7第七章酸碱平衡与酸碱滴定法

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第七章 酸碱平衡与酸碱滴定法
§7-2 影响酸碱平衡的因素
一、稀释作用 二、同离子效应 三、盐效应 四、介质酸度对弱酸(碱)存在型体的影响
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一、稀释作用
??
Kaθ c0 / cθ
在一定温度下，c0不太小，? 不太大时成立。
第七章 酸碱平衡与酸碱滴定法
二、 同离子效应（common ion effect ）
NH3
+
H+
OH- +
H+
H2O +
H+
PO43- +
H+
HPO42- +
H+
[Fe(OH)(H2O)5]2+ + H+
[Fe(OH)2(H2O)4]+ + H+
两 性 物 质
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第七章 酸碱平衡与酸碱滴定法
给出质子或接受质子的能力
共轭酸
共轭碱 + 质子
强酸——弱碱 强碱——弱酸 共轭酸碱对
(conjugate acid-base pair)
第七章 酸碱平衡与酸碱滴定法
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第七章 酸碱平衡与酸碱滴定法
§7-1 酸碱质子理论 §7-2 影响酸碱平衡的因素 §7-3 酸碱水溶液酸度的计算 §7-4 酸碱指示剂 §7-5 酸碱滴定曲线和指示剂的
选择
§7-6 酸碱滴定法的应用
第七章 酸碱平衡与酸碱滴定法
人类对酸碱认识的发展过程：
1.感性：有酸味，能使蓝色石蕊变红的物质叫 酸，使红色石蕊变蓝叫碱。
H2O ? H+ + OH- (与水的酸碱半反应区别开)
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第七章 酸碱平衡与酸碱滴定法
其反应的标准平衡常数表达式为
KWθ
?来自百度文库
c(H)+ cθ
?
c(OH)cθ
KW?称为水的离子积常数 (ion product constant) 。
25℃时，KW?=1.0×10-14
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第七章 酸碱平衡与酸碱滴定法
? 1.3 ? 10 ? 20
第七章 酸碱平衡与酸碱滴定法
二元弱碱CO32-在水溶液中的解离平衡为:
CO32- + H2O ? HCO3- + OH-
Kb1?
HCO3- + H2O ? H2CO3 + OH- Kb2?
Kθ b1
?
Kwθ Kaθ2
c(HCO3? )cθ ?c(OH? )cθ c(CO32)?
Ka? Kb? Kw?
Ka?·Kb?=Kw?
Ka?大， 共轭碱Kb?小 Ka?小， 共轭碱Kb?大
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第七章 酸碱平衡与酸碱滴定法
例7-1 已知H2S水溶液的Ka1? =1.3× 10-7 Ka2? =1.3×10-15,计算S2-的Kb1? 和Kb2? (25℃)
解：
Kb1?
(S2-) Ka2?
?
2.14? 10?4
cθ
Kθ b2
?
Kw? Kθ
a1
c(H2CO3)cθ ?c(OH? )cθ c(HCO3? ) cθ
? 2.291?
0? 8
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第七章 酸碱平衡与酸碱滴定法
（3）共轭酸碱对酸碱强弱的关系
① HAc+H2O ? H3O++Ac② Ac-+H2O ? HAc+OH ①+② H2O+H2O ? H3O+ + OH-
在HAc溶液中，加入少量 NaAc平衡会有什么变化呢？ 平衡：HAc+H2O H3O++Ac-
2.阿仑尼乌斯的电离理论： 酸—解离出阳离子全为H+，碱—解离出阴离
子全为OH- ； 3.布朗斯特酸碱质子理论:能接受质子的为碱，
能给出质子的为酸；
4.路易斯电子理论:能接受电子的为酸，能给 出电子的为碱。
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第七章 酸碱平衡与酸碱滴定法
一、质子酸碱的概念
酸：凡是能给出质子(H+ )的物质(分子或离子)称 为酸 (acid)。 HCl、NH4+、HPO42-、H2CO3、[Fe(H2O)6]3+
Kbθ ? [c(
NH4)? / cθ][?(c OH? ) / cθ] c(NH3) / cθ
Kb?越大,
碱的碱性越强。
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第七章 酸碱平衡与酸碱滴定法
（２）多元弱酸弱碱的解离
多元酸碱的解离是分步进行的
H2S +H2O ? HS- + H2O ? H2S+2H2O ?
H3O+ + HS-
Kθ a1
总反应 HCl(酸1) ＋ NH3(碱2) ＝ NH4+(酸2)＋Cl-(碱1)
共轭 共轭
第七章 酸碱平衡与酸碱滴定法
三、水溶液中的酸碱反应及其解离平衡常数 1. 水的质子自递反应(autoionization of water)
H2O +H2O ? H3O+ +OH- (水的自递反应） 也可简写为：
2. 酸、碱的强度
酸、碱的强度可由酸、碱的解离常数 K?a或K? b 大小来定量标度
（１）一元弱酸弱碱的解离
HAc+H2O ? H3O+ +Ac -
Kaθ ? [c(
H3O? ) / cθ][?c(Ac?) c(HAc) / cθ
/ cθ]
Ka?越大, 酸的酸性越强。
NH3+H2O =NH4+ + OH -
(H2S)
=K
? w
Kb2? (S2-) Ka1? (H2S) =Kw?
Kbθ1(S2- ) ?
Kwθ Kaθ2 (H2S)
?
1.00? 10?14 7.1? 10?15
? 1.4
Kbθ2 (S2- ) ?
Kwθ Kaθ1 (H2S)
?
1.00 ? 10?14 1.3? 10?7
?
7.7 ? 10?8
?
c(H 3O? ) cθ ?c(HS? ) cθ c(H2S)
? 1.07 ? 10?7
cθ
H3O+ + S2-
Kaθ2
?
c(H3O)? cθ ?c(S2? ) cθ c(HS)?
?
1.26? 10?13
cθ
Kθ
?
K
θ a1
?K
θ a2
2H 3O++S2- ?
{c (H 3O ? ) / c θ }2 ?c (S 2? ) / c θ c (H 2S) / c θ
碱：凡是能接受质子( H+ )的物质(分子或离子)称 为碱(base)。 Cl-、NH3、PO43-、HCO3- 、 Fe(OH)(H2O)5]2+
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第七章 酸碱平衡与酸碱滴定法
质子酸碱的共轭关系：
共轭酸 共轭碱 + 质子
HCl
Cl-
+
H+
NH4+ H2O H3O+ HPO42H2PO4[Fe(H2O)6]3+ [Fe(OH)(H2O)5]2+
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第七章 酸碱平衡与酸碱滴定法
两性物质(amphoteric compound)
既能给出质子又能接受质子的物质
两性物质
酸
碱
H2O HS-
H3O+ H2S
OH-
S2- 是否共轭 酸碱对？
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第七章 酸碱平衡与酸碱滴定法
二﹑酸碱反应
半反应1 HCl(酸1) Cl－(碱1)＋H＋ 半反应２ NH3(碱2)＋H+ NH4+(酸2)