武汉大学分析化学课件——酸碱滴定.ppt

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1、第5章酸碱平衡及酸碱滴定法5.1滴定分析中化学平衡5.2平衡浓度及分布分数5.3酸碱溶液的H+浓度计算5.4对数图解法5.5缓冲溶液5.6酸碱指示剂5.7酸碱滴定原理5.8终点误差5.9酸碱滴定法的应用5.10非水溶液酸碱滴定简介5.1滴定分析中化学平衡四大平衡体系：酸碱平衡配位平衡氧化还原平衡沉淀平衡四种滴定分析法：酸碱滴定法配位滴定法氧化还原滴定法沉淀滴定法酸共轭碱+质子1酸碱平衡HFF-+H+H2PO4-HPO42-+H+H6Y2+H5Y++H+NH4+NH3+H+通式:HAA+H+酸碱半反应例:HF在水中的离解反应半反

2、应:HFF-+H+半反应:H++H2OH3O+总反应:HF+H2OF-+H3O+简写:HFF-+H+酸碱反应的实质是质子转移+102pm172pm252pm-229pm2酸碱反应类型及平衡常数HA+H2OA-+H3O+A+H2OHA+OH-一元弱酸(碱)的解离反应aH+aA-Ka=aHAaHAaOH-Kb=aA-多元酸碱的解离反应pKb1+pKa3=14.00pKb2+pKa2=14.00pKb3+pKa1=14.00H3PO4H2PO4-HPO42-PO43-Kb2Kb1Kb3Ka1Ka2Ka3Kbi=KwKa(n-i+1)

3、H2O+H2OH3O++OH-(25°C)共轭酸碱对(HA-A)的Ka与Kb的关系为溶剂分子的质子自递反应aH+aA-KaKb==KwaHAaHAaOH-aA-Kw=aH+aOH-=1.0×10-14pKa+pKb=pKw=14.00R.Kellner《AnalyticalChemistry》t0C010202530405060pKw14.9614.5314.1614.0013.8313.5313.2613.02中性水的pH=7.00?中性水的pH=pOHH++OH-H2OH++Ac-HAcOH-+HAcH2O+Ac-酸碱中

4、和反应(滴定反应)Kt—滴定反应常数1Kt==1014.00Kw1Kt==KaKbKw1Kt==KbKaKw3活度与浓度ai=gici活度：在化学反应中表现出来的有效浓度，通常用a表示溶液无限稀时:g=1中性分子:g=1溶剂活度:a=1Debye-Hückel公式：（稀溶液I<0.1mol/L）I：离子强度,I=1/2∑ciZi2,zi：离子电荷,B:常数,(=0.00328@25℃),与温度、介电常数有关,å：离子体积参数(pm)-lggi=0.512zi2I1+BåI-lggi=0.512zi2I活度常数K◦——与温度有

5、关反应：HA＋BHB++A-平衡常数aHB+aA-K◦=aBaHA浓度常数Kc——与温度和离子强度有关[HB+][A-]Kc==[B][HA]aHB+aA-=aBaHAgBgHA-gHB+gA-K◦gHB+gA-物料平衡(Material(Mass)Balance):各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度。电荷平衡(ChargeBalance):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(电中性原则)。质子平衡(ProtonBalance):溶液中酸失去质子数目等于碱得到质子数目。4质子条件式质量平衡方程（MBE）2

6、10-3mol/LZnCl2和0.2mol/LNH3[Cl-]=410-3mol/L[Zn2+]+[Zn(NH3)2+]+[Zn(NH3)22+]+[Zn(NH3)32+]+[Zn(NH3)42+]=210-3mol/L[NH3]+[Zn(NH3)2+]+2[Zn(NH3)22+]+3[Zn(NH3)32+]+4[Zn(NH3)42+]=0.2mol/L物料平衡各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度。电荷平衡方程（CBE)Na2C2O4水溶液[Na+]+[H+]=[OH-]+[HC2O4-]+2[C2O42-]电荷平衡溶液中正

7、离子所带正电荷的总数等于负离子所带负电荷的总数(电中性原则)。质子平衡溶液中酸失去质子数目等于碱得到质子数目。质子条件式（PBE）(1)先选零水准(大量存在,参与质子转移的物质)，一般选取投料组分及H2O(2)将零水准得质子产物写在等式一边,失质子产物写在等式另一边(3)浓度项前乘上得失质子数注意：同一种物质，只能选择一个形态作为参考水准例：Na2HPO4水溶液[H+]+[H2PO4-]+2[H3PO4]=[OH-]+[PO43-]零水准：H2O、HPO42-Na(NH4)HPO4[H+]+[H2PO4-]+2[H3PO4]=

8、[OH-]+[NH3]+[PO43-]Na2CO3[H+]+[HCO3-]+2[H2CO3]=[OH-]5.2平衡浓度及分布分数酸度对弱酸(碱)形体分布的影响1酸度和酸的浓度酸度：溶液中H＋的平衡浓度或活度，通常用pH表示pH=-lg[H+]酸的浓度：酸的分析浓度，包含未解离