酸碱平衡与酸碱滴定法课件.ppt

1、酸碱平衡与酸碱滴定法酸碱平衡与酸碱滴定法以酸碱反应为基础的滴定方法以酸碱反应为基础的滴定方法4-1 酸碱质子理论酸碱质子理论4-2 影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素4-3 酸碱水溶液酸度的计算酸碱水溶液酸度的计算4-4 酸碱指示剂酸碱指示剂4-5 酸碱滴定曲线和指示剂的选择酸碱滴定曲线和指示剂的选择4-6 酸碱滴定法的应用酸碱滴定法的应用酸碱平衡与酸碱滴定法酸碱平衡与酸碱滴定法4-1 酸碱质子理论酸碱质子理论4-2 影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素4-3 酸碱水溶液酸度的计算酸碱水溶液酸度的计算4-4 酸碱指示剂酸碱指示剂4-5 酸碱滴定曲线和指示剂的选择酸碱滴定曲线和指示剂的选择4-

2、6 酸碱滴定法的应用酸碱滴定法的应用酸碱平衡与酸碱滴定法酸碱平衡与酸碱滴定法4-1 酸碱质子理论酸碱质子理论1 1、酸碱的电离理论、酸碱的电离理论2 2、酸碱质子理论、酸碱质子理论3 3、酸碱的相对强弱、酸碱的相对强弱酸碱的电离理论酸碱的电离理论阿仑尼乌斯阿仑尼乌斯“电离说电离说”酸指在水中电离出的阳离子全部为酸指在水中电离出的阳离子全部为H+H2SO4=HSO4+H+碱指在水中电离出的阴离子全部为碱指在水中电离出的阴离子全部为OH-NaOH=Na+OH-中和反应的实质中和反应的实质 H+OH-=H2O 水溶液中电解质部分电离水溶液中电解质部分电离Svante August Arrhenius

3、 解离度：电解质在溶液中达到解离平衡时，已解离解离度：电解质在溶液中达到解离平衡时，已解离的分子数占原来分子总数的百分率的分子数占原来分子总数的百分率%100%1000eq0ccc初始浓度已解离的浓度 按照电离理论，按照电离理论，NH3、Na2CO3都不是碱，但两者的都不是碱，但两者的水溶液都呈碱性，而且水溶液都呈碱性，而且Na2CO3俗称纯碱。俗称纯碱。NH4Cl也不是酸，但水溶液呈酸性也不是酸，但水溶液呈酸性。酸碱的电离理论酸碱的电离理论酸碱酸碱质子质子理论理论酸碱共轭关系酸碱共轭关系酸碱反应的实质酸碱反应的实质 酸碱的强度酸碱的强度 Brfnsted J N酸碱酸碱质子质子理论理论1.酸

4、碱的概念酸碱的概念酸：凡能释放出质子（酸：凡能释放出质子（H+）的任何含）的任何含 氢原子的分子或离子的物种。氢原子的分子或离子的物种。（质子的给予体）（质子的给予体）碱：凡能与质子（碱：凡能与质子（H+）结合的分子或离子的物种）结合的分子或离子的物种 （质子的接受体）（质子的接受体）质子理论中无盐的概念，电离理论中的盐，在质子理质子理论中无盐的概念，电离理论中的盐，在质子理论中都是离子酸或离子碱。论中都是离子酸或离子碱。Brfnsted J NOHHOHOHHOHNHHNHClHHCl23234酸强度酸强度，其共轭碱强度，其共轭碱强度。在水溶液中，共轭酸碱对的强在水溶液中，共轭酸碱对的强度还

5、可以定量表示。度还可以定量表示。共轭酸共轭酸 共轭碱共轭碱 +H+H+conjugate acid conjugate base proton 这种酸及其共轭碱（碱及其共轭酸）相互转变的反应这种酸及其共轭碱（碱及其共轭酸）相互转变的反应就成为就成为酸碱半反应酸碱半反应。酸碱共轭关系酸碱共轭关系酸碱酸碱质子质子理论理论酸酸 H+碱碱-+AcHHAc -+-+2442HPOHPOH-+-+3424POHHPO+34NHHNH+252362O)Fe(OH)(HHO)Fe(H+422252O)(HFe(OH)HO)Fe(OH)(H 酸碱酸碱质子质子理论理论左右两侧，电荷相等1 酸碱可以是阳离子、阴离子

6、、中性分子及两性物质，酸碱可以是阳离子、阴离子、中性分子及两性物质，有些物质既可作为酸，也可作为碱。有些物质既可作为酸，也可作为碱。2 酸和其释放质子后形成的质子碱形成共轭酸碱对，酸和其释放质子后形成的质子碱形成共轭酸碱对，如如NH4+和和NH3 及及HAc和和 Ac-。3 质子酸酸性越强，共轭碱碱性越弱质子酸酸性越强，共轭碱碱性越弱。酸碱酸碱质子质子理论理论两性物质：两性物质：既能给出质子，又能接受质子的物质既能给出质子，又能接受质子的物质等。如：HS,OH,HCO,)OFe(OH)(H,HSO232524HCl(酸酸1)Cl(碱碱1)+H+酸半反应酸半反应 NH3（碱（碱2）+H+NH4+

7、(酸酸2)碱半反应碱半反应 酸碱反应其实是酸碱反应其实是两个共轭酸碱对两个共轭酸碱对之间的质子转之间的质子转移反应，反应总是由相对较强的酸和碱向生成相对移反应，反应总是由相对较强的酸和碱向生成相对较弱的酸和碱的方向进行较弱的酸和碱的方向进行酸碱反应酸碱反应 酸碱酸碱质子质子理论理论212143酸酸碱碱碱碱酸酸 NHClNHHCl（下标下标1、2表示不同的共轭酸碱对表示不同的共轭酸碱对）在水溶液、液氨溶液、苯溶液、气相反应均如此。在水溶液、液氨溶液、苯溶液、气相反应均如此。酸碱反应的实质酸碱反应的实质 酸碱酸碱质子质子理论理论 根据根据“酸碱质子理论酸碱质子理论”，“阿仑尼乌斯电离学说阿仑尼乌斯

8、电离学说”的的酸碱电离、酸碱中和、盐的水解，都可以归结为酸碱电离、酸碱中和、盐的水解，都可以归结为”质子传质子传递反应递反应”。H+HAc +H2O=Ac-+H3O+H3O+OH-=H2O+H2O H2O +Ac-=OH-+HAc 酸酸1 碱碱2 碱碱1 酸酸2“区分效应区分效应”和和“拉平效应拉平效应”1、同一溶剂中，酸碱的强弱由其本质决定、同一溶剂中，酸碱的强弱由其本质决定 弱碱弱碱弱酸弱酸酸酸碱碱碱碱酸酸强酸强酸弱碱弱碱弱碱弱碱强酸强酸酸酸碱碱碱碱酸酸212121213232 OHAcOHHAcOHClOHHCl在左边在左边2个个“质子转移质子转移”反反应中，应中，H2O均是弱碱，它把均

9、是弱碱，它把HCl、HAc酸性强弱区分开酸性强弱区分开来。来。因此，因此，H2O是是HCl、HAc酸酸性的性的“区分试剂区分试剂”。这种。这种现象，称为现象，称为“区分效应区分效应”。酸碱酸碱的相对强弱的相对强弱液氨中，液氨中，HAc变为强酸：变为强酸：HAc+NH3(l)=Ac-+NH4+强酸强酸 强碱强碱HCl也是强酸：也是强酸：HCl+NH3(l)=Cl-+NH4+强酸强酸 强碱强碱 结果，结果，NH3(l)把把HAc和和HCl的酸性的酸性“拉平拉平”。原因是。原因是NH3(l)碱性强，它是碱性强，它是HAc和和HCl酸性的酸性的“拉平试剂拉平试剂”。这种。这种现象称为现象称为“拉平效应

10、拉平效应”。“区分效应区分效应”和和“拉平效应拉平效应”酸碱酸碱的相对强弱的相对强弱2、同一酸（或碱），在不同溶剂中可表现出不同的、同一酸（或碱），在不同溶剂中可表现出不同的酸性（或碱性）酸性（或碱性）。1.水的自偶电离水的自偶电离纯水有微弱的导电性，表明它有微弱的自偶电离。纯水有微弱的导电性，表明它有微弱的自偶电离。按酸碱质子理论讨论按酸碱质子理论讨论:H2O+H2O=OH-+H3O+酸酸1 碱碱2 碱碱1 酸酸2 简写为：简写为：H2O=H+OH-酸碱酸碱的相对强弱的相对强弱相应的相应的浓度平衡常数浓度平衡常数为：为：2OHOHHKc2OHHOHKc或写成或写成令令 KwOHKc2，称为水

11、的，称为水的“离子积常数离子积常数”，得：得：Kw =H+OH-经测定：经测定：298K，纯水中：，纯水中：710004.1rrOHHKw=(1.004 10-7)2=1.0 10-14 酸碱酸碱的相对强弱的相对强弱相应的相应的浓度平衡常数浓度平衡常数为：为：2OHOHHKc2OHHOHKc或写成或写成 在水溶液中，酸、碱的解离就是酸、碱与水之间的质子在水溶液中，酸、碱的解离就是酸、碱与水之间的质子转移反应，即酸给出质子后成为共轭碱，碱接受水的质子转移反应，即酸给出质子后成为共轭碱，碱接受水的质子后变为酸。后变为酸。酸的强度决定于它将质子给水的能力，碱的强度决定它酸的强度决定于它将质子给水的能

12、力，碱的强度决定它从水中夺取质子的能力，具体表现为质子转移反应中平衡从水中夺取质子的能力，具体表现为质子转移反应中平衡常数的大小。平衡常数越大，酸碱的强度也越大。常数的大小。平衡常数越大，酸碱的强度也越大。2.酸碱的解离酸碱的解离 酸碱酸碱的相对强弱的相对强弱 酸的平衡常数用酸的平衡常数用Ka 表示表示，通常称为酸的离解常数通常称为酸的离解常数，又叫又叫酸度常数酸度常数 碱的平衡常数用碱的平衡常数用Kb 表示，通常称为碱的离解常数，又叫表示，通常称为碱的离解常数，又叫碱度常数碱度常数 Ka 值越大，酸性越强。值越大，酸性越强。Ka 值大于值大于1的酸叫强酸，的酸叫强酸，Ka 值小于值小于1的酸

13、叫弱酸。的酸叫弱酸。2.酸碱的解离酸碱的解离 酸碱酸碱解离平衡常数解离平衡常数酸的离解：酸的离解：数酸度常数，酸的离解常aKcccaK(HA)(A)(HAHHA碱的离解：碱的离解：数碱度常数，碱的离解常bbKcccK)(A)(OH(HA)-2HAOHOHA水的质子自递反应：水的质子自递反应：水的自递常数wo14)(OH)(Hw2)C25(1000.1OHHOHKccK 酸碱酸碱解离平衡常数解离平衡常数多元酸多元酸AH3-2AH-2HA-3ApKa1pKa2pKa3pKb3pKb2pKb1以一元共轭酸碱对以一元共轭酸碱对 HAA-为例为例w wpKpKb bpKpKa apKpKw wK Kb

14、bK Ka aK K)(OH)(H)(A)(OH(HA)(HA)(A)(Hccccccccw13w22w31pppppppppKKKKKKKKKbababa共轭酸碱对中共轭酸碱对中Ka与与Kb的关系的关系（1）一元弱酸、弱碱的解离及共轭关系）一元弱酸、弱碱的解离及共轭关系 +H2O H3O+NH34NH)NH()NH()OH()(NH4334acccK)aq(OH (aq)NH O(l)H (aq)NH423)(343)NH(OH()NH)NH(-+=cccK bWNHcOHcNHcKcccK)()()(433ba34)NH()NH()OH(K 酸碱酸碱解离平衡常数解离平衡常数多元酸多元酸AH

15、3-2AH-2HA-3ApKa1pKa2pKa3pKb3pKb2pKb1以一元共轭酸碱对以一元共轭酸碱对 HAA-为例为例w wpKpKb bpKpKa apKpKw wK Kb bK Ka aK K)(OH)(H)(A)(OH(HA)(HA)(A)(Hccccccccw13w22w31pppppppppKKKKKKKKKbababa共轭酸碱对中共轭酸碱对中Ka与与Kb的关系的关系 wbabwaKKKKKK即：通式两边分别取负对数wba pppKKK14pp ,C25ba0 KK一对共轭酸碱之间解离常数之间的定量关系一对共轭酸碱之间解离常数之间的定量关系酸的酸性越强，其共轭碱的碱性越弱；酸的酸

16、性越强，其共轭碱的碱性越弱；碱的碱性越强，其共轭酸的酸性越弱；碱的碱性越强，其共轭酸的酸性越弱；回顾酸酸 H+碱碱HA H+A-代号：代号：-+Ac HHAc 例子：例子：左右两侧，电荷相等注意：注意：延伸：延伸：HAc的共轭碱的共轭碱 是是 Ac-Ac-的共轭酸的共轭酸 是是 HAcHAc与与Ac-为一对共轭酸碱对为一对共轭酸碱对 回顾212143酸酸碱碱碱碱酸酸 NHClNHHCl（下标下标1、2表示不同的共轭酸碱对表示不同的共轭酸碱对）-+Cl HHCl -+NH4 HNH3 +回顾H2O+H2O H3O+OH-酸酸1碱碱1酸酸2碱碱2水是两性物质，水是两性物质，它的自身解离反应也是质子

17、转移反应。它的自身解离反应也是质子转移反应。Kw =H+OH-Kw =(1.004 10-7)2=1.0 10-14(25 C)op222：Kw与浓度、压力无关，只与温度有关，与浓度、压力无关，只与温度有关，25 C时，时，Kw=1.0 10-14。o2023/1/24一元弱酸的解离：一元弱酸的解离：一元弱碱一元弱碱的解离：的解离：回顾 在水溶液中，酸、碱的解离就是酸、碱与水之间的质子在水溶液中，酸、碱的解离就是酸、碱与水之间的质子转移反应，即酸给出质子后成为共轭碱，碱接受水的质子转移反应，即酸给出质子后成为共轭碱，碱接受水的质子后变为酸。后变为酸。数酸度常数，酸的离解常aKcccaK(HA)

18、(A)(HAHHA数碱度常数，碱的离解常bbKcccK)(A)(OH(HA)-2HAOHOHAw wpKpKb bpKpKa apKpKw wK Kb bK Ka aK K)(OH)(H)(A)(OH(HA)(HA)(A)(Hcccccccc数酸度常数，酸的离解常aKcccaK(HA)(A)(HAHHA数碱度常数，碱的离解常bbKcccK)(A)(OH(HA)-2HAOHOHA一元弱酸的解离：一元弱酸的解离：一元弱碱一元弱碱的解离：的解离：回顾P224（7-2）多元酸多元酸AH3-2AH-2HA-3ApKa1pKa2pKa3pKb3pKb2pKb1w13w22w31pppppppppKKKKK

19、KKKKbababa回顾水的解离（水的自递反应）水的解离（水的自递反应）一元弱酸弱碱的解离一元弱酸弱碱的解离Kw=H+OH-Kw=Ka Kb，p Ka+p Kb=p Kw多元酸多元酸AH3-2AH-2HA-3ApKa1pKa2pKa3pKb3pKb2pKb1w13w22w31pppppppppKKKKKKKKKbababa回顾水的解离（水的自递反应）水的解离（水的自递反应）一元弱酸弱碱的解离一元弱酸弱碱的解离Kw =H+OH-Kw =Ka Kb ，p Ka +p Kb =p Kw（25C，计算），计算）（25C，计算），计算）例：计算例：计算Na2CO3的的Kb1和和Kb2。回顾Na2CO3为

20、二元碱，共轭酸碱对分别为：为二元碱，共轭酸碱对分别为：CO32-HCO3-HCO3-H2CO3共轭碱共轭碱 共轭酸共轭酸 共轭碱共轭碱 共轭酸共轭酸多元酸多元酸AH3-2AH-2HA-3ApKa1pKa2pKa3pKb3pKb2pKb1二元酸二元酸pKa1pKa2pKb2pKb1CO32-HCO3-H2CO3例：计算例：计算Na2CO3的的Kb1和和Kb2。解：解：Na2CO3为二元碱，其共轭酸碱对分别为为二元碱，其共轭酸碱对分别为 CO32-HCO3-HCO3-H2CO3共轭碱共轭碱 共轭酸共轭酸 共轭碱共轭碱 共轭酸共轭酸查表知查表知H2CO3:Ka1=4.310-7，Ka2=5.610-

21、11。4111421108.1106.5100.1 aWbKKK871412103.2103.4100.1 aWbKKK回顾多元酸多元酸AH3-2AH-2HA-3ApKa1pKa2pKa3pKb3pKb2pKb1二元酸二元酸pKa1pKa2pKb2pKb1CO32-HCO3-H2CO3回顾二元酸二元酸pKa1pKa2pKb2pKb1S2-HS-H2S一元酸一元酸pKapKbAc-HAc一元酸一元酸pKapKbNH3NH4+回顾pH 与与 H+的关系的关系pH=-lg H+pOH=-lgOH-pH+pOH=-lg H+-lgOH-=-lg H+OH-=-lg(1.0 10-14)=144-1 酸

22、碱质子理论酸碱质子理论4-2 影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素4-3 酸碱水溶液酸度的计算酸碱水溶液酸度的计算4-4 酸碱指示剂酸碱指示剂4-5 酸碱滴定曲线和指示剂的选择酸碱滴定曲线和指示剂的选择4-6 酸碱滴定法的应用酸碱滴定法的应用酸碱平衡与酸碱滴定法酸碱平衡与酸碱滴定法4-2 影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素1 1、稀释作用、稀释作用2 2、同离子效应、同离子效应3 3、酸度对弱酸（碱）型体分布的影响、酸度对弱酸（碱）型体分布的影响 影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素1 1、稀释作用稀释作用%100%1000eq0ccc初始浓度已解离的浓度解离度是一个分数解离度是一个分数Ka

23、 Kb 表示酸碱的强度表示酸碱的强度解离度与浓度没有必然联系解离度与浓度没有必然联系越稀越电离越稀越电离 弱酸弱碱的解离度随溶液浓度的减小而增大。弱酸弱碱的解离度随溶液浓度的减小而增大。影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素%100%1000eq0ccc初始浓度已解离的浓度解离度是一个分数解离度是一个分数已解离的浓度已解离的浓度=初始浓度初始浓度c0-平衡浓度平衡浓度ceq平衡浓度平衡浓度ceq=初始浓度初始浓度c0-已解离的浓度已解离的浓度 影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素%100%1000eq0ccc初始浓度已解离的浓度解离度是一个分数解离度是一个分数 1c0-ceq=c0ceq=c0-

24、c0=c0(1-)影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素 影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素 影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素初始浓度初始浓度c0-平衡浓度平衡浓度ceq=已解离的浓度已解离的浓度 影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素 影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素 影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素计算计算 0.1 mol/L NH4Cl溶液的溶液的pH和和NH4+的解离度。的解离度。已知已知Kb(NH3)=1.8 10-5=影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素计算计算 0.1 mol/L NH4Cl溶液的溶液的pH和和NH4+的解离度。的解离度。已知已知Kb(NH3)=1.8

25、10-5 多元酸多元酸AH3-2AH-2HA-3ApKa1pKa2pKa3pKb3pKb2pKb1二元酸二元酸pKa1pKa2pKb2pKb1CO32-HCO3-H2CO3一元酸一元酸pKapKbAc-HAc一元酸一元酸pKapKbNH3NH4+NH4+NH3+H+共轭酸碱对中共轭酸碱对中Ka与与Kb的关系的关系 影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素计算计算 0.1 mol/L NH4Cl溶液的溶液的pH和和NH4+的解离度。的解离度。已知已知Kb(NH3)=1.8 10-5 NH4+NH3+H+0.1 0 00.1-x x x 影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素计算计算 0.1 mol/L

26、 NH4Cl溶液的溶液的pH和和NH4+的解离度。的解离度。已知已知Kb(NH3)=1.8 10-5 NH4+NH3+H+NH3=H+pH=-lg H+=5.12%100%1000eq0ccc初始浓度已解离的浓度 影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素2 2、同离子效应同离子效应浓度对化学平衡的影响浓度对化学平衡的影响 其他条件不变时，其他条件不变时，增加生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动。增加生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动。减少生成物的浓度，平衡向正反应方向移动。减少生成物的浓度，平衡向正反应方向移动。加入相同离子抑制解离加入相同离子抑制解离 在弱酸溶液中，加入其共轭碱，使平衡向着降低弱酸

27、解在弱酸溶液中，加入其共轭碱，使平衡向着降低弱酸解离度方向移动。离度方向移动。在弱酸溶液中，加入其共轭碱，使平衡逆反应方向移动，在弱酸溶液中，加入其共轭碱，使平衡逆反应方向移动，H+降低降低。+Ac-H+HAc 影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素在在1L 0.1mol/L HAc溶液中加入溶液中加入0.1mol NaAc固体后固体后（体积不变），计算溶液中氢离子浓度及解离度。（体积不变），计算溶液中氢离子浓度及解离度。解：解：HAc =H+Ac-初：初：0.1 0 0.1 平：平：0.1-x x 0.1+x x(0.1+x)Ka=1.7610-5 0.1x500aKc0.1+x0.10.1-

28、x0.1pH=4.75 =1.7610-5/0.1=0.0176%x=1.7610-5 (mol/L)未加未加NaAc时，时，c(H+)=1.3310-3 (molL-1)pH=2.88 =1.33 10-3/0.1=1.33%解离度前后的差异：解离度前后的差异：(1.7610-5)/(1.3310-3)=1/75影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素2023/1/24 影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素 H+或或OH-电离度电离度酸或碱的浓度增大酸或碱的浓度增大同离子效应同离子效应盐效应盐效应（1）采用酸碱指示剂）采用酸碱指示剂 甲基橙甲基橙(橙红色橙红色)变色范围：变色范围：pH：3.14

29、.4 红色红色-黄色黄色（2）HAc Ac-+H+加加Ac-,平衡左移平衡左移 影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素2 2、同离子效应同离子效应（1 1）采用酸碱指示剂）采用酸碱指示剂 酚酞酚酞 变色范围变色范围 pH：8.09.6 无色无色-红色红色（2）NH3H2O NH4+OH-加加NH4+，平衡左移，平衡左移 影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素2 2、同离子效应同离子效应 酸度对弱酸（碱）型体分布的影响酸度对弱酸（碱）型体分布的影响酸度酸度溶液中，氢离子浓度（严格讲，叫氢离子活度），用溶液中，氢离子浓度（严格讲，叫氢离子活度），用pH表示。表示。酸的浓度酸的浓度溶液中，酸的分析浓度，

30、指在一定体积的溶液中，所含某种酸溶液中，酸的分析浓度，指在一定体积的溶液中，所含某种酸的量。它包括未电离的酸的浓度和已电离的酸的浓度。的量。它包括未电离的酸的浓度和已电离的酸的浓度。对强酸而言，酸度和酸的浓度没有差别。对强酸而言，酸度和酸的浓度没有差别。0.1 mol/L HCl 中中 H+=0.1 mol/L 完全电离完全电离对弱酸而言，仅有部分对弱酸而言，仅有部分H+电离电离0.1 mol/L HAc 中中 H+=1.3 10-3mol/L 不完全电离不完全电离 酸度对弱酸（碱）型体分布的影响酸度对弱酸（碱）型体分布的影响酸的浓度酸的浓度叫做叫做 酸的酸的分析浓度分析浓度或或总浓度总浓度，

31、用，用c0表示，指溶液中所含某酸总表示，指溶液中所含某酸总的物质的量浓度，包括未电离的酸的浓度和已电离的酸的浓度。的物质的量浓度，包括未电离的酸的浓度和已电离的酸的浓度。一元弱酸一元弱酸HA中，中，+A-H+HA两种型体两种型体达到平衡后达到平衡后c0=c(HA)+c(A-)酸度对弱酸（碱）型体分布的影响酸度对弱酸（碱）型体分布的影响酸的浓度酸的浓度叫做叫做 酸的酸的分析浓度分析浓度或或总浓度总浓度，用，用c0表示，指溶液中所含某酸总表示，指溶液中所含某酸总的物质的量浓度，包括未电离的酸的浓度和已电离的酸的浓度。的物质的量浓度，包括未电离的酸的浓度和已电离的酸的浓度。一元弱酸一元弱酸HAc中，

32、中，+Ac-H+HAc两种型体两种型体达到平衡后达到平衡后c0=c(HAc)+c(Ac-)酸度对弱酸（碱）型体分布的影响酸度对弱酸（碱）型体分布的影响分布系数分布系数某酸的各型体的平衡浓度在酸的分析浓度某酸的各型体的平衡浓度在酸的分析浓度c0中所占的分数。中所占的分数。HAAHaKHHAHAHAHA-0HAaKcHAHAAA-0AaaKKc一元弱酸：一元弱酸：+A-H+HA2023/1/24 酸度对弱酸（碱）型体分布的影响酸度对弱酸（碱）型体分布的影响HHAHAHAHA-0HAaKcHAHAAA-0AaaKKc+=12023/1/24 酸度对弱酸（碱）型体分布的影响酸度对弱酸（碱）型体分布的影

33、响分布系数分布系数 与与pH的关系的关系HAcAc4.740.5当当pHpKa时，时，A-为主要存在型体；为主要存在型体；当当pH=pKa时，时，HA 与与A-各占一半。各占一半。优势区域图优势区域图pH 0 2 4 6 8 10 12 14(1)HF,pKa=3.17HFF-(2)HAc,pKa=4.76HAcAc-(3)NH4+,pKa=9.25NH4+NH3(4)H2C2O4,pKa1=1.25,pKa2=4.29HC2O4-H2C2O4C2O42-(5)H3PO4,pKa1=2.16,pKa2=7.21,pKa3=12.32H2PO4-H3PO4PO43-HPO42-共轭酸碱对共存区共

34、轭酸碱对共存区 酸度对弱酸（碱）型体分布的影响酸度对弱酸（碱）型体分布的影响HAAHaK一元弱酸：一元弱酸：+A-H+HAHHAHAHAHA-0HAaKcHAHAAA-0AaaKKc+=1 酸度对弱酸（碱）型体分布的影响酸度对弱酸（碱）型体分布的影响BHHBbOK一元弱碱：一元弱碱：+OH-HBB-H)()(44NH3NHKNHKaaH)(H4N4NHKaH+=1+H2O+OH-NH4+NH3+H2O2023/1/24 酸度对弱酸（碱）型体分布的影响酸度对弱酸（碱）型体分布的影响AHAH21HKa二元弱酸：二元弱酸：+HA-H+H2A+A2-H+HA-HAAH-22aK二元弱酸二元弱酸H2A在

35、水溶液中以在水溶液中以H2A，HA-，A2-三种型体存在。三种型体存在。(H2A)+(HA-)+(A2-)=12023/1/24 酸度对弱酸（碱）型体分布的影响酸度对弱酸（碱）型体分布的影响(H2A)+(HA-)+(A2-)=12023/1/24 酸度对弱酸（碱）型体分布的影响酸度对弱酸（碱）型体分布的影响二元弱酸二元弱酸H2A在水溶液中以在水溶液中以H2A，HA-，A2-三种型体存在。三种型体存在。(H2A)+(HA-)+(A2-)=1H2AHA-A2-H2CO3的分布系数图的分布系数图1.00.00 2 4 6 8 10 12 pHH2CO3HCO3-CO32-优势区域图优势区域图H2CO

36、3 HCO3-CO32-6.38pKa110.25pKa2pKa=3.87 酸度对弱酸（碱）型体分布的影响酸度对弱酸（碱）型体分布的影响H3PO4的分布系数图的分布系数图1.00.00 2 4 6 8 10 12 pHH3PO4H2PO4-HPO42-PO43-优势区域图优势区域图 H3PO4 H2PO4-HPO42-PO43-2.16 pKa 5.05 7.21 pKa 5.11 12.32 pKa1 pKa2 pKa3 酸度对弱酸（碱）型体分布的影响酸度对弱酸（碱）型体分布的影响4-1 酸碱质子理论酸碱质子理论4-2 影响酸碱平衡的因素影响酸碱平衡的因素4-3 酸碱水溶液酸度的计算酸碱水溶

37、液酸度的计算4-4 酸碱指示剂酸碱指示剂4-5 酸碱滴定曲线和指示剂的选择酸碱滴定曲线和指示剂的选择4-6 酸碱滴定法的应用酸碱滴定法的应用酸碱平衡与酸碱滴定法酸碱平衡与酸碱滴定法4-3 酸碱水溶液酸度的计算酸碱水溶液酸度的计算1、什么是酸度？、什么是酸度？2、通过酸的、通过酸的Ka，碱的，碱的Kb，酸碱的浓度来计算，酸碱的浓度来计算溶液的酸度。溶液的酸度。回顾酸度酸度溶液中，氢离子溶液中，氢离子H+浓度（严格讲，叫氢离子活度），用浓度（严格讲，叫氢离子活度），用pH表示。表示。酸的浓度酸的浓度溶液中，酸的分析浓度，指在一定体积的溶液中，所含某种酸溶液中，酸的分析浓度，指在一定体积的溶液中，所

38、含某种酸的量。它包括的量。它包括未电离的酸的浓度未电离的酸的浓度和和已电离的酸的浓度已电离的酸的浓度。对强酸而言，酸度和酸的浓度没有差别。对强酸而言，酸度和酸的浓度没有差别。0.1 mol/L HCl 中中 H+=0.1 mol/L 完全电离完全电离对弱酸而言，仅有部分对弱酸而言，仅有部分H+电离电离0.1 mol/L HAc 中中 H+=1.3 10-3mol/L 不完全电离不完全电离4-3 酸碱水溶液酸度的计算酸碱水溶液酸度的计算1、什么是酸度？、什么是酸度？2、通过酸的、通过酸的Ka，碱的，碱的Kb，酸碱的浓度来计算，酸碱的浓度来计算溶液的酸度。溶液的酸度。3、通过酸度算、通过酸度算pH

39、。质子条件式，质子等衡式质子条件式，质子等衡式（Proton Balance Equation，PBE）溶液中的其他相关平衡溶液中的其他相关平衡物料平衡物料平衡(Material(Mass)Balance):组分的平衡浓度之和等于其分析浓度。组分的平衡浓度之和等于其分析浓度。电荷平衡电荷平衡(Charge Balance):溶液中正离子所带正电荷的总数等于负离子所带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负电荷的总数(电中性原则电中性原则)。质子平衡质子平衡(Proton Balance):溶液中酸失去质子数目等于碱得到质子数目。溶液中酸失去质子数目等于碱得到质子数目。酸碱水溶液

40、酸度的计算酸碱水溶液酸度的计算溶液中的其他相关平衡溶液中的其他相关平衡物料平衡物料平衡(Material(Mass)Balance):组分的平衡浓度之和等于其分析浓度。组分的平衡浓度之和等于其分析浓度。电荷平衡电荷平衡(Charge Balance):溶液中正离子所带正电荷的总数等于负离子所带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负电荷的总数(电中性原则电中性原则)。质子平衡质子平衡(Proton Balance):溶液中酸失去质子数目等于碱得到质子数目。溶液中酸失去质子数目等于碱得到质子数目。酸碱水溶液酸度的计算酸碱水溶液酸度的计算1、物料平衡式、物料平衡式 mass bal

41、ance equation在平衡状态，某组分的在平衡状态，某组分的 分析浓度等于其各型体的平分析浓度等于其各型体的平衡浓度之和的数学表达式。衡浓度之和的数学表达式。例：例：3NaHCOccCOHCOCOH,NaMBE23332：解：解：2、电荷平衡式、电荷平衡式 charge balance equation在平衡状态，溶液中正离子所带电荷总数与负离子在平衡状态，溶液中正离子所带电荷总数与负离子所带电荷总数相等的数学表达式。所带电荷总数相等的数学表达式。例：例：4BaSO解：解：SO2HSOOHH2BaCBE-24-4-2：3、质子平衡式、质子平衡式 proton balance equati

42、on（1）选取零水准、参考水准。注意！）选取零水准、参考水准。注意！零水准是物质。零水准是物质。（2）零水准的）零水准的两个必要条件：参与质子转移，大量存在两个必要条件：参与质子转移，大量存在。HAc 水溶液的质子条件式：水溶液的质子条件式：（4）平衡状态下，体系中，得失质子的）平衡状态下，体系中，得失质子的产物产物 的物质的量相等，的物质的量相等，的数学表达式。的数学表达式。（1）零水准为）零水准为HAc和和H2O。（3）写出）写出零水准物质之间零水准物质之间的质子转移式。的质子转移式。（2）酸碱反应式。）酸碱反应式。HAc+H2O Ac-+H3O+H2O+H2O OH-+H3O+3、质子平

43、衡式、质子平衡式 proton balance equation（1）选取零水准、参考水准。注意！）选取零水准、参考水准。注意！零水准是物质。零水准是物质。（2）零水准的）零水准的两个必要条件：参与质子转移，大量存在两个必要条件：参与质子转移，大量存在。HAc 水溶液的质子条件式：水溶液的质子条件式：（4）平衡状态下，体系中，得失质子的）平衡状态下，体系中，得失质子的产物产物 的物质的量相等，的物质的量相等，的数学表达式。的数学表达式。（3）失去质子的）失去质子的产物产物是是Ac-和和OH-，得到质子的，得到质子的产物产物是是H3O+。（3）写出写出零水准物质之间零水准物质之间的质子转移式。的

44、质子转移式。（4）质子平衡式：）质子平衡式：n(Ac-)+n(OH-)=n(H3O+)c(Ac-)+c(OH-)=c(H3O+)NaH2PO4 水溶液的质子条件式：水溶液的质子条件式：（1）零水准为）零水准为H2PO4-和和H2O。（2）写出）写出零水准物质之间零水准物质之间的质子转移式。的质子转移式。H2PO4-失去失去H+，HPO42-H2PO4-+H2O HPO42-+H2O+失去失去2H+，PO43-H2PO4-+2H2O PO43-+2H2O+得到得到H+，H3PO4 H2PO4-+H2O H3PO4+OH-H2O 失去失去H+，OH-得到得到H+，H3O+H2O+H2O OH-+H

45、3O+拿掉拿掉H，得到，得到H c(H3PO4)+c(H+)=c(HPO42-)+2c(PO43-)+c(OH-)2023/1/24弱酸、弱碱水溶液酸度的计算弱酸、弱碱水溶液酸度的计算 强酸（碱）溶液强酸（碱）溶液 一元弱酸（碱）溶液一元弱酸（碱）溶液 多元弱酸（碱）溶液多元弱酸（碱）溶液 两性物质两性物质浓度为浓度为a mol/L 的的 HCl溶液溶液PBEaOHHaaHmol/L101-6时，）（OHHmol/L102-8时，）（aaKaawHOHHmol/L101036-8时，）（整理得整理得0HH2wKa若允许误差不若允许误差不5%，有：，有：用同样的思路可处理强碱体系。用同样的思路可

46、处理强碱体系。1.强酸（强碱）溶液强酸（强碱）溶液PBEAOHHHHAHHawKKwaKKHAH00HAHHHAcKca其中其中2.一元弱酸（弱碱）溶液一元弱酸（弱碱）溶液（重点）（重点）浓度为浓度为c0 mol/L 的的 HA溶液溶液比较比较 Ka c0 与与Kw 的大小关系的大小关系waKK0cH2.一元弱酸（弱碱）溶液一元弱酸（弱碱）溶液（重点）（重点）比较比较 Ka c0 与与Kw，Ka与与c0的大小关系的大小关系浓度为浓度为c0 mol/L 的的 HA溶液溶液Ka c0 10 Kw，c0/Ka 100 (7-16)Ka c0 10 Kw，c0/Ka 100 (7-17)Ka c0 1

47、0 Kw，c0/Ka 100 (7-18)0cHaKwaKKHAH弱酸、弱碱水溶液酸度的计算弱酸、弱碱水溶液酸度的计算书书 p236 例题例题7-7，7-8,7-9,7-10。waKK0cHKa c0 10 Kw，c0/Ka 100 (7-17)Ka c0 10 Kw，c0/Ka 100 (7-18)0cHaKwKKbbcOHbbcOHK对一元弱碱而言：对一元弱碱而言：2023/1/24弱酸、弱碱水溶液酸度的计算弱酸、弱碱水溶液酸度的计算回顾回顾根据酸碱质子理论，写出下列分子或离子的共轭酸的化学式根据酸碱质子理论，写出下列分子或离子的共轭酸的化学式=共轭酸碱对中共轭酸碱对中Ka与与Kb的关系的

48、关系一元酸一元酸NH4+pKbpKaNH32023/1/24弱酸、弱碱水溶液酸度的计算弱酸、弱碱水溶液酸度的计算已知已知0.3 mol/L NaX溶液溶液pH=9.5，计算弱酸，计算弱酸HX的解离常数的解离常数Ka。解：解：cb=0.3 mol/LpOH=14-pH=14-9.5=4.5OH-=10-4.5同时同时OH-=310-62023/1/24缓冲溶液定义及作用原理缓冲溶液定义及作用原理缓冲溶液：缓冲溶液：具有能保持本身具有能保持本身pH值相对稳定性能值相对稳定性能的溶液的溶液(也就是不因加入少量强酸或强碱而显著也就是不因加入少量强酸或强碱而显著改变改变pH值的溶液值的溶液)。实验：50

49、ml纯水，pH=750mLHAc-NaAc溶液 c(HAc)=c(NaAc)=0.10molL-1 pH=4.74加入1滴(0.05ml)1molL-1 HClpH=3pH=4.73加入1滴(0.05ml)1molL-1 NaOHpH=11pH=4.75缓冲溶液定义及作用原理缓冲溶液定义及作用原理缓冲溶液：缓冲溶液：具有能保持本身具有能保持本身pH值相对稳定性能值相对稳定性能的溶液的溶液(也就是不因加入少量强酸或强碱而显著也就是不因加入少量强酸或强碱而显著改变改变pH值的溶液值的溶液)。由弱的共轭酸碱对组成的体系：由弱的共轭酸碱对组成的体系：HAc-Ac-，NH4+-NH3，H2CO3-HCO

50、3-，H2PO4-HPO42-某弱酸某弱酸HA与其共轭碱与其共轭碱A-组成的缓冲体系组成的缓冲体系某弱酸某弱酸HA与其共轭碱与其共轭碱A-组成的缓冲体系组成的缓冲体系某弱酸某弱酸HA与其共轭碱与其共轭碱A-组成的缓冲体系组成的缓冲体系AHHAH+AHHAOH-作用：使作用：使pH稳定在一个较窄的范围。稳定在一个较窄的范围。缓冲溶液的作用机制缓冲溶液的作用机制补充：高浓度强酸强碱则是因为本身浓度大对少量的酸补充：高浓度强酸强碱则是因为本身浓度大对少量的酸或碱的加入不敏感而达到稳定或碱的加入不敏感而达到稳定pH 值的作用的。值的作用的。缓冲溶液定义及作用原理缓冲溶液定义及作用原理由由Ca mol/