第五章酸碱滴定法
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1．一元弱酸碱溶液
（1）一元弱酸（Ca ）
H
A
OH
Ca
1
KW H
H
Ca
Ka H Ka
KW H
精确式
续弱酸弱碱PH值计算
当 Ca Ka 20KW （忽略水的离解）
H
Ca
Ka H Ka
H Ka Ka 2 4Ca Ka 2
近似式
当 Ca Ka 500（忽略酸的离解）且 Ca Ka 20KW
分析化学 第五章 酸碱滴定法
分析化学教研室
第一节 概述
➢ 酸碱滴定法（中和滴定法）： 以酸碱反应(水溶液中的质子转移反应)为 基础的定量分析法
“酸度” 决定各反应物的存在型体，影响物 质
本在章溶重液点中：的分布和平衡
（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
碱 AcHCO3CO32-
NH3 H5Y+
NH2OH
(CH2)6N4
质子 + H+ + H+ + H+ + H+ + H+ + H+ + H+
二、酸碱反应的实质
酸碱半反应: 酸给出质子和碱接受质子的反应
✓ 醋酸在水中的离解：
半反应1
HAc（酸1）
半反应2
H+ + H2O（碱2）
HAc（酸1） + H2O （碱2）
H Ca Ka
最简式***
续弱酸弱碱PH值计算
（2）一元弱碱（Cb）
OH Kb Kb2 4Cb Kb 2
近似式
OH Cb Kb
最简式***
续弱酸弱碱PH值计算
2．多元弱酸碱
（1）多元弱酸：设二元酸分析浓度为Ca
H Ca Ka1
（2）多元弱碱：设二元弱碱分析浓度为Cb
第二节 水溶液中的酸碱平衡
o 酸碱质子理论 o 酸碱反应的实质 o 溶剂的质子自递反应及其常数 o 酸碱滴定中H+浓度的计算
酸碱的定义
➢ 电离理论 酸——能电离出H+的物质 碱——电离出OH-的物质
➢ 电子理论 酸——凡能接受电子的物质 碱——凡能给出电子的物质
➢ 质子理论 酸——凡能给出质子的物质 碱——凡能接受质子的物质
第三节 酸碱指示剂(熟悉)
o 酸碱指示剂的变色原理 o 酸碱指示剂的变色范围 o 影响酸碱指示剂变色范围的因素 o 关于混合指示剂
当Ca ＞ 10-6 mol/L，忽略水的解离
[H ] Ca
近似式***
续强酸强碱PH值计算
2．强碱（Cb ）
B + H+ H2O
BH + H + + OH –
[H ] [BH ] [OH ] [OH ] Cb KW [OH ] 精确式
[OH ] Cb
近似式***
二、弱酸弱碱溶液pH值的计算
OH CbKb1
三、两性物质溶液PH值的计算
NaHA
H Ka1Ka2
Na H2PO4 H Ka1Ka2
Na2HPO4
H Ka2 Ka3
四、缓冲溶液pH值的计算
HA （浓度Ca）+ NaA（浓度Cb）
H
Ca Cb
Ka
pH
pKa
lg
Cb Ca
或
pH
pKa
lg Ca Cb
C
➢ 强酸强碱溶液的pH值
[H ] Ca
[OH ] Cb
➢ 弱酸弱碱溶液的pH值
H CaKa
OH Cb Kb
H Ca Ka1
OH CbKb1
➢ 两性物质溶液的pH值
H Ka1Ka2
H Ka2 Ka3
➢ 缓冲溶液的pH值
H
Ca Cb
Ka
pH
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
ห้องสมุดไป่ตู้
续
小结 !!!
➢ 酸碱半反应不可能单独发生 ➢ 酸碱反应是两对共轭酸碱对共同作用的结果 ➢ 酸碱反应的实质是质子的转移 ➢ 质子的转移是通过溶剂合质子来实现的
酸碱溶液pH值的计算
• 强酸强碱溶液pH值的计算 • 弱酸弱碱溶液pH值的计算 • 两性物质溶液（C ） • 缓冲溶液pH值的计算
一、强酸强碱溶液pH值的计算
1．强酸（Ca ）
HA
H+ +A-
H2O
H + + OH -
[H ] [A ] [OH ] Ca [OH ] [H ] Ca Kw [H ] 精确式
pKa
lg
Cb Ca
例如 计算HAc液（0.010mol/L ）的pH值。 解：已知Ka=1.8×10-5
由于CKa>20Kw, C/Ka =0.010/ 1.8×10-5＞500， 故可按最简式计算：
[H ] CKa 0.0101.8105 4.2104 mol / L pH 3.38
Ac- （碱1） + H+
H3O+（酸2） H3O+（酸2） + Ac- （碱1）
共轭酸碱对
✓ 氨在水中的离解：
半反应1 NH3（碱1）+ H+
半反应2
H2O（酸2）
NH4+（酸1） OH-（碱2）+ H+
NH3（碱1） + H2O （酸2）
OH- （碱2） + NH4+ （酸1）
共轭酸碱对
续
✓ NH4CL的水解 (相当于NH4+弱酸的离解)
一、酸碱质子理论
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
如：HA
A－ + H+
2）具有相对性
如： HCO3－既为酸，也为碱 （两性）
3）具有广泛性
如：H2O 中性分子，既可为酸，也可为碱
举例
酸 HAC H2CO3 HCO3NH4+ H6Y2+ NH3OH+ (CH2)6N4H+
三、质子性溶剂的质子自递常数和酸碱强度
1．水溶液中
H2O + H2O
H3O+ + OH –
水的离子积 Ks Kw H OH 1.0 1014
pH pOH 14
2．非水溶液中
SH + SH
SH2+ + S-
溶剂合质子 溶剂阴离子
Ks SH2 S
续
➢ 定义
• 发生在溶剂间的质子转移→溶剂的质子自递 反应
• 该反应的平衡常数Ks →溶剂的质子自递常数 • H2O 既能接受质子又能给出质子→两性物质 • 发生在水分子间的质子转移→水的质子自递
反应
四、酸碱中H+浓度的计算
对于滴定反应涉及的一般酸碱溶液的PH 值，用最简计算式均可计算，但在计算 前应注意检验是否满足最简式应用 的条 件，见表5-1.
书本 P48 表5-1
（1）一元弱酸（Ca ）
H
A
OH
Ca
1
KW H
H
Ca
Ka H Ka
KW H
精确式
续弱酸弱碱PH值计算
当 Ca Ka 20KW （忽略水的离解）
H
Ca
Ka H Ka
H Ka Ka 2 4Ca Ka 2
近似式
当 Ca Ka 500（忽略酸的离解）且 Ca Ka 20KW
分析化学 第五章 酸碱滴定法
分析化学教研室
第一节 概述
➢ 酸碱滴定法（中和滴定法）： 以酸碱反应(水溶液中的质子转移反应)为 基础的定量分析法
“酸度” 决定各反应物的存在型体，影响物 质
本在章溶重液点中：的分布和平衡
（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
碱 AcHCO3CO32-
NH3 H5Y+
NH2OH
(CH2)6N4
质子 + H+ + H+ + H+ + H+ + H+ + H+ + H+
二、酸碱反应的实质
酸碱半反应: 酸给出质子和碱接受质子的反应
✓ 醋酸在水中的离解：
半反应1
HAc（酸1）
半反应2
H+ + H2O（碱2）
HAc（酸1） + H2O （碱2）
H Ca Ka
最简式***
续弱酸弱碱PH值计算
（2）一元弱碱（Cb）
OH Kb Kb2 4Cb Kb 2
近似式
OH Cb Kb
最简式***
续弱酸弱碱PH值计算
2．多元弱酸碱
（1）多元弱酸：设二元酸分析浓度为Ca
H Ca Ka1
（2）多元弱碱：设二元弱碱分析浓度为Cb
第二节 水溶液中的酸碱平衡
o 酸碱质子理论 o 酸碱反应的实质 o 溶剂的质子自递反应及其常数 o 酸碱滴定中H+浓度的计算
酸碱的定义
➢ 电离理论 酸——能电离出H+的物质 碱——电离出OH-的物质
➢ 电子理论 酸——凡能接受电子的物质 碱——凡能给出电子的物质
➢ 质子理论 酸——凡能给出质子的物质 碱——凡能接受质子的物质
第三节 酸碱指示剂(熟悉)
o 酸碱指示剂的变色原理 o 酸碱指示剂的变色范围 o 影响酸碱指示剂变色范围的因素 o 关于混合指示剂
当Ca ＞ 10-6 mol/L，忽略水的解离
[H ] Ca
近似式***
续强酸强碱PH值计算
2．强碱（Cb ）
B + H+ H2O
BH + H + + OH –
[H ] [BH ] [OH ] [OH ] Cb KW [OH ] 精确式
[OH ] Cb
近似式***
二、弱酸弱碱溶液pH值的计算
OH CbKb1
三、两性物质溶液PH值的计算
NaHA
H Ka1Ka2
Na H2PO4 H Ka1Ka2
Na2HPO4
H Ka2 Ka3
四、缓冲溶液pH值的计算
HA （浓度Ca）+ NaA（浓度Cb）
H
Ca Cb
Ka
pH
pKa
lg
Cb Ca
或
pH
pKa
lg Ca Cb
C
➢ 强酸强碱溶液的pH值
[H ] Ca
[OH ] Cb
➢ 弱酸弱碱溶液的pH值
H CaKa
OH Cb Kb
H Ca Ka1
OH CbKb1
➢ 两性物质溶液的pH值
H Ka1Ka2
H Ka2 Ka3
➢ 缓冲溶液的pH值
H
Ca Cb
Ka
pH
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
ห้องสมุดไป่ตู้
续
小结 !!!
➢ 酸碱半反应不可能单独发生 ➢ 酸碱反应是两对共轭酸碱对共同作用的结果 ➢ 酸碱反应的实质是质子的转移 ➢ 质子的转移是通过溶剂合质子来实现的
酸碱溶液pH值的计算
• 强酸强碱溶液pH值的计算 • 弱酸弱碱溶液pH值的计算 • 两性物质溶液（C ） • 缓冲溶液pH值的计算
一、强酸强碱溶液pH值的计算
1．强酸（Ca ）
HA
H+ +A-
H2O
H + + OH -
[H ] [A ] [OH ] Ca [OH ] [H ] Ca Kw [H ] 精确式
pKa
lg
Cb Ca
例如 计算HAc液（0.010mol/L ）的pH值。 解：已知Ka=1.8×10-5
由于CKa>20Kw, C/Ka =0.010/ 1.8×10-5＞500， 故可按最简式计算：
[H ] CKa 0.0101.8105 4.2104 mol / L pH 3.38
Ac- （碱1） + H+
H3O+（酸2） H3O+（酸2） + Ac- （碱1）
共轭酸碱对
✓ 氨在水中的离解：
半反应1 NH3（碱1）+ H+
半反应2
H2O（酸2）
NH4+（酸1） OH-（碱2）+ H+
NH3（碱1） + H2O （酸2）
OH- （碱2） + NH4+ （酸1）
共轭酸碱对
续
✓ NH4CL的水解 (相当于NH4+弱酸的离解)
一、酸碱质子理论
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
如：HA
A－ + H+
2）具有相对性
如： HCO3－既为酸，也为碱 （两性）
3）具有广泛性
如：H2O 中性分子，既可为酸，也可为碱
举例
酸 HAC H2CO3 HCO3NH4+ H6Y2+ NH3OH+ (CH2)6N4H+
三、质子性溶剂的质子自递常数和酸碱强度
1．水溶液中
H2O + H2O
H3O+ + OH –
水的离子积 Ks Kw H OH 1.0 1014
pH pOH 14
2．非水溶液中
SH + SH
SH2+ + S-
溶剂合质子 溶剂阴离子
Ks SH2 S
续
➢ 定义
• 发生在溶剂间的质子转移→溶剂的质子自递 反应
• 该反应的平衡常数Ks →溶剂的质子自递常数 • H2O 既能接受质子又能给出质子→两性物质 • 发生在水分子间的质子转移→水的质子自递
反应
四、酸碱中H+浓度的计算
对于滴定反应涉及的一般酸碱溶液的PH 值，用最简计算式均可计算，但在计算 前应注意检验是否满足最简式应用 的条 件，见表5-1.
书本 P48 表5-1