： 以酸碱反应(水溶液中的质子转移反应) 以酸碱反应(水溶液中的质子转移反应)为 基础的定量分析法 “酸度” 决定各反应物的存在型体，影响物 酸度” 决定各反应物的存在型体， 质 在溶液中的分布和平衡
本章重点： （1）酸碱平衡理论 （2）各类酸碱溶液的pH值计算方法 各类酸碱溶液的pH值计算方法 （3）各类酸碱滴定曲线和指示剂的选择
一、酸碱质子理论
酸——溶液中凡能给出质子的物质 ——溶液中凡能给出质子的物质 ——溶液中凡能接受质子的物质 碱——溶液中凡能接受质子的物质
例子
特点： 特点：
1）具有共轭性
如：HA A－ + H+
2）具有相对性
如： HCO3－既为酸，也为碱 （两性） 既为酸， 两性）
3）具有广泛性
如： 2O 中性分子，既可为酸，也可为碱 H 中性分子，既可为酸，
三、酸碱反应的实质
酸碱半反应: 酸碱半反应: 酸给出质子和碱接受质子的反应
醋酸在水中的离解： 醋酸在水中的离解：
半反应1 半反应1 半反应2 半反应2 HAc（酸1） H+ + H2O（ 碱 2） Ac- （碱1） + H+ H 3 O +（ 酸 2 ） H3O+（酸2） + Ac- （碱1）
HAc（酸1） + H2O （碱2）
共轭酸碱对 氨在水中的离解： 氨在水中的离解：
半反应1 半反应1 半反应2 半反应2 NH3（碱1）+ H2O（ 酸 2 ） H+ NH4+（酸1） OH-（碱2）+ H+ OH- （碱2） + NH4+ （酸1）
NH3（碱1） + H2O （酸2）
共轭酸碱对
续
NH4CL的水解 (相当于NH4+弱酸的离解) CL的水解 相当于NH 弱酸的离解) NH4+ + H2O H3O+ + NH3