第5章 酸碱滴定法

第5章酸碱滴定法（5.1-5.3）【课题】酸碱滴定法【教学目的】引导学生学习溶液中酸碱反应与平衡，酸碱组成的平衡浓度与分布系数δ以及相关酸碱滴定方面内容。

让学生对酸碱滴定法有充分的了解，学习酸碱平衡理论。

让学生具备用酸碱质子理论处理有关平衡问题的能力。

以代数法为主，解决酸碱平衡体系中有关的计算问题通过计算和分析滴定曲线来阐述有关酸碱滴定条件，指示剂选择和滴定误差【课型】属新授课【课时】3课时【教学重点】酸碱理论基础（包括酸碱定义，酸碱反应实质，酸碱强度）酸碱理论计算（酸碱溶液pH计算）【教学难点】溶液中氢离子浓度的计算【教学过程】第一课时主要内容：溶液中的酸碱反应与平衡引入：关于酸碱滴定法酸碱滴定法（acid-base titrimetry）是基于酸碱反应的滴定分析方法，也叫中和滴定法（neutralization titrimetry ）。

该方法简便，快速，是广泛应用的分析方法之一。

酸碱滴定法在工、农业生产和医药卫生等方面都有非常重要的意义。

1. 什么是酸？什么是碱？（由此引入酸碱质子理论,15min）人们对预算见得认识经历了很长的历史。

最初把有酸味，能是蓝色石蕊变红的物质叫酸，有涩味，使石蕊变蓝，能中和酸的酸性的物质叫碱。

1887年瑞典科学家阿伦尼乌斯提出了它的酸碱电离理论：凡是在水溶液中电离产生的全部的阳离子都是H 的物质叫酸；电离产生的全部阴离子都是O Hˉ的物质叫碱，酸碱反应的实质是H 和OHˉ结合生成水的反应。

但是这个理论有它的缺陷，例如它无法解释碳酸钠，磷酸钠水溶液的碱性。

为弥补阿伦尼乌斯酸碱理论的不足，丹麦化学家布伦斯惕和英国化学家劳里与1923年分别提出酸碱质子理论。

要点如下：ⅰ.酸碱的定义：凡是能给出质子的物质都是酸，凡是能接受质子的都是碱。

HCl,NH4+,HSO4ˉ等都是酸，因为它们能给出质子；CNˉ，NH3，HSO4ˉ都是碱，因为它们都能接受质子。

可见，质子酸碱理论中的酸碱不限于电中性的分子，也可以是带电的阴阳离子。

若某物质技能给出质子又能接受质子，可称为酸碱两性物质。

ⅱ.酸碱共轭关系：酸==碱+质子（酸越强，其共轭碱就越弱，反之亦然）质子酸碱不是孤立的，它们通过质子相互联系，质子酸释放质子转化为他的供隔间，质子见得到质子转化为它的共轭碱。

这种关系称为酸碱共轭关系例：H2CO3和HCO3ˉ是一对共轭酸碱。

酸越强，其共轭碱就越弱，反之亦然（为什么？鼓励学生思考，后面课时详细讲解）ⅲ.酸碱反应（简单提及，后面课时将详细讲解）布伦斯惕酸碱的酸碱反应是两队共轭酸碱之间的传递质子反应。

通式为：酸1+碱2==碱1+酸22.离子的活度和活度系数（掌握）（15min）离子活度（ai）——i离子在化学反应中表现出来的有效浓度离子浓度（ci）——i离子的浓度离子的活度系数（ri）——比例系数（activity coefficient）实质反映实际溶液与理想溶液之间的偏差大小关系：a i=r i c i对于强电解质溶液，当溶液的浓度极稀时，离子之间的距离变得相当大，以致他们相互间的作用力小至可忽略不计，此式可视为理想溶液，a i=ci即：溶液无限稀时: r=1中性分子: r=1溶剂活度: a =1对于高浓度电解质溶液中离子的活度系数，由于情况比较复杂，还没有较好的计算方法。

但对于稀溶液（<0.1mol/L）中离子的活度系数可以采用德拜-休克尔公式计算，即：第二课时1．回顾上一节课内容（3min）2.给出关于德拜-休克尔公式应用的例题，讲解(15min)例一.计算0.10 mol/L HCl 溶液中氢离子的活度练习：.计算0.050 mol/LAlCl3中铝离子和氯离子的活度。

3.溶液中的酸碱反应与平衡常数（20min）Ka，Kb为平衡常数根据布朗斯提的质子酸碱理论,下述几种反应类型均为溶液中的酸碱反应。

（1）溶剂分子之间的质子转移反应也叫质子自递反应，如：H2O==H +O Hˉ,Kw= [H ][O Hˉ]C2H5OH+ C2H5OH == C2H5OH +C2H5Oˉ,Ks= [C2H5OH] [C2H5Oˉ]其平衡常数称为溶剂分子的自递常数。

（2）酸碱溶质与溶剂分子间的反应也叫酸碱的解离举例其平衡常数则称为溶质的解离常数（3）酸碱中和反应它们一般是酸碱解离反应的逆反应，通常也是酸碱中和所用到的反应举例Kt叫做酸碱反应常数（4）水解反应典型的弱酸弱碱的水解反应与上述的酸碱解离反应相同，举例酸碱反应的实质：酸1+碱2==碱1+酸2这个反应有可以视为由两个半反应构成的。

以NH3的离解反应为例说明.半反应一半反应二半反应一+半反应二得：显然，Ka= Kw/ Kb.可见，由碱的解离常数可计算出其共轭酸的解离常数，反之亦然。

由于质子酸碱的解离常数大小反映其酸碱的强弱，由此式可知酸越强，其共轭碱就越弱，同样，碱越强，其共轭酸越弱。

例题，求柠檬酸氢二钠（Na2HCit）的解离常数Kb物料平衡---在一个化学平衡体系中，某一给定物质的总浓度与各有关形式平衡浓度之和相等4. 溶液中的相关平衡电荷平衡---同一溶液中央里所带正电荷的量等于阴离子所带电荷（三大平衡）质子平衡--- 得质子物质所得质子与失质子物质失去质子的量相等例.写出（NH4）2HPO4水溶液的质子条件*注意，基于三大平衡，找出参考水准21212-2-222A H ]H []H []H []A []HA []A H []A H []A H [2+++++=++==a a a K K K c δ第三课时1. 酸碱组分的平衡浓度与分布系数理清概念：分布系数——溶液中某酸碱组分的平衡浓度占总浓度的分数称为分布系数，以δ表示意义：分布稀疏的大小能定量说明溶液中的各种酸碱组分的分布情况，可用于计算有关组分的平衡浓度一元酸溶液 分布分数的处理（以HAc 为例）δ1，δ0为HAc 和Ac ˉ的分布系数*这种情况可以推广到其他一元酸对于多元酸溶液和碱的分布分数也可根据同样方法处理，可向学生一一展示 对于二元弱酸，各组分分布系数：N 元弱酸，各组分分布系数：碱的处理方法也类似，在此不一一介绍。

2. 溶液中氢离子浓度的计算1HA-[HA][HA][H ][HA][A ][H ]ac K δδ++====++0A -[A ][A ][HA][A ][H ]a aK c K δδ--+====++110=+δδ21211-HA]H []H []H []HA [+++++==a a a a K K K K c δ212121-2A ]H []H []A [++++==a a a a a K K K K K c δan a a i n ai a n a a n a nnK K K K K K K K ⋅⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+++==-+-+-+++21122111n AH ]H []H []H []H []H [nδδana a i n ai a n a a n a nin ai a K K K K K K K K K K ⋅⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+++⋅⋅⋅=-+-+-++-+211221111i-n ]H []H []H []H []H [δana a i n ai a n a a n a n ana a K K K K K K K K K K K ⋅⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+++⋅⋅⋅==-+-+-++21122111210A ]H []H []H []H [δδw a a K c K Ka c 10,100/≥≥若100 / ≥ Ka c 若 100/≥b K c 若w b b b K c K K c 10,100/≥≥若● 强酸或强碱溶液例.计算2.0×10ˉ7 mol/L HCl 溶液的pH解：由于HCl 浓度很稀，因此能忽略水解离释放出的氢离子。

溶液的质子条件为 [H + ]=[C l ˉ]+[O H ˉ],即[H +]-[C l ˉ] [O H ˉ]-1.0×10ˉ14 =0[H + ]2-2.0×10ˉ7 [H + ]-1.0×10ˉ14 =0解方程得[H + ]=2.4×10ˉ7 mol/L ，pH=6.62值得指出的是酸度与酸的浓度在概念上是不相同的对于以下溶液中有关氢浓度计算通过PPt 演示推导过程 ● 弱酸或弱碱溶液（一元，多元）总结：对于一元弱酸，精确式 若Ka ∙ca/Kw ≥10，则，则对于一元弱碱，精确式 在满足以下条件情况下，可用最简式计算若Kb ∙cb/Kw ≥10，【作业】思考：二元弱酸，混合溶液，两性物质溶液氢（氢氧根）离子浓度的计算P163，习题1，2；P164,15【板书】酸碱理论基础法酸碱滴定原理酸碱理论计算【教具】PPT 展示配合板书+[H ]=w a a K c K H +=+][+[H ]=Wa K HA K H +=+][][Wb K A K OH +=--][][)][([][---=OH c K OH b b wb b Kc K OH +=-][bb c K OH =-][。