1 酸碱平衡概述
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第四章 酸碱平衡与酸碱滴定法
要掌握的内容：
1 酸碱质子理论如何处理酸碱平衡及有关计 算;(pH、分布系数、滴定计算） 2 质子条件的写法、共轭酸碱对 3 酸碱滴定过程中ｐＨ的变化（滴定曲线 的作法） 4 指示剂的变色原理及选择 5 终点误差计算及酸碱滴定法的应用
4-1 酸碱平衡的理论基础 一、酸碱质子理论
3.2.2 二元弱酸H2A的摩尔分数（64－65）
H x2 = + 2 + H + K H a + K a1 K a2 1
+ 2
H 2 A c x2
HA c x1
K a1 H x1 = + 2 + H + K H a + K a1 K a2 1
二 共轭酸碱对中Ka和Kb的关系
• 以HAC为例：HAC=H++AC— Ka=[H+] [AC—]/ [HAC] AC—+H2O=HAC+OH— Kb=[HAC][OH—]/[AC—]
Ka Kb=Kw=10—14
H2O + H 2O H3O+ + OH- (25°C) 同理，对于多元共轭酸碱：Ka1 Ka2 Ka3 Kb1 Kb2 Kb3
-
A + H2O = HA + OH
3.共轭酸碱对：因得失一个质子而相互转变的每一对酸碱。
如：HAC+H2O===H3O++AC— .HAC是酸，失去一个质子后 为AC—，是碱。它们是一对共轭酸碱对。
酸碱对之间仅相差一个质子；同时出现。如:
NH4+-NH3, HCl-Cl-等. 无盐的概念和盐的水解,它是水与酸碱的质子转移反应 酸 共轭碱 + 质子 Proton donor Proton acceptor Proton HAc = Ac+ H+ NH4+ = NH3 + H+ HCO3- = CO32+ H+ H6Y2+ = H5Y+ + H+ 通式: HA = A + H+
1 溶剂的种类
（1）酸性溶剂：这类溶剂给出质子的能力比接受质子的能力强， 又称为疏质子溶剂：如甲酸、冰醋酸、丙酸和疏酸等 （2）碱性溶剂：如有机胺类 （3）两性溶剂：水和醇类 （4）惰性溶剂：四氯化碳和酮类 2 溶剂的质子自递反应
H2O + H2O = H3O+ + OH-
例3.5 计算pH4.00和8.00时的δ(HAc)、 δ(Ac-) 解: 已知HAc的Ka=1.75×10-5 pH = 4.00时 + H x (HAc) = = 0.85 + H + Ka Ka x (Ac ) = = 0.15 + H + Ka
（2）判断多元酸碱分步滴定的可能性; (3)了解主要的存在形式. 滴定是溶液pH与溶液中各物种的量、比例不 断变化的过程。
1一元酸的分布系数 以乙酸（HAc）为例： 溶液中物质存在形式：HAc；Ac- ，总浓度为 c 设： HAc 的分布系数为δ1 ； Ac- 的分布系数为δ0 ； 则：δ1 =[HAc]/c =[HAc]/ ([HAc]+[Ac- ] ) = 1/{ 1+（[Ac- ]/[HAc]）} = 1/{ 1+（Ka/[H+]）} = [H+]/( [H+] + Ka ) δ0 = [Ac-]/c = Ka / ( [H+] + Ka )
• 1.酸:凡是能给出质子[H+]的物质
2.碱:凡是能接受质子的物质; 酸碱反应的实质:酸碱之间的质子转移作用; 酸碱可为两性物质,中性物质,阴阳离子;如 H2PO4-, H2O, SO42-;
HA + H2O =A- + H3O+
-
a (H + )a (A - ) Ka = a (HA) a (HA)a (OH ) Kb = a (A)
有：Ka1 Kb3=Ka2 Kb2=Ka3 Kb1=Kw=10—14
pKb1 = 14.00 - pKa3
pKb2 = 14.00 - pKa2
pKb3 = 14.00 - pKa1
Ka
H 3A
1
Ka
K b3
H 2A -
2
Ka
K b2
HA2-
3
K b1
A3-
三溶剂的种类和溶剂的质子自递反应
(25°C)
[H+] [OH—]=Kw=10-14 中性水的pH=pOH 但不一定为7 任何溶液，氢离子和氢氧根的乘积都是一个常数。即
4-2.分布系数和分布曲线 一.定义（分布系数）： 平衡时溶液中某物种的浓度占总浓度的分数。 用δ表示：δi = ci / c 二.不同pH值溶液中酸碱存在形式的分布—分布曲线 作用:（1）深入了解酸碱滴定过程；
2 二元酸 以草酸（ H2C2O4）为例： 存在形式：H2C2O4 ； HC2O4-； C2O42-； （δ2） ；（δ1） ；（δ0）； 总浓度 c = [H2C2O4]+[HC2O4- ]+[C2O42-] δ2 = [H2C2O4] / c = 1 / { 1+[HC2O4- ]/[H2C2O4]+[C2O42-]/[H2C2O4] } = 1 / { 1+Ka1/[H+] + Ka1Ka2/[H+]2 } = [H+]2 /{ [H+]2+[H+]Ka1+Ka1Ka2 } 同理 :δ1 = [H+]Ka1 /{ [H+]2+[H+]Ka1+Ka1Ka2 } δ0 = Ka1Ka2 /{ [H+]2+[H+]Ka1+Ka1Ka2 }
+
x0 =
K a1 K a2
+ H + K H a1 + K a1 K a2 + 2
-
pH = 8.00时 δ(HAc) = 5.7×10-4, δ(Ac-) ≈ 1.0
Hale Waihona Puke Baidu
由上式，以δ对pH作图： HAc 分布系数与溶液pH关系曲线的讨论 1) δ0 + δ1= 1 (2) pH = pKa 时； δ0 = δ1= 0.5 (3) pH < pKa 时； HAc（δ1）为主 (4) pH > pKa 时； Ac- （δ0）为主
要掌握的内容：
1 酸碱质子理论如何处理酸碱平衡及有关计 算;(pH、分布系数、滴定计算） 2 质子条件的写法、共轭酸碱对 3 酸碱滴定过程中ｐＨ的变化（滴定曲线 的作法） 4 指示剂的变色原理及选择 5 终点误差计算及酸碱滴定法的应用
4-1 酸碱平衡的理论基础 一、酸碱质子理论
3.2.2 二元弱酸H2A的摩尔分数（64－65）
H x2 = + 2 + H + K H a + K a1 K a2 1
+ 2
H 2 A c x2
HA c x1
K a1 H x1 = + 2 + H + K H a + K a1 K a2 1
二 共轭酸碱对中Ka和Kb的关系
• 以HAC为例：HAC=H++AC— Ka=[H+] [AC—]/ [HAC] AC—+H2O=HAC+OH— Kb=[HAC][OH—]/[AC—]
Ka Kb=Kw=10—14
H2O + H 2O H3O+ + OH- (25°C) 同理，对于多元共轭酸碱：Ka1 Ka2 Ka3 Kb1 Kb2 Kb3
-
A + H2O = HA + OH
3.共轭酸碱对：因得失一个质子而相互转变的每一对酸碱。
如：HAC+H2O===H3O++AC— .HAC是酸，失去一个质子后 为AC—，是碱。它们是一对共轭酸碱对。
酸碱对之间仅相差一个质子；同时出现。如:
NH4+-NH3, HCl-Cl-等. 无盐的概念和盐的水解,它是水与酸碱的质子转移反应 酸 共轭碱 + 质子 Proton donor Proton acceptor Proton HAc = Ac+ H+ NH4+ = NH3 + H+ HCO3- = CO32+ H+ H6Y2+ = H5Y+ + H+ 通式: HA = A + H+
1 溶剂的种类
（1）酸性溶剂：这类溶剂给出质子的能力比接受质子的能力强， 又称为疏质子溶剂：如甲酸、冰醋酸、丙酸和疏酸等 （2）碱性溶剂：如有机胺类 （3）两性溶剂：水和醇类 （4）惰性溶剂：四氯化碳和酮类 2 溶剂的质子自递反应
H2O + H2O = H3O+ + OH-
例3.5 计算pH4.00和8.00时的δ(HAc)、 δ(Ac-) 解: 已知HAc的Ka=1.75×10-5 pH = 4.00时 + H x (HAc) = = 0.85 + H + Ka Ka x (Ac ) = = 0.15 + H + Ka
（2）判断多元酸碱分步滴定的可能性; (3)了解主要的存在形式. 滴定是溶液pH与溶液中各物种的量、比例不 断变化的过程。
1一元酸的分布系数 以乙酸（HAc）为例： 溶液中物质存在形式：HAc；Ac- ，总浓度为 c 设： HAc 的分布系数为δ1 ； Ac- 的分布系数为δ0 ； 则：δ1 =[HAc]/c =[HAc]/ ([HAc]+[Ac- ] ) = 1/{ 1+（[Ac- ]/[HAc]）} = 1/{ 1+（Ka/[H+]）} = [H+]/( [H+] + Ka ) δ0 = [Ac-]/c = Ka / ( [H+] + Ka )
• 1.酸:凡是能给出质子[H+]的物质
2.碱:凡是能接受质子的物质; 酸碱反应的实质:酸碱之间的质子转移作用; 酸碱可为两性物质,中性物质,阴阳离子;如 H2PO4-, H2O, SO42-;
HA + H2O =A- + H3O+
-
a (H + )a (A - ) Ka = a (HA) a (HA)a (OH ) Kb = a (A)
有：Ka1 Kb3=Ka2 Kb2=Ka3 Kb1=Kw=10—14
pKb1 = 14.00 - pKa3
pKb2 = 14.00 - pKa2
pKb3 = 14.00 - pKa1
Ka
H 3A
1
Ka
K b3
H 2A -
2
Ka
K b2
HA2-
3
K b1
A3-
三溶剂的种类和溶剂的质子自递反应
(25°C)
[H+] [OH—]=Kw=10-14 中性水的pH=pOH 但不一定为7 任何溶液，氢离子和氢氧根的乘积都是一个常数。即
4-2.分布系数和分布曲线 一.定义（分布系数）： 平衡时溶液中某物种的浓度占总浓度的分数。 用δ表示：δi = ci / c 二.不同pH值溶液中酸碱存在形式的分布—分布曲线 作用:（1）深入了解酸碱滴定过程；
2 二元酸 以草酸（ H2C2O4）为例： 存在形式：H2C2O4 ； HC2O4-； C2O42-； （δ2） ；（δ1） ；（δ0）； 总浓度 c = [H2C2O4]+[HC2O4- ]+[C2O42-] δ2 = [H2C2O4] / c = 1 / { 1+[HC2O4- ]/[H2C2O4]+[C2O42-]/[H2C2O4] } = 1 / { 1+Ka1/[H+] + Ka1Ka2/[H+]2 } = [H+]2 /{ [H+]2+[H+]Ka1+Ka1Ka2 } 同理 :δ1 = [H+]Ka1 /{ [H+]2+[H+]Ka1+Ka1Ka2 } δ0 = Ka1Ka2 /{ [H+]2+[H+]Ka1+Ka1Ka2 }
+
x0 =
K a1 K a2
+ H + K H a1 + K a1 K a2 + 2
-
pH = 8.00时 δ(HAc) = 5.7×10-4, δ(Ac-) ≈ 1.0
Hale Waihona Puke Baidu
由上式，以δ对pH作图： HAc 分布系数与溶液pH关系曲线的讨论 1) δ0 + δ1= 1 (2) pH = pKa 时； δ0 = δ1= 0.5 (3) pH < pKa 时； HAc（δ1）为主 (4) pH > pKa 时； Ac- （δ0）为主