分析化学酸碱平衡的理论基础
hx04_03 第四章 酸碱滴定法 酸碱理论,质子条件 给排水分析化学课件
14
H2CO3的x-pH图 1x
HH22CCOO33
HHCCOO33-
0.5
COO3322--
0 0
H2CO3的 优势区域图
24 H2CO3
6 8 10 12 1p4H
6.38
10.25
pKa1 HCO3 -pKa2 CO32pKa = 3.87
15
酒石酸(H2A)的x-pH图
x
1.0
H2A
HA- A2-
18
4.3 酸碱溶液的H+浓度计算
代数法（解析法） 作图法 数值方法（计算机法）
19
代数法思路
物料平衡
*质子条件
电荷平衡
化学平衡关系
[H+]的精确表达
近似处理 近似式
进一步近似处理 最简式
20
物料平衡(Material Balance Equilibrium,MBE):
各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度.
9
不同pH下的x(HA) 与x(A-)
pH
x(HA)
x(A-)
pKa - 2.0
0.99
0.01
*pKa - 1.3
0.95
0.05
pKa - 1.0
0.91
0.09
**pKa
0.50
0.50
pKa + 1.0
0.09
0.91
*pKa + 1.3
0.05
0.95
pKa + 2.0
0.01
0.99
以x1, x0 对pH 作图, 即可得形态分布图.
电荷平衡(Charge Balance Equilibriua,CBE):
酸碱滴定法 分析化学
计算公式推导步骤：
（1）把溶液中有关的解离平衡全部列出，并写出 解离平衡常数Ka表达式； （2）根据分布分数定义写出各种型体的分布分数 表达式，代入相应Ka进行数学处理； （3）将δ表示成与Ka或Kb、[H+]或[OH-]有关的形 式。
14
HA
H+ + A-
根据分布分数的定义：
当[H2CO3]＝[CO32-]时，对应着[HCO3-]的最大值。 此时对应的 pH=1/2 (pKa1+pKa2)
25
三、三元弱酸溶液
H 3 PO4
H
H 3 PO4
c
2 4
H
3 K a 1 HFra bibliotek 2
K a 1 K a 2 H K a 1 K a 2 K a 3
pKa3 =12.36； 当[ H3PO4]＝[ HPO42-]时，对应着[ H2PO4 ]
3
一、酸碱定义
凡能给出质子（H+）的物质都是酸；凡能 接受质子的物质都是碱。 HA（酸） H+ ＋ A－（碱）
二、共轭酸碱对
酸与碱彼此是不可分开的，具有相互依存的 关系，这种关系称为酸碱共轭关系，具有这种关 系的酸碱叫做共轭酸碱对，共轭酸碱对彼此之间 只相差一个质子。可用通式表示为： 酸 碱 ＋ 质子
二元弱酸H2A，在水溶液中以三种型体存在： H2A、HA-、A2-，设其浓度为c mol· -1 L HAH+
H2A
+
K a1
[ HA ][ H ] [ H 2 A]
HA-
A2- + H+
Ka2
酸碱平衡的概念与测定方法
酸碱平衡的概念与测定方法酸碱平衡是化学领域中一个重要的概念，涉及到溶液的酸碱性质以及pH值的测定方法。
本篇文章将详细介绍酸碱平衡的概念以及常用的测定方法，以帮助读者更好地理解和应用于实际生活中。
一、酸碱平衡的概念酸碱平衡是指溶液中酸性物质和碱性物质相互作用形成的一种化学平衡状态。
在酸碱平衡中，氢离子（H+）和氢氧根离子（OH-）的浓度是关键因素。
酸性溶液中，H+离子的浓度较高；而碱性溶液中，OH-离子的浓度较高。
当H+和OH-的浓度相等时，溶液呈中性。
判断溶液酸碱性的常用指标是pH值。
pH值定义为负十对数的对数H+离子浓度。
当溶液的pH值在0到7之间，说明溶液为酸性；pH值为7，说明溶液为中性；pH值在7到14之间，说明溶液为碱性。
二、测定酸碱平衡的方法1. pH试纸法pH试纸法是一种简单易行的测定酸碱平衡的方法。
它利用酸碱指示剂对溶液的酸碱性进行识别。
将pH试纸浸入待测溶液中，试纸上的指示剂会根据溶液的酸碱性反应而改变颜色。
通过对照试纸上的色标，可以确定溶液的pH值范围。
2. pH计测定法pH计是一种精确测定溶液pH值的电子仪器。
它通过电极测量溶液中H+离子的浓度，从而准确地确定溶液的酸碱性。
使用pH计测定溶液的pH值时，需要将电极插入溶液中，待读数稳定后，即可得到溶液的准确pH值。
3. 滴定法滴定法是一种常见的测定溶液中酸碱性的方法。
它通过一种弱酸和强碱（或强酸和弱碱）的反应进行演化。
首先在待测溶液中加入指示剂，然后用滴定管将标准化的强碱（或强酸）溶液（称为滴定液）滴入溶液中，直到颜色发生变化。
根据滴加的滴定液的体积，可以确定溶液中酸碱物质的含量。
4. 氢离子电极法氢离子电极法是一种直接测定溶液中H+离子浓度的方法。
它利用氢离子电极和参比电极的电位差来测量溶液的pH值。
这种方法通常用于实验室和科研领域，具有更高的准确性和精度。
总结：酸碱平衡是溶液中酸性物质和碱性物质之间相互反应形成的化学平衡状态。
分析化学课件第四章
定义： 以酸碱反响为根底的滴定方法
4 -1 酸碱平衡的理论根底
• 在无机化学中学过的酸碱理论 • 1、阿累尼乌斯〔S.A.Arrhenius)的电离理
论； • 2、富兰克林〔E.C.Flanklin)的溶剂理论； • 3、布朗斯特德〔J.N.Bronsted 〕和劳莱
〔T.M.Lowry〕的质子理论； • 4、路易斯〔G.N.lewis〕的电子理论； • 5、软硬酸碱理论等。 • 分析化学中主要应用酸碱质子理论。
HAc 、Ac- 分布系数与溶液pH值的关系曲 线
δAc随pH 增高 而增大； δHAc随pH增高 而减小；
pH= pKa时， δHAc=δAc；
pH＜ pKa时，
主要为HAc
pH＞ pKa时，
主要为Ac-
二、二元酸溶液 以H2C2O4为例
H2C2O4
HC2O4Ka2= H2C2O4
H+＋HC2O4-
例2 c mol·L-1 弱酸HB溶液
大量存在并与质子转移有关的是HB,H2O
HB ＋H2O H2O ＋H2O
H3O+ ＋B H3O+ ＋OH-
H3O+
HB H2O
B- OHPBE [H3O+ ] = [OH-] ＋[B-] or [H+] = [OH-] ＋[B-]
例3 c mol·L-1 Na2HPO4溶液
H+＋C2O42-
[H ][ HA ]
Ka1= [H 2 A] [ H ][ A 2 ] [ HA ]
2H+＋C2O4 2-
Ka1Ka2[=H[H]22[AA]2 ]
C H2C2O4= [H2C2O4] ＋[HC2O4- ] ＋ [C2O42- ] 以下推导均想方法用[H2C2O4] 即[H2A]表
高教分析化学第四章酸碱滴定-1
H3PO4为分布曲线的讨论: 为分布曲线的讨论 讨论:
( pKa1=2.12;pKa2=7.20;pKa3=12.36) ; ; )
(1)三个 a相差较大, )三个pK 相差较大, 现象不明显; 共存 现象不明显; (2)pH=4.7时, ) 时 δ2 =0.994 δ3 =δ1 = 0.003 (3)pH=9.8时, ) 时 δ1=0.994 δ0 =δ2 = 0.003
2,用途:根据质子条件,可得到溶液中浓 , 根据质子条件, 度与有关组分浓度的关系式,即计算公式. 度与有关组分浓度的关系式,即计算公式. 3,方法:根据参考水平来写质子平衡方程. ,方法:根据参考水平来写质子平衡方程. 参考水平:选择一些酸碱组分做参考, 参考水平:选择一些酸碱组分做参考,以他 们作为水准来考虑质子的得失. 们作为水准来考虑质子的得失.通常是原始 的酸碱组分, 的酸碱组分,大量存在并与质子转移直接有 关的酸碱组分. 关的酸碱组分. 如原始酸碱组分本身及溶剂水等. 如原始酸碱组分本身及溶剂水等.
3,酸在水中溶解 ,
由于质子半径极小,电荷密度极高, 由于质子半径极小,电荷密度极高,它不可能在水溶 液中独立存在. 液中独立存在. HAC H++AcH2O+H+ H3O+ + HAc+H2O H3O++Ac+
酸1 碱2 酸2 碱1
4,碱在水中溶解 ,
NH3+H2O
碱1 酸
OH-+NH4
碱2 酸1
第四章 酸碱滴定 分析法
以酸碱反应为基 础的滴定方法
1,酸碱平衡的理论 , 基础 2,酸碱存在形式与 , 分布曲线 3,酸碱溶液 的计 ,酸碱溶液pH的计 算 4,酸碱滴定终点的 , 确定方法
临床流体与电解质平衡中的酸碱平衡与失衡要点
临床流体与电解质平衡中的酸碱平衡与失衡要点酸碱平衡是人体内重要的生理过程之一，维持正常的酸碱平衡对于人体健康至关重要。
而在临床实践中，了解流体与电解质平衡中的酸碱平衡与失衡的要点，对于正确判断患者病情及采取相应治疗措施至关重要。
本文将从酸碱平衡的基础知识、酸碱失衡的类型及其临床表现以及处理方法三个方面进行讨论。
一、酸碱平衡的基础知识人体内的酸碱平衡是通过细胞内外的氢离子（H+）浓度来维持的。
细胞内外pH的平衡对于维持正常的生理功能和代谢至关重要。
酸指的是能够释放氢离子的物质，碱指的是能够结合氢离子的物质。
衡量血液中酸碱平衡的主要指标是pH，一般正常人的血液pH在7.35-7.45之间被认为是正常的。
二、酸碱失衡的类型及其临床表现1. 酸中毒：指血液中pH值低于7.35的情况，可能是由于体内酸性物质的过多积累或酸性物质排除过少造成。
临床上常见的酸中毒包括代谢性酸中毒和呼吸性酸中毒。
代谢性酸中毒常因肾脏功能异常、糖尿病、酒精中毒等引起，临床表现主要为呼吸加深、乏力、恶心等。
呼吸性酸中毒则常由于人工通气不良、肺部疾病等造成，临床表现主要为呼吸困难、发绀等。
2. 碱中毒：指血液中pH值高于7.45的情况，可能是由于体内碱性物质过多积累或酸性物质排除过多造成。
临床上碱中毒常见于胃液或肠液大量丧失、肾上腺皮质功能亢进等情况。
常见症状包括呕吐、嗜睡、手指震颤等。
3. 酸碱平衡失调：还存在其他类型的酸碱失衡，如代谢性碱中毒、呼吸性碱中毒等。
临床上酸碱平衡失调的症状表现多种多样，主要根据失衡的类型而定。
三、处理方法处理酸碱失衡的关键在于准确判断失衡的类型和原因，然后针对性地进行治疗。
1. 酸中毒的处理方法：首先需要找出造成酸中毒的原因，是否是代谢性或呼吸性酸中毒。
针对性的治疗方法包括纠正酸中毒的原因，如治疗糖尿病、肾脏功能障碍等；同时静脉给予碳酸氢钠或盐酸纠正酸中毒。
2. 碱中毒的处理方法：与酸中毒相似，首先需要找出碱中毒的原因，减少或停止造成碱中毒的药物等。
化学平衡中的酸碱平衡
化学平衡中的酸碱平衡化学平衡是指化学反应在达到一定条件下，反应物与生成物的浓度保持一定比例的状态。
在化学平衡中，酸碱平衡是其中一个重要的方面，它指的是在溶液中酸和碱之间的相互转化达到平衡状态。
一、酸碱的定义在化学中，酸碱的定义有多种，最常见的是布朗酸碱理论和勒维酸碱理论。
1. 布朗酸碱理论布朗酸碱理论是根据质子（H+）的捐赠和接受来定义酸碱的。
- 酸：是能够接受一个或多个质子的物质；- 碱：是能够捐赠一个或多个质子的物质。
2. 勒维酸碱理论勒维酸碱理论是基于电子对的接受和捐赠来定义酸碱的。
- 酸：是可以接受一个或多个电子对的物质；- 碱：是可以捐赠一个或多个电子对的物质。
二、酸碱反应酸碱反应是指酸和碱之间发生化学反应的过程，通常产生盐和水。
例如，强酸盐酸（HCl）和强碱氢氧化钠（NaOH）之间的反应方程式如下：HCl + NaOH → NaCl + H2O在酸碱反应中，酸和碱中的质子或电子对转移，从而形成离子或化合物。
三、酸碱平衡在酸碱反应中，酸和碱的浓度可以发生变化。
然而，达到化学平衡时，酸和碱之间的反应速率相等，并且反应物和生成物的浓度保持一定比例。
例如，对于以下反应方程式：H2O + CO2 ⇌ H2CO3在此反应中，水（H2O）和二氧化碳（CO2）之间发生酸碱反应，形成碳酸（H2CO3）。
在达到酸碱平衡后，水和二氧化碳的转化速率相等，并且碳酸的浓度保持一定比例。
四、酸碱指示剂酸碱指示剂是用于判断溶液中酸碱性质的化学物质。
它可以根据溶液的PH值（酸碱度）或颜色的变化来确定溶液中的酸碱性质。
常见的酸碱指示剂包括酚酞、溴蓝、甲基橙等。
它们在不同PH值下会出现不同的颜色，从而可以判断溶液是酸性、中性还是碱性。
五、影响酸碱平衡的因素酸碱平衡受多种因素的影响，包括温度、浓度和催化剂等。
1. 温度温度的变化可以影响酸碱反应的速率和平衡常数。
通常情况下，增加温度会加快反应速率，并使酸碱平衡向可逆反应的产物方向移动。
浙江大学分析化学 4.酸碱滴定法080306
2. 共軛酸碱对, 因一个质子的得失而互相 转化的一对酸碱, 称为共軛酸碱对.
3. 在酸碱反应中一些物质得到质子, 一些物质失去 质子,得失质子的总数应相等,这种平衡关系叫质 子平衡. • 离解反应,中和反应和水解反应都可以用质子理 论解释 • 离解反应
• HOAC + H2O= H3O+ + OAC- Ka=[H+] [OAc-]/ [ HOAc]
• HA +H2O= H3O ++A• 物料平衡 • 化学平衡体系中, 某一给定物质的总浓度 等于各有关形式平衡浓度之和.总浓度为 c
的HAc, • [Ac- ]+[HAc] =c δi = ci / c
• 分布分数(δ)
• 平衡时溶液中某物种的浓度占总浓度的分数。
• 分布曲线——酸碱分布分数随pH的变化曲线.
水解反应
• • • • OAC- + H2O= OH- + HOAC (强碱弱酸盐) 碱 酸 碱 酸 K水解= [OH- ][HOAC ]/ [OAC- ]= [H+][OH- ][HOAC ]/ [H+][OAC- ]= Kw/Ka (强酸弱碱盐)
• NH4 ++ H2O = H3O+ + NH3 • 酸 碱 酸 碱 • K水解= Kw/Kb
• NH3 + H2O = OH- + NH4 + • H2O + H2O = OH- + H3O+
中和反应
HCl + H2O= H3O+ + ClNH3 + H2O = OH- + NH4+
Kb= [NH4 + ][OH-]/ [NH3] Kw= [OH-] [H3O+]
酸碱平衡及酸碱滴定法.pptx
(2) 将参考水平得质子后的形式写在等式的左边，失质子 后的
形式写在等式的右边. (3) 有关浓度项前乘上得失质子数，总的得失质子的物质
的量
第23页/共119页
例: 一元弱酸(HA)水溶液的质子条件式： 确定参考水平(Zero Level): H2O,
酸 HAc
质子 + 碱 H+ + Ac－
共轭酸碱对
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关于共轭酸碱对的例子(p46)
酸
共轭碱 + 质子
HF
H
2P
O
4
H6Y2+
NH4+
F-
+
H+
H
P
O
24
+
H+
酸 碱
H5Y+
+
H+
半 反
NH3
+
H+
应
结论：酸碱可以是阳离子、阴离子、中性分子。
第4页/共119页
例: HAc在水中的离解反应（p47）
半反应1:
HAc
Ac- + H+
半反应2: H+ + H2O
总反应: HAc + H2O
简写为:
HAc
H3O+ Ac- + H3O+ Ac- + H+
在这里，溶剂水起到碱的作用！ 结论：酸碱反应的实质是质子转移
第5页/共119页
碱(NH3)在水溶液中的离解反应:
NH3 + H+ H2O
分析化学酸碱第四章酸碱滴定法
HAc
δ0 δ Ac
Ac
cHAc
δ1 δ 0 δ HAc δ Ac
Ac Ka HAc Ac Ka H H K a 1 Ka H K a H
由上式我们可以看出： 值是H＋浓度的函数，而与其 分析浓度无关。有了分布系数及分析浓度即可求得溶 液中酸碱各种存在形式的平衡浓度。
参考水准法
⑴选取基准态物质。基准态物质是与质子转换有关的酸碱组分， 通常以起始酸碱组分和溶剂分子作基准态物质。 ⑵ 根据溶液中酸碱平衡情况，以质子基准态物质为基准，将溶 液中其它组份与之比较，那些是得质子的，哪些是失质子的， 然后绘出得失质子图。 ⑶由得失质子示意图，写出质子平衡式。 例如：在HAc水溶液中，大量存在并参加质子转移的物质是 HAc和H2O（不要漏掉溶剂分子！）选择两者做为参考水准。 对于HAc来说，其失去一个质子的产物为Ac -；对H2O来说， 其即可以得质子而生成H3O＋，又可以失质子而生成OH-，画出 得失质子产物示意图：
OH 1 1 Ka NH H H Ka OH K 4 b 1 1 NH Ka 3
δ NH 4
NH H Kb NH NH H Ka O H Kb
分布系数δ 与pH之间的关系曲线δ -pH称为分布曲线。 p51,图4-1是HAc溶液的分布曲线。从图中可以看出： （1） HAc 随pH增高而减小，而 Ac随pH增高而增大。 （2）pH<<pKa时(pH≈pKa-2), HAc 1 ,溶液中存在的主要形 式为HAc。当 pH>>pKa时(pH≈pKa+2) , ,溶液中存 1 Ac 在的主要形式为Ac-。 （3）pH=pKa时(pH=4.74)，两曲线相交, 此时 HAc Ac
无机及分析化学06酸碱平衡与酸碱滴定法
无机及分析化学06酸碱平衡与酸碱滴定法酸碱平衡是无机及分析化学中的一个重要概念，它涉及到溶液中酸和碱之间的相互作用和平衡状态。
酸碱滴定法是一种常用于测定溶液中酸碱性质和浓度的分析方法。
本文将对酸碱平衡和酸碱滴定法进行详细介绍。
首先，我们来介绍酸碱平衡的基本概念。
酸碱平衡是指溶液中酸和碱之间的反应和平衡状态。
在溶液中，酸能够释放出H+离子，而碱能够接受H+离子。
这个过程被称为质子（H+）转移反应。
在酸碱平衡中，有两个重要的概念：酸性度（pH）和酸度常数（Ka）。
pH是用来表示溶液酸碱性强弱的指标，它的定义是pH=-log[H+]，其中[H+]代表溶液中的氢离子浓度。
pH值越小，表示溶液越酸；pH值越大，表示溶液越碱。
在中性水溶液中，pH值为7酸度常数Ka用来衡量酸的强弱，它的定义是Ka=[H+][A-]/[HA]，其中[H+]代表酸溶液中的氢离子浓度，[A-]代表酸的共轭碱的浓度，[HA]代表未解离酸的浓度。
Ka值越大，表示酸越强。
酸碱滴定法是一种常用于测定溶液中酸碱性质和浓度的分析方法。
在酸碱滴定中，通常会使用滴定管、酸度计、酸碱指示剂等实验装置和试剂。
滴定过程中需要滴定剂、指示剂和滴定的原料溶液。
滴定过程中，首先准备好要分析的溶液和滴定剂。
然后，用滴定管滴入适量的滴定剂到容器中，然后再加入适当的指示剂。
当滴定剂反应完全与原料溶液中的酸或碱反应完成时，指示剂的颜色将发生明显的变化。
通过测量滴定剂用量，可以计算出原料溶液中酸或碱的浓度。
酸碱滴定法有许多不同的类型，其中最常见的有酸碱滴定、氧化还原滴定和络合滴定。
酸碱滴定是根据滴定剂对溶液中的酸或碱进行中和反应来测定其浓度。
氧化还原滴定是通过滴定剂与溶液中的氧化还原反应来测定其浓度。
络合滴定是通过滴定剂与溶液中的金属离子形成络合物来测定其浓度。
酸碱滴定法在实际应用中有广泛的用途。
例如，它可以用于测定食品和药品中的酸碱度，以确保其安全和合规性。
此外，酸碱滴定还可以用于水质分析、环境监测和药物分析等领域。
分析化学-第四章 酸碱滴定
1. 酸碱平衡理论基础复习 2. 当pH变化时酸碱存在形式的变化（分布曲线）（重点） 3. 酸碱溶液pH计算
酸碱滴定
4. 滴定终点指示办法 5. 一元酸碱滴定
6. 多元酸、碱滴定
（重点） （重点）
酸碱滴定 7. 酸碱滴定应用 的应用 8. ~9 示例
§4.1 酸碱平衡的理论基础
1 酸碱质子理论
7
例1：
试求 HPO42- 的 pKb2和 Kb2。
解：经查表可知 Ka2 = 6.3×10-8，即 pKa2 = 7.20
由于
Ka2·Kb2 = 10-14
所以
pKb2 = 14 - pKa2
= 14 - 7.20
= 6.80
即
Kb2=1.6×10 -7
&
8
§4.2 不同pH溶液中酸碱存在形式 的分布情况—分布曲线
以δ对pH作图，关系曲线叫分布曲线.
分布系数与溶液pH关系曲线的讨论：
基本原则： δ0 + δ1= 1 (1) [H+]>Ka, pH<pKa时, δ1>δ1（以HOAc为主）;
(2) pH=pKa, [H+]=Ka时, δ0 = δ1= 0.5;
(3) [H+]<Ka, pH>pKa 时, δ1<δ0（以OAc- 为主）。
例：酸、碱在水中的解离过程:
NH3 + H2O
OH－ + NH4+
HOAc + H2O
H3O+ + OAc－
2 酸碱解离平衡
一元弱酸的解离：HA + H2O
[H ][A ]
Ka HA
分析化学第4章中文
[ H ][ A] [ H ][ A] [ ] K a c A Ka [ ] K H a [ HA ] c [A ]
[ ][ K W OH H ]
K K a c W [ H ] [ A ] [OH ] K a [H ] [H ]
HPO
4
_ 3 PO4
+ H2O
HPO42 + OH
_ H2PO4
_
_ _
K
b1
[ HPO 4 ][OH ] [ PO 4 ]
3
2
_ 2 HPO4 + _ H2PO4
H2O
+ OH
K
_
b2
[ H 2 PO4 ][OH ] [ HPO4 ]
2
+ H2O
H3PO4
+ OH
K
b3
[ H 3 PO4 ][OH ] [ H 2 PO 4 ]
例2. 计算1.0×10–4moL· L–1 NaCN溶液的pH
（KHCN=7.2×10–10） 解: A. NaCN强碱弱酸盐——已知Ka求Kb ∴Kb= = 7.2 10 10 = 1.4×10–5 B. 判断 c · Kb= 1.0×10–4×1.4×10–5＞10Kw
c Kb
Kw Ka
酸碱反应的结果是各反应物转化为它们各自的 共轭酸或共轭碱。
HCl + NH3 HAc + H2O H2O + NH3 H2O + Ac
_
NH4 + Cl H3O+
+
+
_ _ _
(最新整理)第四章酸碱滴定.
可见，分布分数是溶液pH的函数。
例：已知c HOAc=1.0 ×10-2mol/L，pH=4.00时，HOAc和OAc-
的分布H分O数A c [?H 哪[ H 种] 是]K 主a 要 存1 在型0 4体 1 ？1.其0 84 浓1度是0 5多少0？.85 OAc1 HOA c0.15
主要存在型体为HOAc ，其平衡浓度： [HOAc]=c HOAc δ HOAc =1.0 ×10-2 ×0.85=8.5×10-3mol/L
例2 以Na2CO3为例，写出其质子条件式。 选取CO32-和H2O作为零水准物质,质子条件式为：
[HCO3-] +2[H2CO3] + [H+] = [OH-]
例3 写出NaH2PO4液的质子条件式。 选H2PO4-和H2O作为零水准物质。
[H+] + [H3PO4] =[HPO42-] + 2[PO43-] + [OH-]
pKb2 = pKw －pKa1 = 14.00－6.89 = 7.11
教材例1：比较几种弱碱及其共轭酸的强弱
三、水溶液中酸碱组分不同型体的分布
在弱酸弱碱的平衡体系中，一种物质可能以多种型体存在。 如醋酸，在水溶液中有两种型体：HOAc、OAc-
酸的浓度(分析浓度)：是指在一定体积溶液中含有某种酸 溶质的量，即酸的分析浓度，包括已离解的酸的浓度和未
例如：
酸
HOAC
H2CO3 HCO3NH4+ H6Y2+ NH3OH+ (CH2)6N4H+
碱 OAcHCO3CO32-
NH3 H5Y+
NH2OH
(CH2)6N4
质子 + H+ + H+ + H+ + H+ + H+ + H+ + H+
酸碱质子理论与酸碱平衡
Lewis G N 美国物理化学家
1. 定义
路 易 斯 酸 ( Lewis acid) 是 指 能 作 为 电 子 对 接 受 体
(Electron pair acceptor)的原子、分子或离子;
路 易 斯 碱 ( Lewis base) 则 指能 作 为 电子 对 给 予体
(Electron pair donor)的原子、分子或离子；
弱酸 弱碱
象，称为“区分效应”。
2、同一酸（或碱），在不同溶剂中可表现出不 同的酸性（或碱性）
例1，液氨中，HAc变为强酸： 而HCl也是强酸：
HAc + NH3(l) = Ac- + NH4+ HCl + NH3(l) = Cl- + NH4+
强酸 强碱
强酸 强碱
结果，NH3（l）把HAc和HCl的酸性“拉平” 。 原因是NH3(l)碱性强，它是HAc和HCl酸性的“拉 平试剂”。这种现象称为“拉平效应”。
3 .酸碱电子理论 (Lewis酸碱电子理论 )：
（1）酸碱定义 凡是可给出电子对的分子、离子或原
子团称为 “碱”。;凡是可接受电子对的 分子、离子或原子团称为“酸” 。 ∴酸——电子接受体（Electron acceptor） 碱——电子给予体（Electron donor）
布朗斯特酸碱概念的核心系于 分子或离子间的质子转移，显然无 法对不涉及质子转移、但却具有酸 碱特征的反应做解释。这一不足在 布朗斯特概念提出的同年由美国化 学家路易斯提出的另一个更广的酸 碱概念所弥补，但后者直到20世纪 30年代才开始在化学界产生影响。
第三列
[Fe(OH2)6]3+ [Cu(NH3)4]2+ H3O+ F3BNH3 [AlCl4]– [SiF6]2– HCO3– (CH3)2COI2
化学平衡的酸碱平衡
化学平衡的酸碱平衡化学平衡是指当化学反应达到一定条件时，反应物与生成物的浓度和反应速率保持恒定的状态。
而酸碱平衡是一种特殊的化学平衡，涉及到酸碱的中和反应。
本文将探讨酸碱平衡的原理、常见的酸碱平衡反应以及如何影响酸碱平衡的因素。
一、酸碱平衡的原理酸碱平衡的原理基于酸碱中和反应。
在化学反应中，酸会释放出H+离子，而碱则会释放出OH-离子。
当酸和碱进行反应时，H+和OH-离子会相互结合形成水（H2O）分子，这个过程被称为中和反应。
当反应中酸和碱的摩尔比例为1:1时，完全中和反应会发生，产生pH值为7的中性溶液。
二、常见的酸碱平衡反应1. 酸与碱的中和反应酸和碱的中和反应是最常见的酸碱平衡反应之一。
例如，硫酸（H2SO4）与氢氧化钠（NaOH）反应时，会生成硫酸钠（Na2SO4）和水（H2O）：H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O2. 电离度的调整在酸碱平衡中，控制反应物的电离度可以影响酸碱溶液的酸碱性质。
例如，在溶液中添加盐酸（HCl）可以增加H+离子的浓度，使溶液呈酸性；而添加氧化钙（CaO）可以吸收部分水分，降低溶液的H+离子浓度，使溶液呈碱性。
3. 酸碱盐的水解反应酸碱盐的水解反应也是酸碱平衡的一种重要反应。
水解是指在水中，酸性或碱性离子与水分子之间发生反应。
例如，氨气（NH3）和盐酸（HCl）反应时，生成氯化铵（NH4Cl）：NH3 + HCl → NH4Cl三、影响酸碱平衡的因素1. 浓度反应物的浓度是影响酸碱平衡的重要因素。
当反应物浓度增加时，酸碱中和反应会向生成物的一侧偏移，直到达到新的平衡状态。
2. 温度温度对酸碱平衡的影响取决于反应的特性。
有些反应在升高温度时会向生成物的一侧偏移，而另一些反应则会向反应物一侧偏移。
温度的变化会改变平衡常数，进而影响酸碱平衡的位置。
3. 压力对于气相反应，压力是一个重要因素。
根据Le Chatelier原理，当压力增加时，平衡反应会偏向生成物更少分子的方向。
4.1酸碱质子理论与酸碱平衡
溶液酸性 溶液中性 溶液碱性
pH标度
为了方便指示水溶液的酸碱性，丹麦科 学家S.P.L.Sörensen在1909年提出pH标度。
定义： pH = -lg [H+]
（SI规定：物理量的符号用斜体字书写， 但pH 和pOH 例外，用正体字母书写）
例：某水溶液中[H+]=3.0×10-10mol•dm-3,求其pH值。
Lewis G N 美国物理化学家
1. 定义
路 易 斯 酸 ( Lewis acid) 是 指 能 作 为 电 子 对 接 受 体
(Electron pair acceptor)的原子、分子或离子;
路 易 斯 碱 ( Lewis base) 则 指能 作 为 电子 对 给 予体
(Electron pair donor)的原子、分子或离子；
Kw Ka(HAc )
其中 Kw [H3O ][OH ] 1.01014
(298 K )
（水的自偶电离）Kw称为水的离子积常数， 简称“离子积”。
普遍地，对于共轭酸碱对：K
b
Kw Ka
或
Kw
K
a
Kb
显然：Kaө↑,则Kbө ↓； Kaө↓,Kbө ↑
Kaө 酸常数， Kbө为相应共轭碱的碱常数
例：HAc H Ac
在溶液中，HAc电离：
HAc H 2O H3O Ac
酸常数
K
a
(
HAc)
[
H
3O ][Ac [HAc]
]
Ac-电离：
Ac H2O HAc OH
碱常数
Kb(Ac
)
[HAc ][OH [Ac ]
]
[HAc ][OH [Ac ]] ]
分析化学第10讲酸碱平衡和酸碱滴定法
➢ 多元酸及多元碱在水中分级解离，溶液中存在着多 个共轭酸碱对。其每个共轭酸碱对的Ka和Kb之间也 存在类似上述的关系。例如H3PO4有三个共轭酸碱 对：
H3PO4-H2PO4-、H2PO4--HPO42-、HPO42--PO43-, 有
H3PO4 Ka1 H++ H2PO4-
Kb3
H2PO-4 Ka2 H++ HPO24-
5.1 酸酸碱质子理论，酸是能给出质
子的物质，碱是能够接受质子的物质。
① 酸：HNO3、HAc、H2O、H3O+（水合氢离子/水 合质子）、NH4+、HPO42- 等 而给出质子后剩余部分即为碱。
例如，
HAc H Ac
酸 质子 碱
NH
4
H
NH
3
酸 质子 碱
酸 质子 ＋ 碱
HB
H+
B-
共轭酸碱对
⑤ 酸碱反应 酸碱反应的实质是质子转移。酸（HB）要转化为共
轭碱（B-），所给出的质子必须转移到另一种能接受质 子的物质上，在溶液中实际上没有自由的氢离子，只可 能在一个共轭酸碱对的酸和另一个共轭酸碱对的碱之间 有质子的转移。因此，酸碱反应是共轭酸碱对共同作用 的结果。
第五章 酸碱平衡和酸碱滴定法 （一）
理化检验教研室 李元成
教学重点
（1）酸碱平衡理论 （2）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
➢ 酸碱理论
➢电离理论 ➢电子理论 ➢质子理论
酸——能电离出H+的物质 碱——电离出OH-的物质
酸——凡能接受电子的物质 碱——凡能给出电子的物质 酸——凡能给出质子的物质 碱——凡能接受质子的物质
无机及分析化学 第三章 酸碱平衡
HC2O－4 H2O
H3O
C O2－ 24
K
a2
(H2
C
2
O
4
)
c(
H
)
c(
C2
O
2 4
)
c(HC
2
O
4
)
S2－ H2O
OH－ HS－
K
b１
(S
2
)
c(OH － ) c(HS－ ) c(S2 )
HS－ H2O
OH－ H2S
K
b２
(S
2
)
3
)
2
K
b2
(A
3
)
K
2–
a3
(H
3
A)
3–
b2
b2
K
b1
(A
3
)
解：经查表可知
K
a1
(H
3
A)
K
b3
(A
3
)
K w
K a2
(H 3A)
K
b2
(A
3
)
K w
K a3
(H 3A)
K
b1
(A
3
)
K w
Ka2 = 6.3×10-8， 即 pKa2 = 7.20 由于 Ka2·Kb2 = 10-14 所以 pKb2 = 14 - pKa2
H3O+ + A¯
K
a
(HAc
)
c(H ) c(Ac－) c(HAc)
1.8105
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Ka × Kb = c (H+ ) · (OH - ) = Kw c
弱酸的酸性越强、则其共轭碱的碱性越弱
下一节
水溶液中常见的BrÖnsted 弱酸和弱碱
一元 弱 酸 分子型 弱酸（碱） HF HAc HCN HClO NH4+ － HSO4 弱 碱 NH3·H2O 弱 酸 H2C2O4 H2SO3 H3PO4 H2CO3 H2 S [Al(H2O)6]3+ 多元 弱 碱
§4-1 酸碱平衡的理论基础
一、 酸碱质子理论
1.酸碱的定义：凡是能给出质子的是酸；凡是能接受质子的是碱。 HAc 酸 HCl NH4+ H2O
Ac- + H+ —— 共 轭 酸 碱 对 碱 Cl - + H+
NH3 + H+ OH - + H+
结论: a. 酸碱概念广义化：分子酸碱、离子酸碱 、中性分子 b. 酸碱概念相对化： 水溶液中常见的Brö nsted 弱酸和弱碱
一、 酸碱质子理论 2. 酸碱反应的实质 电离: HAc + H2O 酸1 碱2 中和: H3O+ +OH酸1 碱2 H2O + H2O 酸2 碱1 H3O+ + Ac酸2 碱1 水解: H2O + Ac酸1 碱2 解离: H2O + H2 O 酸1 碱2 H3O+ +OH 酸2 碱1 HAc + OH 酸2 碱1
第4章 酸碱滴定法
安徽理工大学化工学院
马家举
目录
§4-1 §4-2 §4-3 §4-4 §4-5 §4-6 §4-7 §4-8 §4-9 酸碱平衡的理论基础 不同pH值溶液中酸碱存在形式的分布情况 酸碱溶液pH值的计算 酸碱滴定终点的指示方法 一元酸碱的滴定 多元酸、混合酸和多元碱的滴定 酸碱滴定法应用示例 酸碱标准溶液的配制和标定 酸碱滴定结果计算示例
反应实质：质子的传递 。 电离、水解、中和及解离过程都是酸碱反应
二、 酸碱离解平衡
HAc + H2O
简写： HAc
H3O+ + Ac -
H2O + Ac -
HAc + OH -
H + + Ac
[c( H 3O ) / c ] [c( Ac ) / c ] K c( HAc) / c
离子型 弱酸（碱）
F － NO2 － Ac － CN － ClO
－ － －
－
C2O42 － CO32 － PO43 － S2 － SO、HSO3 、HCO3 、HS 、H2PO4 、HPO42 等
－
－
a
[c( HAc) / c ] [c(OH ) / c ] K c( Ac ) / c
a
c( H 3O ) c( Ac )] K c( HAc)
a
c( HAc) c(OH ) K c( Ac )
a
（简写式中c 的单位一定是 mol· -3 ） dm