分析化学第四章酸碱滴定课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《分析化学第四章酸碱滴定课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 分析化学 第四 酸碱 滴定 课件
- 资源描述:
-
1、1第第 4 章章 酸碱滴定法酸碱滴定法Acid Base Titration4.1 酸碱平衡的理论基础酸碱平衡的理论基础4.2 分布曲线分布曲线4.3 酸碱溶液酸碱溶液pH的计算的计算4.4 酸碱滴定终点的指示方法酸碱滴定终点的指示方法4.5 一元酸碱的滴定一元酸碱的滴定4.6 多元酸碱、混合酸的滴定多元酸碱、混合酸的滴定4.7 酸碱标准溶液的配制和标定酸碱标准溶液的配制和标定4.8 酸碱滴定法结果计算示例酸碱滴定法结果计算示例4.9 非水溶液中的酸碱滴定非水溶液中的酸碱滴定24.1 酸碱平衡的理论基础酸碱平衡的理论基础酸碱电离理论:酸碱电离理论:酸碱发生中和反应生成盐和水:酸碱发生中和反应生
2、成盐和水:HA +H2O H3O+A-NaOH Na+OH-电离理论有一定局限性,它只适用于水溶液,不电离理论有一定局限性,它只适用于水溶液,不适用于非水溶液,而且也不能解释有的物质适用于非水溶液,而且也不能解释有的物质(如如NH3等等)不含不含OH,但却具有碱性的事实。,但却具有碱性的事实。NaOH HAcNaOAcH2O34.1.1 酸碱质子理论酸碱质子理论(proton theory)1923年由布朗斯台德(年由布朗斯台德(Bronsted)提出。)提出。凡是能给出质子(凡是能给出质子(H+)的物质是酸;)的物质是酸;凡是能接受凡是能接受质子的物质是碱。质子的物质是碱。酸酸质子质子+碱碱
3、HAc H+OAc 这种因一个质子的得失而互相转变的每一对酸碱,这种因一个质子的得失而互相转变的每一对酸碱,称为共轭酸碱对。称为共轭酸碱对。共轭酸碱对共轭酸碱对4酸碱半反应:酸碱半反应:HClO4 H+ClO4HSO4 H+SO42NH4+H+NH3H2PO4 H+HPO42HPO42 H+PO43+H3N-R-NH3+H+H3N-R-NH2可见酸碱可以是阳离子、阴离子,也可以是中性分子。可见酸碱可以是阳离子、阴离子,也可以是中性分子。当一种酸给出质子时,溶液中必定有一种碱接受质子:当一种酸给出质子时,溶液中必定有一种碱接受质子:HAc(酸酸1 1)H+Ac(碱碱1 1)H2O (碱碱2 2)
4、+H+H3O+(酸酸2 2)H3O+(酸酸2 2)+Ac(碱碱1 1)HAc(酸酸1 1)+H2O(碱碱2 2)溶剂水起碱的作用溶剂水起碱的作用5碱在水溶液中接受质子的过程碱在水溶液中接受质子的过程:必须有溶剂水分子参加。在这里,溶剂水起到酸必须有溶剂水分子参加。在这里,溶剂水起到酸的作用。的作用。水是一种两性溶剂:水是一种两性溶剂:NH3+H+NH4+H2O H+OH NH3+H2O OH+NH4+H2O +H2O H3O+OH6水的质子自递常数水的质子自递常数 在水分子之间存在着的质子传递作用,称为水的在水分子之间存在着的质子传递作用,称为水的质子自递作用。这种作用的平衡常数称为水的质子自
5、质子自递作用。这种作用的平衡常数称为水的质子自递常数:递常数:Kw=H3O+OH 或:或:Kw=H+OH 在在25:Kw=10-14 pKw=147酸碱中和反应也是一种质子的转移过程:酸碱中和反应也是一种质子的转移过程:HCl+H2O H3O+Cl H3O+NH3 NH4+H2O HAc+H2O H3O+Ac 解离解离 H2O+NH3 NH4+OH 解离解离 酸酸1 碱碱2 酸酸2 碱碱1各种酸碱反应过程都是质子转移过程。各种酸碱反应过程都是质子转移过程。H2O+Ac HAc+OH 水解水解 NH4+H2O H3O+NH3 水解水解 酸酸1 碱碱2 酸酸2 碱碱1盐的水解过程,实质上也是质子的
6、转移过程:盐的水解过程,实质上也是质子的转移过程:84.1.2 酸碱解离平衡酸碱解离平衡 酸碱的强弱取决于物质给出质子或接受质子能力。酸碱的强弱取决于物质给出质子或接受质子能力。用解离常数用解离常数 Ka 和和 Kb 定量地说明它们的强弱程度。定量地说明它们的强弱程度。HAc+H2O H3O+Ac HAcAcHa K5a108.1 K HAc 的共轭碱的解离常数的共轭碱的解离常数 Kb 为:为:Ac+H2O HAc+OHAcHAcOHb K KaKb=H+OH=Kw=10-14 (25)9多元酸多元酸Ka与与Kb 的对应关系的对应关系三元酸三元酸H3A在水溶液中:在水溶液中:则:则:Ka1Kb
7、3=Ka2Kb2=Ka3Kb1=H+OH=KwH3A+H2O H3O+H2AKa1H2A+H2O H3A+OHKb3H2A+H2O H3O+HA2Kb2HA2+H2O H2A+OHKa2HA2+H2O H3O+A3Ka3A3 +H2O HA2+OHKb110例例1:试求试求 HPO42-的的 pKb2和和 Kb2。解:经查表可知解:经查表可知 Ka2=6.310-8,即,即 pKa2=7.20 由于由于 Ka2Kb2=10-14 所以所以 pKb2=14-pKa2 =14-7.20 =6.80 即即 Kb2=1.610-7114.2 不同不同pH溶液中酸碱存在形式溶液中酸碱存在形式 的分布情况
8、的分布情况分布曲线分布曲线分布曲线分布曲线(distribution curve)作用作用:(1 1)深入了解酸碱滴定过程;)深入了解酸碱滴定过程;(2 2)判断多元酸碱分步滴定的可能性。)判断多元酸碱分步滴定的可能性。滴定是溶液滴定是溶液pHpH与溶液中各物种的量及其比例不断与溶液中各物种的量及其比例不断变化的过程变化的过程。分布系数分布系数(distribution coefficient):平衡时溶液中某物种的浓度占总浓度的分数。平衡时溶液中某物种的浓度占总浓度的分数。i=ci/c124.2.1 一元酸一元酸溶液中物质存在形式:溶液中物质存在形式:HAc;Ac-,总浓度为,总浓度为 c设
9、:设:HAc 的分布系数为的分布系数为1;Ac-的分布系数为的分布系数为0;则:则:1=HAc/c=HAc/(HAc+Ac-)=1/1+(Ac-/HAc)=1/1+(Ka/H+)=H+/(H+Ka)0=Ac-/c=Ka/(H+Ka)由上式,以由上式,以对对pH作图:作图:(动画动画)以乙酸(以乙酸(HAc)为例:)为例:13HAc HAc 分布系数与溶液分布系数与溶液pHpH关系曲线的讨论:关系曲线的讨论:(1)0+1=1(2)pH=pKa 时;时;0=1=0.5(3)pH pKa 时;时;Ac-(0)为主)为主144.2.2 二元酸 以草酸(H2C2O4)为例:存在形式存在形式:H2C2O4
10、;HC2O4-;C2O42-;(2);(1);(0);总浓度总浓度:c=H2C2O4+HC2O4-+C2O42-2=H2C2O4/c =1/1+HC2O4-/H2C2O4+C2O42-/H2C2O4 =1/1+Ka1/H+Ka1Ka2/H+2 =H+2/H+2+H+Ka1+Ka1Ka2 1=H+Ka1/H+2+H+Ka1+Ka1Ka2 0=Ka1Ka2 /H+2+H+Ka1+Ka1Ka2 (动画动画)15H2A 分布系数与溶液分布系数与溶液pHpH关系曲线的讨论:关系曲线的讨论:a.pHpKa1时时 H2C2O4为主为主b.pKa1 pH pKa2时时 C2O4 2-为主为主d.pH=2.75
11、时时 1最大;最大;1=0.938;2=0.028;3=0.034164.2.3 三元酸三元酸 以以H3PO4为例为例四种存在形式:四种存在形式:H3PO4;H2PO4-;HPO42-;PO43-;分分 布布 系系 数:数:3 ;2 ;1 ;03=H+3 H+3+H+2 Ka1+H+Ka1 Ka2+Ka1 Ka2 Ka32=H+2 Ka1H+3+H+2 Ka1+H+Ka1 Ka2+Ka1 Ka2 Ka31=H+Ka1 Ka2H+3+H+2 Ka1+H+Ka1 Ka2+Ka1 Ka2 Ka3(动画动画)0=H+3+H+2 Ka1+H+Ka1 Ka2+Ka1 Ka2 Ka3Ka1 Ka2 Ka31
12、7H3PO4分布曲线的分布曲线的讨论:讨论:(pKa1=2.12;pKa2=7.20;pKa3=12.36)(1)三个)三个pKa相差较大,共存相差较大,共存 现象不明显;现象不明显;(2)pH=4.7时,时,2=0.994 3 =1 =0.003(3)pH=9.8时,时,1=0.994 0 =2 =0.003184.3 酸碱溶液酸碱溶液pH的计算的计算4.3.1 质子条件质子条件(proton balance equation,PBE)准确反映整个平衡体系中质子转移的严格数量关准确反映整个平衡体系中质子转移的严格数量关系式。系式。列出质子条件的步骤列出质子条件的步骤:(1)选择参考水平选择参
13、考水平(大量存在大量存在,参加质子转移参加质子转移)(2)判断质子得失判断质子得失(3)总的得失质子的物质的量(单位总的得失质子的物质的量(单位mol)应该相等,)应该相等,列出的等式,即为质子条件。列出的等式,即为质子条件。19 例例2:一元弱酸水溶液一元弱酸水溶液,选择,选择HA和和H2O为参考水平:为参考水平:水的质子自递反应:水的质子自递反应:H2O+H2OHA 的解离反应:的解离反应:HA+H2OH3O+A-H3O+OH-质子条件质子条件:H+=A-+OH-20 例3:Na2CO3水溶液水溶液,选选 CO32-和和 H2O为参考水平:为参考水平:CO32-+2H2O H2CO3+OH
14、-质子条件质子条件:H+HCO3-+2H2CO3=OH-也可通过物料平衡或电荷平衡得出质于条件。也可通过物料平衡或电荷平衡得出质于条件。CO32-+H2OHCO3-+OH-H2O+H2OH3O+OH-21Na2HPO4水溶液的质子条件:H2O和和HPO42-为参考水平:为参考水平:HPO42-+2H2O H3PO4+OH-质子条件:质子条件:H+H2PO4-+2H3PO4=PO43-+OH-HPO42-+H2OH2PO4-+OH-HPO42-H+PO43-H2O+H2OH3O+OH-22NH4HCO3水溶液的质子条件水溶液的质子条件NH4+、HCO3-和和 H2O 为参考水平:为参考水平:HC
15、O3-H+CO32-质子条件:质子条件:H+H2CO3=CO32-+NH3+OH-HCO3-+H2OH2CO3+OH-NH4+H+NH3H2O+H2OH3O+OH-234.3.2 一元弱酸一元弱酸(碱碱)溶液溶液 pH的计算的计算HA+H2OH3O+A-H2O+H2OH3O+OH-质子条件质子条件:H+=A-+OH-HHAAaKHOHWK代入质子条件式,代入质子条件式,得:得:WaKKHAHHA=cHA(c:总浓度)总浓度)H+3+KaH+2 (cKa+Kw)H+KaKw=024讨论:讨论:(1)当计算允许有当计算允许有5%的误差时,如果弱酸的浓度的误差时,如果弱酸的浓度不是太小,即:不是太小
16、,即:c/Ka105,可近似认为,可近似认为HA等于总浓等于总浓度度 c,则:,则:(2)若弱酸的若弱酸的Ka也不是太小(也不是太小(cKa10Kw),忽略,忽略Kw项,则可得项,则可得最简式最简式:WaHKcK aHcK 25 例4:计算计算 10-4 molL-1的的 H3BO3 溶液的溶液的 pH。已知。已知 pKa=9.24171424.94Lmol106.2101010H WaKcK pH=6.59如按最简式计算,则1724.94Lmol104.21010H acK pH=6.62 两种计算相对误差约为两种计算相对误差约为8%。解:解:cKa=10-410-9.24=5.810-14
17、 10Kw 水解离产生的水解离产生的H+项不能忽略。项不能忽略。c/Ka=10-4/10-9.24=105.24 105 可以用总浓度可以用总浓度 c 近似代替平衡浓度近似代替平衡浓度 H3BO326 例5:求求 0.12 molL-1 一氯乙酸溶液的一氯乙酸溶液的 pH,已知已知 pKa=2.86.pH=1.92解:解:cKa=0.12 10-2.86 10K w 水解离的 H+项可忽略。又又 c/Ka=0.12/10-2.86 =87105 不能用总浓度近似代替平衡浓度。1-8622862862Lmol 0.012)101204)10(10(21H.27 例6:已知已知 HAc 的的 pK
18、a=4.74,求求 0.30 molL-1 HAc 溶液的溶液的 pH。pH=2.64解:cKa=0.30 10-4.74 10Kw c/Ka=0.30/10-4.74 105符合两个简化的条件,可采用最简式计算:13744Lmol103210300H.cK.a284.3.3 两性物质溶液两性物质溶液 pH的计算的计算既可给出质子,显酸性;又可接受质子,显碱性。既可给出质子,显酸性;又可接受质子,显碱性。NaHCO3、K2HPO4、NaH2PO4、NH4OAc、(NH4)2CO3及邻苯二甲酸氢钾等的水溶液。及邻苯二甲酸氢钾等的水溶液。NaHA质子条件质子条件:H2A+H+=A2-+OH-将平衡
19、常数将平衡常数Ka1、Ka2及及KW代入上式,得:代入上式,得:HHHAHHAH21WaaKKK29精确计算式:精确计算式:(1)若若HA得、失质子能力都较弱,则得、失质子能力都较弱,则HAc;(2)若允许有若允许有5%误差,误差,cKa210Kw时,可略去时,可略去Kw项项;得近似计算式:得近似计算式:HA)HA(H121 aWaaKKKKcKKcKaaa 121H(3)如果如果 c/Ka110,则分母中的,则分母中的Ka1可略去,可得:可略去,可得:21HaaKK (最简式)(最简式)304.3.4 其他物质溶液其他物质溶液 pH的计算的计算缓冲溶液:缓冲溶液:弱酸共轭碱(弱碱共轭酸)组成
20、的缓冲溶液能弱酸共轭碱(弱碱共轭酸)组成的缓冲溶液能控制的控制的pH 范围为范围为pKa1。即。即ca:cb1时,缓冲溶液的时,缓冲溶液的缓冲能力(或称缓冲容量)最大。缓冲能力(或称缓冲容量)最大。最简式:最简式:baaccK Hca OHH+cb H+OH31表表4-2常用的缓冲溶液常用的缓冲溶液缓冲溶液共轭酸共轭碱pKa可控制的pH 范围邻苯二钾酸氢钾HCl2.891.93.9六次甲基四胺HCl(CH2)6N4H+(CH2)6N45.154.26.2NaH2PO4Na2HPO4H2PO4HPO427.206.28.2Na2B4O7HClH3BO3H2BO39.248.09.1Na2B4O7
展开阅读全文