分析化学第六章-酸碱滴定法-z1-PPT课件.ppt
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- 分析化学 第六 酸碱 滴定法 z1 PPT 课件
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1、第六章第六章酸碱滴定法酸碱滴定法.了解酸碱质子理论、分布系数,熟悉溶液了解酸碱质子理论、分布系数,熟悉溶液pH值计算值计算2.熟悉酸碱指示剂的作用原理,常用指示剂的变色范熟悉酸碱指示剂的作用原理,常用指示剂的变色范 围,混合指示剂的特点。围,混合指示剂的特点。3.熟悉各种类型的滴定曲线,影响滴定突跃的因素,熟悉各种类型的滴定曲线,影响滴定突跃的因素, 掌握指示剂的选择。掌握指示剂的选择。4.了解滴定终点误差及其计算。了解滴定终点误差及其计算。多元弱酸或弱碱被直接滴定的可能性判断多元弱酸或弱碱被直接滴定的可能性判断23HAH OH OAHAaHAKaHAKHAKKKabw00.14wbapKpK
2、pK二、水溶液中弱酸(碱)各型体的分布二、水溶液中弱酸(碱)各型体的分布11HAaaHHAHAKCHAAHKHaAaKHK HAA1pH=-lgH+各型体分布分数之和为各型体分布分数之和为1 136. 0100 . 11078. 1100 . 1555HKHaHAc64. 036. 01AcLmolCHAcHAc/036. 036. 01000. 0LmolCAcAc/064. 064. 01000. 0H2C2O4 HC2O4-+ H+ HC2O4- C2O42- + H+ CH C OHC OC O224242421241211224HC OaaaaHC OCKHHKHKK22421221
3、12242C OaaaaaC OCKKHKHKK224222402112H C OaaaHH C OCHKHKK0121H3PO4 H2PO4 - + H+ H2PO4- HPO42- + H+ HPO42- PO43- + H+ 3032112123aaaaaaHHHKHKKKKK21132112123aaaaaaaHKHHKHKKKKK12232112123aaaaaaaaHKKHHKHKKKKK123332112123aaaaaaaaaKKKHHKHKKKKK1.物料平衡式物料平衡式( MBE): 各型体的平衡浓度之和等于其分析浓度各型体的平衡浓度之和等于其分析浓度.例例: c mol/
4、L的的H3PO4溶液中的溶液中的MBE三、溶液中化学平衡的处理方法三、溶液中化学平衡的处理方法例例: c mol/L的的Na2CO3溶液中的溶液中的MBE : H3PO4+H2PO4- +HPO42- +PO43- = c2333 2.电荷平衡式电荷平衡式(Charge Balance Equilibrium,CBE) : 溶液中正离子所带正电荷的总数等于负离子所带负溶液中正离子所带正电荷的总数等于负离子所带负 电荷的总数电荷的总数.(电中性原则电中性原则)例例: HAc水溶液电荷平衡式水溶液电荷平衡式(CBE): 例例: c mol/L的的Na2CO3溶液中的溶液中的MBE : 333.质子
5、条件质子条件(Proton Condition Equilibriua,PCE):溶液中酸失去质子的数目等于碱得到质子的数目溶液中酸失去质子的数目等于碱得到质子的数目. 质子平衡式(质子条件):得失质子数相等的关系式 例如:NaAc水溶液,原始反应物是:OHAcNa2,溶剂是和零水准(参考水准):OHAc2、可能存在的形式有:OHHAcH得质子产物:HAcH 和OH失质子产物:质子平衡式:HAcOHHOHAcNa和、2 HAcOHH或又如(NH4)2HPO4水溶液,原始反应物是:OHHPONH2244,溶剂是和零水准(参考水准):可能存在的形式有:得质子产物:失质子产物:质子平衡式:34434
6、232244POPOHPOHNHOHHOHHPONH和、OHHPONH2244和、4342POHPOHH、343PONHOH、 34343422PONHOHPOHPOHH 43423432POHPOHPONHOHH或再如:HCl水溶液,原始反应物是:OHHCl2,溶剂是零水准(参考水准):可能存在的形式有: ClOHH得质子产物:H失质子产物:质子平衡式:ClOHHOH、2 HClcOHH或OHHCl2和ClOH 、在书写质子平衡式时应注意以下几点:(1)零水准均不出现在质子平衡式中;(2)不参与质子得失的物质也不出现在质子平衡 式中,如NaAc中的Na+ ;(3)若得到或失去了多个质子,则应
7、乘以相应的 系数。 23244423HH POHPOPOOHaHCbCOHaaHC KOHC Kbb1bbKCOH1aaHC K 21aaKKHlgaApHpKHA OHCOHAHaaCHHKCHwaB + H + BH + H2O H + + OH OHBHHOHKCOHWbbCOHHAOHCKHaW1HCKHKKHaaaWHKKCKaaaa242HC KaaCKaa 500CKKaaW 20CKKaaW 20HCKHKaaaOHKKCKbbbb242OHC KbbHC Kaa11bbKCOH21aaKKH21aaKKHHKKaa23HCCKabaabaCCpKpHlgbaaCCpKpHlg
8、或酸碱指示剂酸碱指示剂(acid-base indicator):一类一类有机弱酸或有机弱酸或弱碱弱碱,其共轭酸碱对具有不同的结构,因而呈现不,其共轭酸碱对具有不同的结构,因而呈现不同的颜色同的颜色。共轭酸共轭酸共轭碱共轭碱酸式色酸式色碱式色碱式色HInIn- OH-H+ H+(H3C)2 + NNNHSO3OHH+(H3C)2NSO3NHN甲基橙(MO)红色(醌式)黄色(偶氮式)pKa = 3.4甲基橙(甲基橙(methyl orange,MO)红色(酸式色)红色(酸式色)黄色(碱式色)黄色(碱式色)OHOHOHH+pKa = 9.1HOCOOOOCOO羟式(无色)醌式(红色)酚酞(PP)酚
9、酞(酚酞(phenolphthalein,PP)无色(酸式色)无色(酸式色)红色(碱式色)红色(碱式色) 指示剂的变色原理:指示剂的变色原理:当溶液的当溶液的pH值变化值变化时,指示剂时,指示剂分子失去或得到质子,其分子失去或得到质子,其结构发生转变结构发生转变,引起溶液,引起溶液颜色的变化。颜色的变化。HInaHInKKHInHInKInHHIn HIn H + + In -lgHInInpHpKHInpH=pKHIn 1-变色范围酸式色pKHIn-1 pKHIn pKHIn+1碱式色 小结小结溶液的颜色取决于溶液的颜色取决于 In- 与与 HIn 的的比值,而此比值只与溶液的比值,而此比值
10、只与溶液的 H 有关,即指示有关,即指示剂在溶液中显现的颜色是随着溶液的剂在溶液中显现的颜色是随着溶液的 pH 变化而变化而变化的变化的多数指示剂的实际变色范围多数指示剂的实际变色范围小于小于理论变色范围理论变色范围HIn例例 酚酞指示剂浓度为酚酞指示剂浓度为C, 设人眼能观察到红色酚酞的最低浓度为设人眼能观察到红色酚酞的最低浓度为a, 注:必须控制指示剂用量,一般是注:必须控制指示剂用量,一般是1滴滴/10ml试液。试液。HInKInaHHInCa混合指示剂指示剂 + 惰性染料指示剂 + 指示剂例如:甲基黄2.3 pKa=3.3 4.3+亚甲基蓝蓝色3.23.41、酸碱指示剂都是、酸碱指示剂
11、都是 ,其酸,其酸式或碱式具有式或碱式具有 的颜色;当溶液的颜色;当溶液pH值降低时,值降低时,呈呈 色,当溶液色,当溶液pH值升高时,呈值升高时,呈 色。色。2、当处在指示剂的理论变色点时,溶液的、当处在指示剂的理论变色点时,溶液的pH值值为为 ,溶液呈现,溶液呈现 ;指示剂的理论变色范围为指示剂的理论变色范围为 。有机弱酸或有机弱碱有机弱酸或有机弱碱不同不同酸酸碱碱pKHIn酸色和碱色的混合颜色酸色和碱色的混合颜色pKHIn 13、加入酚酞后显红色的溶液,一定是碱性溶液。、加入酚酞后显红色的溶液,一定是碱性溶液。4、欲使滴定终点明显,应多加些指示剂。、欲使滴定终点明显,应多加些指示剂。 。
12、习题习题 现以现以C( NaOH ) = 0.1000 mol/L的的NaOH溶液滴定溶液滴定20.00 ml C( HCl ) = 0.1000 mol/L的的HCl溶液为例说明。溶液为例说明。.0.1000 mol/LNaOH溶液溶液20.00ml 0.1000mol/LHCl溶液溶液LmolCHa/1000. 01.0000pH 1.00pH H+= 0.1000(VH+ - VOH-)(VH+ + VOH-) 加入加入VOH- = 10.00 ml , 加入加入VOH- = 18.00 ml , 加入加入VOH- = 19.80 ml , 加入加入VOH- = 19.98 ml , p
13、H = 1.48H+= 0.100010.0030.00=3.333 10-2H+= 0.10000.0239.98=5.0 10-5H+= 0.10000.2039.80=5.02 10-4H+= 0.10002.0038.00=5.26 10-3pH = 2.28pH = 3.30pH = 4.301.4781710/wHOHKmol L7.00pH 520.0220.000.15.0 10/20.0020.02abbabVVOHCmol LVV4.30pOH 9.70pH滴入滴入20.00 ml NaOH,反应完全反应完全表表4-5 0.1000mol/LNaOH滴定滴定20.00ml0
14、.1000mol/LHCl的的pH变化变化滴入滴入NaOH(ml)中和百分中和百分率(率(%)剩余剩余HCl(ml)过量过量NaOH(ml)滴定误差滴定误差(%)pH0.0010.0015.0018.0019.9619.9820.0020.0220.0420.2022.0030.0040.000.0050.0075.0090.0099.8099.90100.0100.1100.2101.0110.0150.0200.020.0010.005.002.000.040.020.000.000.020.040.202.0010.0020.00-100.0-50.0-25.0-10.0-0.2-0.1
15、+0.1+0.2+1.0+10.0+50.0+100.01.001.481.852.284.004.307.009.7010.0010.7011.6812.3012.52突突跃跃范范围围(半滴半滴)(半滴半滴)2、滴定曲线、滴定曲线 酸碱滴定曲线酸碱滴定曲线:以加入的酸或碱的量为横坐标,以加入的酸或碱的量为横坐标,以相应溶液的以相应溶液的pH值为纵坐标,所绘制的曲线值为纵坐标,所绘制的曲线。 pH = 7.00 pH 4.30 9.70 pH=5.4III仅一滴之差,仅一滴之差, pH 变化变化 5.4 个单位!个单位!9.74.3突跃范围指示剂的变色范围在突跃范围内或部分在突跃范围内14 7
16、 00 100 200酚酞甲基红甲基橙v甲基橙(甲基橙(3.14.4)*3.45v甲基红(甲基红(4.46.2)*5.1v 酚酞(酚酞(8.010.0)*9.1 1.0mol/LNaOH1.0 mol/LHCl pH=3.310.7 选择甲基橙,甲基红,酚酞选择甲基橙,甲基红,酚酞 0.1mol/LNaOH0.1mol/LHCl pH=4.39.7 选择甲基红,酚酞,甲基橙(差)选择甲基红,酚酞,甲基橙(差) 0.01mol/LNaOH0.01mol/LHCl pH=5.38.7 选择甲基红,酚酞(差)选择甲基红,酚酞(差)突跃范围与酸碱突跃范围与酸碱浓度的关系浓度的关系OH- + HA A-
17、 + H2O溶液的溶液的 H 按弱酸的公式计算按弱酸的公式计算aaHC K按缓冲公式计算按缓冲公式计算lglgbAcaaaHAcccpHpKpKcc反应完全,按弱碱反应完全,按弱碱公式计算公式计算pH 值取决于过量的值取决于过量的 NaOH 浓度浓度babbaVVOHCVVbawbbCKKCKOH根据以上公式,计算滴定过程中各点的根据以上公式,计算滴定过程中各点的pH值,值,并绘制成并绘制成pHV滴定曲线滴定曲线。2468101214pH10 20 30 ml NaOH 加入量加入量50 100 150 %8.73突跃范围突跃范围7.769.70NaOH滴定滴定HAc的滴定曲线的滴定曲线突跃范
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