第四章 酸碱平衡与酸碱滴定法(2)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
可分别滴定HA 和 HB。
? 判断能否准确滴定，根据： ci Kai 108 ？ 判断能否准确分步滴定，根据： ci Kai / c j Kaj 105
2020/3/1
32
NaOH 滴定一强一弱酸， 例：HCl + HAc 滴定至第一化学计量点： 体系： HAc ，为弱酸性物质
2002年福州大学研究生入学试题（硕士） 选择题(6)
例 用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定0.1000 mol/L某弱酸HA。当滴定完 成一半时，溶液对应的pH为5.00。试计算化学计量点的pH，并指出 滴定时应选择什么指示剂？
2007年厦门大学研究生入学试题（硕士） 计算题(2)
2020/3/1
（三）化学计量点（V＝V0） HAc全部生成了Ac-，H+有Ac-解离决定。
[OH ] KbcAc 5.61010 0.0500 5.3106 mol / L
pH 8.72
2020/3/1
12
（四）化学计量点后（V>V0） 溶液的碱度
由过量的NaOH 决定，计算方法 与强碱滴定强酸 同。
(A) 8.7-10.7 (B)6.7-9.7 (C)6.7-10.7 (D)5.7-9.7
2002年福州大学研究生入学试题（硕士） 选择题(5)
例 用0.200 mol/L Ba(OH)2滴定0.1 mol/L HAc 至化学计量点是，溶液 的pH为多少？（pKaHAc=4.74）
2002年福州大学研究生入学试题（硕士） 计算题(2)
设加入NaOH的体积为V。 （一）滴定之前（V=0）
[H+]=cHCl=0.1000 mol/L
pH=1.00
（二）滴定开始至化学计量点前（V<V0）
[H ]
V0 V0
V V
c HC l
例如，当滴入19.98 mL NaOH溶液时，pH＝？
2020/3/1
5
（三）化学计量点（V＝V0）
(A)用NaOH滴定HCl，选甲基橙为指示剂的终点误差为正值
(B)用HCl滴定NaOH，选酚酞为指示剂的终点误差为正值
(C)用蒸馏法测NH4+，若用HCl吸收NH3，以NaOH返滴定至pH为7， 终点误差为负值
(D)用蒸馏法测NH4+，若用H3BO3吸收NH3，以HCl返滴定至甲基橙 变色，终点误差为负值
2020/3/1
突跃
7
14
12
化学计量点
10
pH
8
突
跃
6
范 围
4
甲基橙
2
0
0
50
100
150
200
滴定分数（％）
NaOH滴定HCl的滴定曲线
2020/3/1
8
2020/3/1
9
2020/3/1
10
4.6.2 强碱（酸）滴定一元弱酸（碱）
OH HA A H2O
以0.1000 mol/L NaOH标准溶液滴定
2020/3/1
3
酸碱滴定曲线：以pH为横坐标，滴定剂的加入量 （或滴定百分数）为纵坐标作图，得到的曲线。
？
pH
14 12 10
8 6 4 2 0
0
50
100
150
200
T( % )
2020/3/1
4
4.6.1 强酸（碱）滴定强碱（酸）
以0.1000 mol/L NaOH标准溶液滴定 20.00 mL（V0）等浓度的HCl溶液，
2020/3/1
27
2020/3/1
28
2020/3/1
29
混合酸的滴定
NaOH 滴定弱酸 HA 和HB， CHA, CHB, K a, HA > K a, HB
HA OH A- H2O HB OH B- H2O
(1) CHAK a, HA 10-8, CHAK a, HA / CHB K a, HB 105
pH 2.89
2020/3/1
11
（二）滴定开始至化学计量点前（V<V0） HAc与Ac-组成缓冲体系。
pH
pKa
lg
C Ac C HAc
(c Ac
cV
V V0
, cHAc
wk.baidu.com
c0V0 cV V V0
)
V
pH
pK a
lg V0
V
例如，当滴入19.98 mL NaOH溶液时，pH＝？
[H ] [OH ] kw 1.0107 mol/L pH 7.00
（四）化学计量点后（V>V0）
[OH ]
V0 V0
V V
c NaOH
[H
]
kw [OH
]
例如，当滴入20.02 mL NaOH溶液时，pH＝？
2020/3/1
6
0.1000 mol/L NaOH滴定20.00 mL等浓度的HCl溶液
20.00 mL（V0）等浓度的HAc溶液， 设加入NaOH的体积为V。
（一）滴定之前（V=0）
H+来自HAc的解离。 [H ]
由于Kac 20Kw , 且 c Ka 400
Ka[HAc] Kw
[H ] Kac 1.8105 0.1000 1.3103 mol / L
分步滴定至HA-和 A2-
cKa1 10-8, cKa2 <10-8, Ka1 / Ka2 10 5
可准确滴定至HA-
23
结论
对二元酸滴定：
H2A OH HA- OH A2
? cK 10 判断能否准确滴定，根据：
ai
8
判断能否准确分步滴定，根据：
？ Kai / Kai1 105
第四章 酸碱平衡与酸碱滴定法
Chapter 4. Acid-base equilibrium & Acid-base titration
2020/3/1
1
2020/3/1
目录
4.6 强酸（碱）和一元弱酸（碱）的滴定
4.6.1 强酸（碱）滴定强碱（酸） 4.6.2 强酸（碱）滴定一元弱碱（酸） 4.6.3 终点误差
4.7 多元酸碱的滴定
4.7.1二元酸滴定的可行性判断 4.7.2化学计量点pHsp计算 4.4.3酸碱滴定中CO2的影响
4.8 酸碱滴定法的应用
2
4.6 强酸（碱）和一元弱酸（碱）的滴定
实验方案设计应考虑的问题：
✓ 滴定能否准确进行； ✓ 滴定过程中pH的变化规律； ✓ 怎样选择合适的指示剂。 回顾内容： 1）滴定分析法 2）滴定剂 3）化学计量点 4）指示剂 5）滴定终点 6）滴定误差
2020/3/1
18
例 用标准NaOH溶液滴定等浓度HCl，若两者的浓度均增大10倍，以 下叙述正确的是（ ）
(A)化学计量点前0.1%的pH减小，计量点后0.1%pH不变 (B)化学计量点前0.1%的pH不变，计量点后0.1%pH增大 (C)化学计量点前0.1%的pH减小，计量点后0.1%pH增大 (D)化学计量点前后0.1%的pH均减小
22
4.7.1二元酸滴定的可行性判断 H2A OH HA- OH A2 用0.1000 mol.L-1 NaOH滴定同浓度、不同强度的二元酸。
第p一二H 突突1124 跃跃大小第
10
Ka1, Ka2
10-2, 10-9
8
第一突跃6 较大第 二突跃较大
4
10-2, 10-7 10-2, 10-5
滴定至第一化学计量点，体系： A-—HB , 为两性物质 (2) CHAK a, HA 10-8, CHBK a, HB 10-8, CHAK a, HA / CHB K a, HB 105
滴定至第二化学计量点，体系： A- — B- , 为混合碱
2020/3/1
30
Kt1
Ka,HA Kw
第二化学计量点
H
2PO
4
OH
HPO
24
H2O
体系： HPO42-，为两性物质 计算 pH = 9.66
2020/3/1
25
第一化学计量点
[H ]sp1
Ka（1 K w Ka2[HB]）
Ka1 [HB]
K a1K a 2Cs p1 Ka1 Csp1
104.71(mol/L)
第二化学计量点
Csp1 0.050(mol/L )
[H ]sp2
K
a（2 K w Ka2
K a3[HB]） [HB]
Ka（2 Kw Ka3Csp2 ) 109.66(mol/L) Csp2
Csp1 0.033(mol/L )
2020/3/1
26
用0.1000 mol.L-1 NaOH滴定0.1000 mol.L-1 H3PO4,
Kt2
K a，HB Kw
[H ]sp1
K K CC a,HA a,HB
sp , HB sp , HA
[OH ]sp2 Kb,ACsp2,A Kb,BCsp2,B
2020/3/1
31
(3) CHAK a, HA 10-8, CHBK a, HB 10-8,
CHAK a, HA / CHB K a, HB 105
2020/3/1
突跃
13
2020/3/1
14
强酸滴定一元弱酸的可行性判断
pH 14 12 10 8
6 4 2 0
0
Ka
10-8 10-7 10-6 10-5 HCl
50 100
150 200 滴定百分数%
目测终点准确滴定的可行性判断：cKa 10-8
2020/3/1
15
2020/3/1
16
2000年福州大学研究生入学试题（硕士） 计算题(4)
例 下列溶液用酸碱滴定法能准确滴定的是（ ） (A) 0.1 mol/L HF （pKa=3.18） (B) 0.1 mol/L HCN （pKa=9.21） (C) 0.1 mol/L NaAc （pKaHAc=4.74） (D) 0.1 mol/L NH3Cl （pKbNH3=4.75）
19
4.6.3 终点误差
4.6.3.1 强碱滴定强酸
Et
[OH ]ep [H ]ep C HA,sp
推导过程见课本P132 4.6.3.2 强碱滴定一元弱酸
Et
[OH ]ep [H ]ep CHA,sp
[H
[H ]ep ]ep K
a ,HA
( HA
[H ] [H ] Ka,HA
2020/3/1
24
4.7.2 化学计量点pHsp计算 用0.1000 mol.L-1 NaOH滴定0.1000 mol.L-1 H3PO4,
H3PO4 pKa1 = 2.16， pKa2 = 7.21 , pKa3 = 12.32
第一化学计量点
H3PO 4
OH
H2
PO
4
H2O
体系： H2PO4-，为两性物质 计算 pH = 4.71
2001年福州大学研究生入学试题（硕士） 选择题(12)
2020/3/1
17
例 强酸滴定强碱时，若浓度均增大10倍，则其突跃增大的pH单位是 （）
(A) 1个单位 (B) 2个单位 (C) 10个单位 (D) 不变化
2001年福州大学研究生入学试题（硕士） 选择题(10)
例 用0.100 mol/L NaOH滴定等浓度HAc（pKa=4.74）的pH突跃范围为 7.7-9.7。若用0.1000 mol/L NaOH滴定某弱酸HB（pKa=2.74）时， pH突跃范围是（ ）
2020/3/1
2001年福州大学研究生入学试题（硕士） 选择题(11)
21
4.7 多元酸碱的滴定
H2A OH HA - OH A2
Kt1
K a1 Kw
Kt2
Ka2 Kw
1、滴定的可行性判断（包括能否分步滴定 的判断）；
2、化学计量点pHsp的计算；
3、指示剂的选择。
2020/3/1
)
推导过程见课本P133
2020/3/1
20
例 用0.10mol/L NaOH滴定同浓度的H2SO4，计算化学计量点的pH值及 选用甲基橙为指示剂（终点时pH为4.4）的终点误差。已知H2SO4的 pKa2=1.99。
2001年厦门大学研究生入学试题（硕士） 计算题(1)
例 以下叙述正确的是（ ）
例 称取1.250 g纯一元弱酸HA，溶于适量水后稀释至50.00 mL，然后 用0.1000 mol/L NaOH溶液进行滴定，从滴定曲线查出滴定至化学 计量点时，NaOH溶液用量为37.10 mL。当滴入7.42 mL NaOH时， 测得pH=4.30。计算：（1）HA的摩尔质量；（2）HA的解离常数 Ka；（3）滴定至化学计量点时溶液的pH值。
2
0
第一突跃0小 50 第二突跃大
2020/3/1
100 150 200 250 300 滴定百分数%
滴cK定a1 有10两-8个, cK化a2学计10量-8, 点Ka：1 / pKHa2sp<1,1p0H5sp2；滴 定有可两准个确突滴跃定；至突A跃2的cK大a1 小10与-8, cpKKa有2 关10。-8, Ka1 / Ka2 10 5
? 判断能否准确滴定，根据： ci Kai 108 ？ 判断能否准确分步滴定，根据： ci Kai / c j Kaj 105
2020/3/1
32
NaOH 滴定一强一弱酸， 例：HCl + HAc 滴定至第一化学计量点： 体系： HAc ，为弱酸性物质
2002年福州大学研究生入学试题（硕士） 选择题(6)
例 用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定0.1000 mol/L某弱酸HA。当滴定完 成一半时，溶液对应的pH为5.00。试计算化学计量点的pH，并指出 滴定时应选择什么指示剂？
2007年厦门大学研究生入学试题（硕士） 计算题(2)
2020/3/1
（三）化学计量点（V＝V0） HAc全部生成了Ac-，H+有Ac-解离决定。
[OH ] KbcAc 5.61010 0.0500 5.3106 mol / L
pH 8.72
2020/3/1
12
（四）化学计量点后（V>V0） 溶液的碱度
由过量的NaOH 决定，计算方法 与强碱滴定强酸 同。
(A) 8.7-10.7 (B)6.7-9.7 (C)6.7-10.7 (D)5.7-9.7
2002年福州大学研究生入学试题（硕士） 选择题(5)
例 用0.200 mol/L Ba(OH)2滴定0.1 mol/L HAc 至化学计量点是，溶液 的pH为多少？（pKaHAc=4.74）
2002年福州大学研究生入学试题（硕士） 计算题(2)
设加入NaOH的体积为V。 （一）滴定之前（V=0）
[H+]=cHCl=0.1000 mol/L
pH=1.00
（二）滴定开始至化学计量点前（V<V0）
[H ]
V0 V0
V V
c HC l
例如，当滴入19.98 mL NaOH溶液时，pH＝？
2020/3/1
5
（三）化学计量点（V＝V0）
(A)用NaOH滴定HCl，选甲基橙为指示剂的终点误差为正值
(B)用HCl滴定NaOH，选酚酞为指示剂的终点误差为正值
(C)用蒸馏法测NH4+，若用HCl吸收NH3，以NaOH返滴定至pH为7， 终点误差为负值
(D)用蒸馏法测NH4+，若用H3BO3吸收NH3，以HCl返滴定至甲基橙 变色，终点误差为负值
2020/3/1
突跃
7
14
12
化学计量点
10
pH
8
突
跃
6
范 围
4
甲基橙
2
0
0
50
100
150
200
滴定分数（％）
NaOH滴定HCl的滴定曲线
2020/3/1
8
2020/3/1
9
2020/3/1
10
4.6.2 强碱（酸）滴定一元弱酸（碱）
OH HA A H2O
以0.1000 mol/L NaOH标准溶液滴定
2020/3/1
3
酸碱滴定曲线：以pH为横坐标，滴定剂的加入量 （或滴定百分数）为纵坐标作图，得到的曲线。
？
pH
14 12 10
8 6 4 2 0
0
50
100
150
200
T( % )
2020/3/1
4
4.6.1 强酸（碱）滴定强碱（酸）
以0.1000 mol/L NaOH标准溶液滴定 20.00 mL（V0）等浓度的HCl溶液，
2020/3/1
27
2020/3/1
28
2020/3/1
29
混合酸的滴定
NaOH 滴定弱酸 HA 和HB， CHA, CHB, K a, HA > K a, HB
HA OH A- H2O HB OH B- H2O
(1) CHAK a, HA 10-8, CHAK a, HA / CHB K a, HB 105
pH 2.89
2020/3/1
11
（二）滴定开始至化学计量点前（V<V0） HAc与Ac-组成缓冲体系。
pH
pKa
lg
C Ac C HAc
(c Ac
cV
V V0
, cHAc
wk.baidu.com
c0V0 cV V V0
)
V
pH
pK a
lg V0
V
例如，当滴入19.98 mL NaOH溶液时，pH＝？
[H ] [OH ] kw 1.0107 mol/L pH 7.00
（四）化学计量点后（V>V0）
[OH ]
V0 V0
V V
c NaOH
[H
]
kw [OH
]
例如，当滴入20.02 mL NaOH溶液时，pH＝？
2020/3/1
6
0.1000 mol/L NaOH滴定20.00 mL等浓度的HCl溶液
20.00 mL（V0）等浓度的HAc溶液， 设加入NaOH的体积为V。
（一）滴定之前（V=0）
H+来自HAc的解离。 [H ]
由于Kac 20Kw , 且 c Ka 400
Ka[HAc] Kw
[H ] Kac 1.8105 0.1000 1.3103 mol / L
分步滴定至HA-和 A2-
cKa1 10-8, cKa2 <10-8, Ka1 / Ka2 10 5
可准确滴定至HA-
23
结论
对二元酸滴定：
H2A OH HA- OH A2
? cK 10 判断能否准确滴定，根据：
ai
8
判断能否准确分步滴定，根据：
？ Kai / Kai1 105
第四章 酸碱平衡与酸碱滴定法
Chapter 4. Acid-base equilibrium & Acid-base titration
2020/3/1
1
2020/3/1
目录
4.6 强酸（碱）和一元弱酸（碱）的滴定
4.6.1 强酸（碱）滴定强碱（酸） 4.6.2 强酸（碱）滴定一元弱碱（酸） 4.6.3 终点误差
4.7 多元酸碱的滴定
4.7.1二元酸滴定的可行性判断 4.7.2化学计量点pHsp计算 4.4.3酸碱滴定中CO2的影响
4.8 酸碱滴定法的应用
2
4.6 强酸（碱）和一元弱酸（碱）的滴定
实验方案设计应考虑的问题：
✓ 滴定能否准确进行； ✓ 滴定过程中pH的变化规律； ✓ 怎样选择合适的指示剂。 回顾内容： 1）滴定分析法 2）滴定剂 3）化学计量点 4）指示剂 5）滴定终点 6）滴定误差
2020/3/1
18
例 用标准NaOH溶液滴定等浓度HCl，若两者的浓度均增大10倍，以 下叙述正确的是（ ）
(A)化学计量点前0.1%的pH减小，计量点后0.1%pH不变 (B)化学计量点前0.1%的pH不变，计量点后0.1%pH增大 (C)化学计量点前0.1%的pH减小，计量点后0.1%pH增大 (D)化学计量点前后0.1%的pH均减小
22
4.7.1二元酸滴定的可行性判断 H2A OH HA- OH A2 用0.1000 mol.L-1 NaOH滴定同浓度、不同强度的二元酸。
第p一二H 突突1124 跃跃大小第
10
Ka1, Ka2
10-2, 10-9
8
第一突跃6 较大第 二突跃较大
4
10-2, 10-7 10-2, 10-5
滴定至第一化学计量点，体系： A-—HB , 为两性物质 (2) CHAK a, HA 10-8, CHBK a, HB 10-8, CHAK a, HA / CHB K a, HB 105
滴定至第二化学计量点，体系： A- — B- , 为混合碱
2020/3/1
30
Kt1
Ka,HA Kw
第二化学计量点
H
2PO
4
OH
HPO
24
H2O
体系： HPO42-，为两性物质 计算 pH = 9.66
2020/3/1
25
第一化学计量点
[H ]sp1
Ka（1 K w Ka2[HB]）
Ka1 [HB]
K a1K a 2Cs p1 Ka1 Csp1
104.71(mol/L)
第二化学计量点
Csp1 0.050(mol/L )
[H ]sp2
K
a（2 K w Ka2
K a3[HB]） [HB]
Ka（2 Kw Ka3Csp2 ) 109.66(mol/L) Csp2
Csp1 0.033(mol/L )
2020/3/1
26
用0.1000 mol.L-1 NaOH滴定0.1000 mol.L-1 H3PO4,
Kt2
K a，HB Kw
[H ]sp1
K K CC a,HA a,HB
sp , HB sp , HA
[OH ]sp2 Kb,ACsp2,A Kb,BCsp2,B
2020/3/1
31
(3) CHAK a, HA 10-8, CHBK a, HB 10-8,
CHAK a, HA / CHB K a, HB 105
2020/3/1
突跃
13
2020/3/1
14
强酸滴定一元弱酸的可行性判断
pH 14 12 10 8
6 4 2 0
0
Ka
10-8 10-7 10-6 10-5 HCl
50 100
150 200 滴定百分数%
目测终点准确滴定的可行性判断：cKa 10-8
2020/3/1
15
2020/3/1
16
2000年福州大学研究生入学试题（硕士） 计算题(4)
例 下列溶液用酸碱滴定法能准确滴定的是（ ） (A) 0.1 mol/L HF （pKa=3.18） (B) 0.1 mol/L HCN （pKa=9.21） (C) 0.1 mol/L NaAc （pKaHAc=4.74） (D) 0.1 mol/L NH3Cl （pKbNH3=4.75）
19
4.6.3 终点误差
4.6.3.1 强碱滴定强酸
Et
[OH ]ep [H ]ep C HA,sp
推导过程见课本P132 4.6.3.2 强碱滴定一元弱酸
Et
[OH ]ep [H ]ep CHA,sp
[H
[H ]ep ]ep K
a ,HA
( HA
[H ] [H ] Ka,HA
2020/3/1
24
4.7.2 化学计量点pHsp计算 用0.1000 mol.L-1 NaOH滴定0.1000 mol.L-1 H3PO4,
H3PO4 pKa1 = 2.16， pKa2 = 7.21 , pKa3 = 12.32
第一化学计量点
H3PO 4
OH
H2
PO
4
H2O
体系： H2PO4-，为两性物质 计算 pH = 4.71
2001年福州大学研究生入学试题（硕士） 选择题(12)
2020/3/1
17
例 强酸滴定强碱时，若浓度均增大10倍，则其突跃增大的pH单位是 （）
(A) 1个单位 (B) 2个单位 (C) 10个单位 (D) 不变化
2001年福州大学研究生入学试题（硕士） 选择题(10)
例 用0.100 mol/L NaOH滴定等浓度HAc（pKa=4.74）的pH突跃范围为 7.7-9.7。若用0.1000 mol/L NaOH滴定某弱酸HB（pKa=2.74）时， pH突跃范围是（ ）
2020/3/1
2001年福州大学研究生入学试题（硕士） 选择题(11)
21
4.7 多元酸碱的滴定
H2A OH HA - OH A2
Kt1
K a1 Kw
Kt2
Ka2 Kw
1、滴定的可行性判断（包括能否分步滴定 的判断）；
2、化学计量点pHsp的计算；
3、指示剂的选择。
2020/3/1
)
推导过程见课本P133
2020/3/1
20
例 用0.10mol/L NaOH滴定同浓度的H2SO4，计算化学计量点的pH值及 选用甲基橙为指示剂（终点时pH为4.4）的终点误差。已知H2SO4的 pKa2=1.99。
2001年厦门大学研究生入学试题（硕士） 计算题(1)
例 以下叙述正确的是（ ）
例 称取1.250 g纯一元弱酸HA，溶于适量水后稀释至50.00 mL，然后 用0.1000 mol/L NaOH溶液进行滴定，从滴定曲线查出滴定至化学 计量点时，NaOH溶液用量为37.10 mL。当滴入7.42 mL NaOH时， 测得pH=4.30。计算：（1）HA的摩尔质量；（2）HA的解离常数 Ka；（3）滴定至化学计量点时溶液的pH值。
2
0
第一突跃0小 50 第二突跃大
2020/3/1
100 150 200 250 300 滴定百分数%
滴cK定a1 有10两-8个, cK化a2学计10量-8, 点Ka：1 / pKHa2sp<1,1p0H5sp2；滴 定有可两准个确突滴跃定；至突A跃2的cK大a1 小10与-8, cpKKa有2 关10。-8, Ka1 / Ka2 10 5