3第四章酸碱滴定法

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1、第四章酸碱滴定法教学目的、要求：掌握各种酸碱溶液中氢离子浓度的计算；熟悉酸碱指示剂的变色原理和变色范围；了解混合指示剂的原理。掌握各类酸碱滴定中滴定突越范围、影响因素、准确滴定的条件及指示剂的选择；熟悉各类滴定过程中氢离子浓度的计算。掌握滴定误差的计算方法；熟悉标准溶液的配置方法；了解酸碱滴定法的应用。教学重点及难点：酸碱溶液中氢离子浓度的计算，酸碱指示剂的变色原理和变色范围。各类酸碱滴定误差.§4.1酸碱溶液中氢离子浓度的计算一、强酸（碱）溶液的pH计算（1）当强酸（碱）C＞10－6mol/L时，可忽略水的离解，用最简式计算：[H＋]=C酸（或[OH－]=C碱）

2、（4-1）pH＝－lg[H＋]=－lgC酸pOH＝－lg[OH－]=－lgC碱（2）当强酸（碱）C≤10－6mol/L时，不可忽略水的离解，可用精确式计算：对于强碱可按同样的处理方法。二、一元弱酸（碱）溶液的pH计算1．质子条件式：设弱酸为HA，浓度为Camol/L2．精确式：利用离解常数式将上式中各项写成[H+]的函数得：（4-2）由分布系数得：代入上式得：上式为精确式。3．近似式和最简式（1）当CaKa≥20KW时，（4-2）式中可忽略KW项。[HA]=Ca—[H+]，代入（4-2）整理得：（近似式）（4-2b）（2）当CaKa＜20KW，且Ca/Ka＞500

3、时，酸的离解可忽略，水的离解不可忽略。由（4-2）式得：（近似式）（4-2c）（3）当CKa≥20Kw，且C/Ka≥500时，可用最简式计算：弱碱：处理方式一样。当CKb≥20Kw，且C/Kb≥500时，可用最简式计算：三、多元酸（碱）溶液的pH计算1．质子条件式：（以H2A为例）82.精确式：由分布系数得出[HA-]、[A2-]的表达式，代入上式既得精确式。3．近似式和最简式利用离解常数式将质子条件式各项写成[H+]的函数。整理得：（4-3）（1）当时，（4-3）式项可忽略。（2）当时，第二步离解也可忽略。相当于一元弱酸，忽略水的离解，得其近似式：（4-3a）（

4、3）当，，时，Ca—[H+]≈Ca，水的离解可忽略，得其最简式：（4-3b）多元碱：处理方式相同。最简式：四、两性物质溶液的pH计算既可提供质子又可接受质子的物质称为两性物质。如常见的酸式盐。其pH准确计算比较复杂。（一）酸式盐NaHA1.质子条件式：2.精确式：将、用分布系数式代入质子条件式即可得精确式。3．近似式和最简式：用离解常数式将质子条件式各项写成[H+]的函数并整理得：（4-4）（1）一般酸式盐的均较小，可忽略HA-的离解和水解，即：[HA-]≈C，代入（4-4）式得：（近似式）（4-4a）（2）当时，（4-4a）式可忽略KW项得：（近似式）（4-4b

5、）（3）当，且时，，8（4-4b）式可变为：（最简式）（4-4c）如NaHCO3溶液H＋浓度的最简式为：Na2HPO4溶液H＋浓度的最简式为：（二）弱酸弱碱盐推导方式如上，其近似式和最简式如下：（4-4d）五、缓冲溶液pH的计算缓冲溶液常由弱酸与其共轭碱或弱碱与其共轭酸组成。例如HA（Ca）—A-（Cb）。1.质子条件式：2.精确式：（5-1）3.近似式和最简式：（1）溶液呈酸性时：[OH-]可忽略：（2）当时，得最简式：或（5-1a）§4-2指示剂一、变色原理酸碱指示剂通常是一些有机弱酸或弱碱，这些弱酸或弱碱与其共轭碱或酸因其结构不同而具有不同的颜色。HIn==

6、=H＋＋In－酸式色碱式色即这些弱酸或弱碱与其共轭碱或酸的平衡浓度随溶液pH的改变而改变，而溶液的颜色决定于[In－]/[HIn]的值，和溶液pH有关，在一定的pH条件下，溶液具有一定的颜色，当pH改变时，溶液的颜色就相应地发生改变。二、变色范围1.变色范围当[In－]/[HIn]的比值在10~81/10之间发生改变时，通过人眼可以观察到溶液颜色由碱式色变为酸式色，这一变化所在的pH范围称为指示剂的变色范围。即pH=pKHIn±1KHIn为指示剂的离解平衡常数。当pH在pKHIn-1以下时，溶液只显酸式的颜色，pH在pKHIn+1以上时，只显示碱式的颜色。pH=p

7、KHIn时，溶液的颜色是酸式色和碱式色的中间色。各种指示剂的变色范围随指示剂离解平衡常数KHIn的不同而异。有的在酸性溶液中变色，如甲基橙、甲基红等，有的在中性附近变色，如中性红、酚红等，有的在碱性溶液中变色，如酚酞、百里酚酞等。一般指示剂的变色范围越窄越好。2.影响因素（1）温度：温度的改变将改变指示剂的离解常数。（2）指示剂的用量（3）中性电解质等三、混合指示剂1.目的：利用颜色互补的原理使滴定终点颜色变化更敏锐。2.类型：（1）指示剂+惰性染料滴定过程中惰性染料的颜色不变，以之为背景。使终点前与终点时颜色色差增大，变色更敏锐。例：甲基橙+靛蓝混合指示剂。（2

8、）指示剂+