第七章酸碱平衡和酸碱滴定法PPT课件
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酸碱滴定优秀课件
KHB和KB-之间的关系如下：
Ka Kb
[H ][B [HB]
]
[HB] [OH [B ]
]
[H ][OH ] KW
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二元弱酸(H2A):
K a1K b2K a2K b 1K W
三元弱酸(H3A):
Ka1 Kb3 Ka2 Kb2 Ka3 Kb1 KW
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8
3.1.2 活度常数和浓度常数
13
三. 质子条件 (Proton balance equation-PBE)
又称质子平衡方程。 在平衡状态，体系中得失质子的物质的量相等的
数学表达式。（以各种型体的平衡浓度表示）
质子条件是处理酸碱平衡有关计算问题的基本关系 式，是核心内容。
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14
质子条件式的写法 代入法：将MBE代入CBE 图示法：
Ka HH A A， 酸 的 活 度 常 数]
]
H
A
HA
HA
H
A
1
Ka
H
A
K
c a
—
酸的浓度常数
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3.1.3 物料平衡，电荷平衡和质子条件
物料平衡方程(mass balance equation-MBE)
指在一个化学平衡体系中，某一给定物质的总浓 度，等于各有关形式平衡浓度之和。
碱(base)：溶液中凡能接受质子的物质。
HB + H2O 酸
B- +
H3O+
共轭碱 水合质子
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3
HAc
H Ac
HSO4 NH4 Fe(H2O)63
Ka Kb
[H ][B [HB]
]
[HB] [OH [B ]
]
[H ][OH ] KW
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二元弱酸(H2A):
K a1K b2K a2K b 1K W
三元弱酸(H3A):
Ka1 Kb3 Ka2 Kb2 Ka3 Kb1 KW
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3.1.2 活度常数和浓度常数
13
三. 质子条件 (Proton balance equation-PBE)
又称质子平衡方程。 在平衡状态，体系中得失质子的物质的量相等的
数学表达式。（以各种型体的平衡浓度表示）
质子条件是处理酸碱平衡有关计算问题的基本关系 式，是核心内容。
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质子条件式的写法 代入法：将MBE代入CBE 图示法：
Ka HH A A， 酸 的 活 度 常 数]
]
H
A
HA
HA
H
A
1
Ka
H
A
K
c a
—
酸的浓度常数
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3.1.3 物料平衡，电荷平衡和质子条件
物料平衡方程(mass balance equation-MBE)
指在一个化学平衡体系中，某一给定物质的总浓 度，等于各有关形式平衡浓度之和。
碱(base)：溶液中凡能接受质子的物质。
HB + H2O 酸
B- +
H3O+
共轭碱 水合质子
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3
HAc
H Ac
HSO4 NH4 Fe(H2O)63
酸碱平衡和酸碱滴定法 厦门大学无机化学课件
PH=7.76
(3)等量点时，HAc 全部生成 Ac-：
[OH-]=
K
b
cb
=
K
w
K
a
cb
=5.3×10-6
PH=8.73
（4）等量点后，[OH-]=[NaOH]过量
例加 20.02mLNaOH,
过量 0.02mL, a=1.001,COH
0.1000 0.02 = 40.02
=5.0×10-5(mol/L)
10 pH
t
cep HX
Kh，1=
Kw K a,3
HPO42-+H2O→ H2PO4-+OHH2PO4-+H2O→ H3PO4+OH例 1．求 0.10mol/L Na2CO3 的 PH
Kh，2=KKaw,2
Kh，3=
Kw K a,1
NH4Ac: NH4++H2O→NH3H2O+H+
Ac-+H2O→HAc+OH-
H++OH-→H2O NH4++ Ac-+H2O→NH3H2O+HAc
[H+]≥10Ka
pH≤pKa－1
[H+]≤
Ka 10
Ka 10
＜[H+]＜10Ka
pH≥pKa＋1 pKa－1＜pH＜pKa＋1
[In ] [HIn ]
≤0.1
[In ] [HIn ]
≥10
[In ] 0.1＜ [HIn ] ＜10
[H+]＝Ka
pH＝ pKa
[In ] [HIn ] ＝1
NH3 的 Kb(B)=1.8×10-5, 共轭酸的 Ka(HB)=Kw/ Kb(B)=5.5×10-10)
酸碱平衡与酸碱滴定法课件
问题：H+ 的共轭碱是什么型体？
H2O是酸还是碱？
2、酸碱反应的实质——质子的转移
酸的离解：
HAc H Ac
HAc H 2 O H 3 O Ac H H 2O H3 O
水的自递：
H 2O H H3 O
H+ HAc H Ac 简化：
3.8 酸碱滴定的终点误差
3.8.1 代数法计算终点误差 3.8.2 终点误差公式和终点误差图及其应用
3.9 酸碱滴定法的应用
3.9.1 酸碱标准溶液的配制与标定 3.9.2 酸碱滴定法的应用实例
3.10 非水溶剂中的酸碱滴定
3.10.1 概述 3.10.2 溶剂性质与作用 3.10.3 非水滴定的应用
2 3 3 3
实验试剂
HCI标准溶液（0.05 mol.L-1 ） H3BO3溶液(2%) H2SO4(浓) NaOH溶液O4.5H2O(固体) 甲基红—次甲基蓝混合指示剂或甲基红—溴甲酚绿混合指示剂
实验仪器:
凯氏烧瓶（100ml）:1个 凯氏定氮装置 移液管(10ml): 1支 酸式滴定管(10ml): 1支
按照国家药品食品监督管理局的规定，0—3个月 婴儿食用的奶粉，蛋白质含量必须达到12%，3—6个 月婴儿食用的奶粉，蛋白质含量应不低于10%，而这 些所谓的婴幼儿专用奶粉蛋白质含量只有2%。 长期饮用蛋白质含量极低的奶粉，首先会导致婴儿 严重营养不良，随后会引起各种并发症，在外来细菌的 侵袭之下，婴儿几乎完全丧失了自身的免疫能力，病情 发展十分迅速，最后婴头部严重水肿，几乎看不清五官， 全身皮肤也出现了大面积的高度溃烂，伤口长时间无法 愈合，最后导致呼吸衰竭而死亡。
第三章
酸碱平衡与酸碱滴定
酸碱平衡及酸碱滴定法.pptx
(1) 先选参考水平(大量存在,参与质子转移的物质)。参考 水平 在质子条件平衡式中不会出现。
(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
第3页/共119页
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
(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。
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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
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碱(NH3)在水溶液中的离解反应:
NH3 + H+ H2O
酸碱平衡和酸碱滴定法共82页
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
酸碱平衡和酸碱滴定法
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
谢谢！பைடு நூலகம்
第7章 酸碱平衡与酸碱滴定法
第7章酸碱平衡与酸碱滴定法7.1 溶液中酸碱平衡的处理方法 71酸碱滴定法是以酸碱反应为基础的滴定分析方法，是滴定分析中广泛应用的方法之一。
由于酸碱滴定法的基础是酸碱平衡，因此本章首先介绍溶液中酸碱平衡的基本理论，然后学习酸碱滴定法的基本原理及应用。
7.1 溶液中酸碱平衡的处理方法酸碱溶液中平衡型体之间存在三大平衡关系：①物料（质量）平衡，②电荷平衡，③质子平衡。
本章酸度的计算中，用质子平衡对酸碱平衡进行处理，最简单最常用。
因此分别介绍这些方法。
7.1.1 物料平衡平衡状态时，化学体系中某一组分的分析浓度等于该组分各种型体平衡浓度之和。
例题7-1：0.10 mol・L-1 HAc溶液，其物料平衡式为： cHAc＝c(HAc) + c(Ac-)＝0.10(mol・L-1)例题7-2：0.20 mol・L-1 NaHCO3溶液，其物料平衡式为：?2?c(Na+)＝cNaHCO3＝c(H2CO3) + c (HCO3) + c(CO3)＝0.20 (mol・L-1)例题7-3：0.50 mol・L-1 NaOH溶液，其物料平衡式为： CNaOH＝c(Na+ )＝c(OH )＝0.50 (mol・L-1)-例题7-4：0.50 mol・L-1 HCl溶液，其物料平衡式为： CHCl＝c(Cl )＝c(H+ )＝0.50(mol・L-1 )-例题7-5：0.20 mol・L-1 NH4Cl溶液，其物料平衡式为： CNH4Cl＝c(Cl )＝c(NH4) + c(NH3)＝0.20 (mol・L-1)-?7.1.2 电荷平衡处于平衡状态的水溶液是电中性的，即溶液中荷正电质点所带正电荷的总数与荷负电质点所带负电荷的总数相等。
例题7-6：0.10 mol・L-1 HAc溶液，其电荷平衡式为： c(H+ )＝c(Ac- ) + c(OH )-对多价阳（阴）离子，平衡浓度各项中还有相应的系数，其值为相应离子的价数。
化学知识--酸碱平衡和酸碱滴定法(ppt 266页)
基准物质：用以直接配制标准溶液或标定溶液浓度的物质
1. 组成与化学式相符( H2C2O4·2H2O、NaCl )； 2. 试剂纯度 > 99.9%；
3. 稳定( Na2CO3、CaCO3、Na2C2O4等)； 4. 有较大的摩尔质量；
5. 反应时按一定的化学计量关系进行，没有副反应。
03.10.2020
BR
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15
五、滴定分析法中的计算 1、分析化学中常用的量和单位
物质的量: n (mol、 mmol)
摩尔质量:
M (g·mol-1)
必须指明基本单元
物质的量浓度: c (mol·L-1)
质量:
m (g、mg)
体积:
V (L、mL)
由于物质的量的数值 取决于基本单元的选 择，选择不同的基本
3
化学平衡 aA + bB = cC + dD
C
A B
C D
Kw：水的离子积 Ka：酸的解离常数 Kb：碱的解离常数 Ksp：溶度积 Kt：滴定反应常数
Kinetic Equilibrium region region
time
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4
方法特点
适用于常量组分(含量＞1%)的测定； 相对误差一般约为±0.2%，准确度较高； 仪器简单、操作简便、快速； 有很大的实用价值。
TA/T: mg/ml，g/ml TFe/K2Cr2O7 = 0.005000 g/ml: 每ml K2Cr2O7可以滴
定0.005000 g Fe2+. 若已知V = 21.50 ml，则溶液中Fe的质量为：
m F e0 .00 520 .5 10 0 0 .0 10 g75
6 酸碱平衡与酸碱滴定法 PPT课件
NH3（碱1） + H2O （酸2）
共轭酸碱对
NH4Cl的水解 (相当于NH4+弱酸的离解)
NH4+ + H2O
H3O+ + NH3
共轭酸碱对
NaAc的水解（相当于Ac－弱碱的离解）
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
酸碱中和反应，也是离子酸碱的质子转移反应。
按酸碱质子理论，弱酸或弱碱既可以是分
子型的， HAc
，HF， NH3
，也可以是离子型
的，如 NH4+ ， Ac － 等。既能给出质子作为 酸，也能接受质子作为碱的物质称为两性物， 如H2O，HCO3- ，HS- ，HPO42-等。
水是两性物质，它的自身解离反应也是质子 转移反应。 H+ H2O(l)+H2O(l) H3O+(aq) +OH－(aq)
特点：
①从物质的化学组成上揭示了酸碱的本质； ②导出了衡量酸碱强度的定量标度活度(a)、电离常数(Ki)和电 离度等概念，对研究电解质溶液中的平衡关系起了重要作用。
局限性
①只适用于水溶液体系； ②不能解释像NaAc和氯化氨NH4Cl这样的物质的酸碱性，盐包含 了酸性和碱性物质，比较混乱，因此人们又建立了酸碱质子理 论。
6.1.2 酸碱的共轭关系与缓冲体系 酸——溶液中凡能给出质子的物质 碱——溶液中凡能接受质子的物质 特点：
1）具有共轭性 2）具有相对性 3）具有广泛性
如： H2O 中性分子，既可为酸，也可为碱
第7章酸碱平衡与酸碱滴定
5
此外，离子缔合的现象，带相反电荷的离 子还可以缔合成离子对，这种离子对在溶液中 是作为一个质点运动着，且无导电性。离子氛 和离子对的存在使得自由离子浓度下降，降低 了离子在化学反应中的作用能力，使得离子参 加反应的有效浓度低于实际浓度。
6
离子氛和离子对的存在显然与溶液浓度和离子电荷有关， 溶液愈浓，离子所带电荷愈多，离子的有效浓度愈低。
例2、将2.45 g固体NaCN配成500 ml水溶液，计算溶液的pH值？
(已知HCN的Ka＝ 4.9 10-10) nNaC N M mN NaaC C N N 24 .495 0.0(5m)oC l nN VaC N 00..055 0.1m/oLl
CN- + H2O
HCN + OH-
[H
]
C0
K [H ]2 ,[H ]
a
C0
C
0
K
a
(2)C
0
/
K
a
500, C 0
[H
]
C0
K [H ]2 ;[H ] K a
a C0 [H ]
2
K a2 4
K aC 0
25
实验证明：
当 C0 Ka5和00C0Ka＞20Kw时,弱酸的离解程
K
w
[H
][O H
](3)
[O H
]
[
K H
w
]
(4
),
( 4 ) 带 入 （ 1）
[H
]
[A]
K [H
w
]
，[ H
]2
此外，离子缔合的现象，带相反电荷的离 子还可以缔合成离子对，这种离子对在溶液中 是作为一个质点运动着，且无导电性。离子氛 和离子对的存在使得自由离子浓度下降，降低 了离子在化学反应中的作用能力，使得离子参 加反应的有效浓度低于实际浓度。
6
离子氛和离子对的存在显然与溶液浓度和离子电荷有关， 溶液愈浓，离子所带电荷愈多，离子的有效浓度愈低。
例2、将2.45 g固体NaCN配成500 ml水溶液，计算溶液的pH值？
(已知HCN的Ka＝ 4.9 10-10) nNaC N M mN NaaC C N N 24 .495 0.0(5m)oC l nN VaC N 00..055 0.1m/oLl
CN- + H2O
HCN + OH-
[H
]
C0
K [H ]2 ,[H ]
a
C0
C
0
K
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(2)C
0
/
K
a
500, C 0
[H
]
C0
K [H ]2 ;[H ] K a
a C0 [H ]
2
K a2 4
K aC 0
25
实验证明：
当 C0 Ka5和00C0Ka＞20Kw时,弱酸的离解程
K
w
[H
][O H
](3)
[O H
]
[
K H
w
]
(4
),
( 4 ) 带 入 （ 1）
[H
]
[A]
K [H
w
]
，[ H
]2
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K a Kb
H A
C
HAc
HAC OH A
C
H OH K W 1014 25C
pKa+pKb=pKw
例:计算HS-的pKb。已知H2SpKa1=7.24pKa2=14.92
HS-+ H2O
pkb2
H2S+OH-
pKa1+pKb2=pKw pKb2 = pKw- pKa1=14-7.24=6.76
当酸不太弱，CKa10KW
[H+] [A-]=C A-
C
Ka H Ka
H
2
K a (c
H)
C H C
C K a 105
H K a C
C H C
C K a 105
H K a
K k 2 4 a
c
a
2
对于多元酸，如果第一级的离解常数比第二级大得 多，看成一元酸。
7.2 水溶液中酸碱组分不同型体的分布—分布曲线
1、分析浓度C 单位体积溶液所含酸或碱的物质量 HAc H++Ac2、平衡浓度 某型体平衡时的浓度 CHAc＝ Ac- + HAc
3、分布系数HAC＝ HAC C
A Ac
C
C
HAC+ AC-=1
4、分布曲线：分布系数与溶液pH值间的关系曲线
H2Ka2
2 Ka 2 C Ka1
HAc(酸1)+ H2O(碱2) H3O+(酸2) +Ac-(碱1)
实质:质子转移HAc
H2O
HAc H++Ac-
又如: NH3在水中的平衡 NH3(碱1)+H+ NH4+(酸1) H2O(酸2) H++OH-(碱2)
NH3 + H2O NH4++OH-
4.水的质子自递作用及平衡常数
水的两性作用,一个水分子可以从另一个水分子中夺 取质子
第7章 酸碱平衡和 酸碱滴定法
教学要求: 1.掌握共轭酸碱对及其Ka与Kb的关系； 2.掌握各类酸碱溶液中pH值计算的最简式。了解各类
酸碱溶液中pH值计算的精确式; 3.了解指示剂的变色原理和常用指示剂的变色范围。
掌握各类酸碱滴定过程中四个阶段溶液pH值的计 算方法。掌握指示剂的选择原则; 4.熟记一元弱酸（碱）滴定可能性的判据，了解多元 酸(碱)分别滴定可能性的判据
1
1
A
HA
H H Ka
A
A
C
A
HA
A
Ka H Ka
H2A：H2A、HA-、A2-
H 2 A
H 2A
C
H 2
H K H K K
2
a1
a1
a2
K H HA
H K H K K HA
C
a1
2
a1
a1
a2
A K K
H K H K K HA
Ca2++C2O42-
CaC2O4
沉淀完全程度与何因素有关？
H2C2O4的分析浓度 与[H＋]有关
C2O42 -＋ H＋
H＋ HC2O4－
H2C2O4
[ H＋ ]
[ C2O42 - ]
一、分布系数
HA
H+ + A-
C= [ HA ]+ [ A- ]
K
a
H A
HA
A HA=
HA
C
HA HA
H H K H K K H K K K H3PO4
3
a1
2
3
a1
a2
a1
a2
a3
H O P
C
3
4
H 3 PO 4
pH=5.0,下列组分哪个关系式正确？
1.[H3PO4]= [ H2PO4- ] 2. [ H2PO4- ] = [HPO42- ] 3. [ H2PO4- ]» [ H3PO4 ] 4. [HPO42- ] » [ H2PO4-] 5. [ PO43- ] » [ HPO42-] （3）正确
7.3 酸碱溶液pH值的计算
质子条件推出[H+]计算公式 关键： 质子参考水平—大量存在并参与质子转移的物质 质子转移数相等列质子条件式
如：HA溶液
HA -H+
H3O+ +H+ H2O -H+
得质子
基准态
[H+]= [OH-]+ [A-]
AOH失质子
一、一元酸碱溶液
[H+]= [OH-]+ [A-]
通式：HB = H+ + B酸 质子 碱
2.共轭酸碱对概念
例：区分下列物质是酸还是碱？并指出共轭酸碱对 HAc H2CO3 H3PO4 NaAc NaHCO3 NaCO3 NaH2PO4 Na2HPO4 Na3PO4 (C2H5)2NH H2O
3.酸碱反应的实质 酸碱共轭体系不能单独存在 HAc(酸1)H++Ac-(碱1) H++H2O(碱2) H3O+(酸2)
H2O(酸1) +H2O(碱2) H3O+(酸2) +OH-(碱1) 仅在溶剂分子之间发生的 质子传递作用,称为溶剂
的质子自递作用 KW= [H+] [OH-] =10-14(25°C)
二、酸碱反应平衡常数与酸碱强度
酸碱强度与什么因素有关？ （1）与该酸碱本身给出或接受质子的能力强弱 （2）与溶剂接受质子的能力
2
C
a1
a2
2
a1
a1
a2
在150mLH3PO4溶液中，各型体总量为0.0250mol,问 在pH=3.00时，其主要型体的浓度各为多少？
解:已知Ka1=7.6×10-3 Ka2=6.3 × 10-8 Ka3=4.4 × 10-13
pH=3 H3PO4 H2PO4C=0.025/(150 × 10-3)(moL)
从附表中查出下列物质的pKa或pKb值，写出相应的 酸碱型体，并比较酸碱强度。
H3BO3 C6H5COOH H2C2O4
C6H5NH3+
pKa=9.24 pKa=4.21
pKa1=1.23 pKa2=4.19 pKb=9.34
H2BO3- C6H5COO - HC2O4-
C6H5NH2
H2C2O4 C6H5COOH C6H5NH3+ H3BO3
如：HCI在水中 NH3在水中
强酸 冰醋酸 弱酸 弱碱 冰醋酸 强碱
在共轭酸碱对中，酸性越强，其共轭碱的碱性越弱
HCI+H2O＝H3O++CIHAc+ H2O ＝ H3O++Ac-
其共轭碱Ac- 的离解
Ka
H A c HAc
Ac- +H2O＝ HAc+OH-
kbBiblioteka HAcO H Ac7.1 酸碱理论 1887年，S.Arrhenius: 凡是在水溶液中电离产生H+的化合物——酸 凡是在水溶液中电离产生OH-的化合物——碱 1923年，J.N.Bronsted T.M.Lowry: 一、酸碱质子理论
1.定义：给出质子——酸 HAcH++Ac接受质子——碱 Ac-+ H+ HAc