南开大学无机及分析化学教学教案之 (6).ppt

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1、第五章酸碱平衡·酸碱滴定分析5.1酸碱平衡5.1.1酸碱质子理论5.1.2酸碱平衡5.2弱酸、弱碱各型体的分布系数5.2.1一元弱酸水溶液中各型体的分布系数5.2.2多元弱酸、碱水溶液中各型体的分布系数5.3酸、碱溶液中H+浓度的计算5.3.1物料平衡、电荷平衡、质子平衡5.3.2酸碱水溶液中H+浓度的计算考试成绩分布情况5.4缓冲溶液5.4.1缓冲溶液的缓冲容量5.4.2缓冲溶液pH值的计算5.4.3常用缓冲溶液5.4.4标准缓冲溶液5.5酸碱滴定分析5.5.1一些基本概念5.5.2酸碱指示剂5.5.4终点误差5.5.3酸碱滴定

2、法的基本原理5.5.5酸碱标准溶液的配制与标定5.6酸碱滴定法应用示例5.6.1混合碱中有关组分的测定5.6.2铵盐中氮的测定5.6.3磷的测定5.6.4硼酸的测定5.1酸碱平衡酸碱平衡的研究在化学研究和化工生产上都有很重要的意义。例如，在后续章节中对于配位平衡、沉淀溶解平街、氧化还原平衡的研究应用中也都会涉及到酸碱平衡的问题。人类对酸碱的认识经历了一个漫长的过程：阿仑尼乌斯(Arrhenius)的酸碱电离理论；布朗斯特——劳莱(Brφnsted—Lowry)的酸碱质子理论；路易斯(Lewis)的酸碱电子理论。5.1.1酸碱质子理

3、论阿仑尼乌斯酸碱电离理论认为：在水中凡是能电离出H＋的物质叫做酸，凡是能电离出OH－离子的物质叫做碱。它的局限性主要有两点：①对某些物质，例如NaAc、Na2CO3的酸碱性不能解释。②对非水体系中物质的酸碱性不能解释。例如：Na2CO3、NaAc等物质是碱性的，但在阿仑尼乌斯酸碱电离理论中，它却不是碱，因为Na2CO3在水溶液中自身并不能电离出OH－，它的碱性只能用盐水解的概念来解释。又例如，氯化氢和氨在苯中并不能电离，但能生成氯化铵。1923年布朗斯特和劳莱分别提出酸碱质子理论。以下根据酸碱质子理论对酸碱的定义、酸碱反应的平衡、

4、酸碱的强度、溶液中[H＋]的计算等进行讨论。1．酸碱的定义酸碱质子理论认为：凡是能给出质子的物质(质子授体)叫做酸，凡是能接受质子的物质(质子受体)叫做碱。酸碱质子理论不仅扩大了水溶液中酸碱的定义，并且使酸碱反应也不仅仅局限于水溶液之中。根据酸碱质子理论，HCl、HNO3、HSO4－、HAc等是酸，NH4＋也是酸，因为它仍都能给出质子。NaOH、Ba(OH)2是碱，NH3、Na2CO3等也是碱，因为它仍都能接受质子。它们的酸碱性可用下式表示出来H2O、HAc、NH4＋、HCO3－都能给出H＋，所以它们是酸。OH－、Ac－、NH3、

5、CO32－都能接受H＋，所以它们是碱。以上这些式子在酸碱质子理论中叫酸碱半反应，因为它们只单方面地反映了酸给出质子或碱得到质子的情况。从以上还可以看出，酸给出H+后的产物，因为它或多或少地具有了接受H+的能力，所以酸给出H+后的产物就是碱。而碱在接受了H+以后，其产物就具有了给出H+的能力，所以碱在获得H+后的产物就是酸。在酸碱质子理论中，酸与碱的这种相互依存的关系称之为共轭关系。例如，HAc是Ac－的共轭酸，Ac－是HAc的共轭碱。对于HCO3－这样的物质，因它既可以给出H+，又可以接受H+，所以把这类物质称为酸碱的两性物质。2

6、.酸碱反应在酸碱质子理论中，无论是酸给出H+的过程，还是碱获得H+的过程都不能单独存在。酸所给出的H+必须要有碱来接受，碱所接受的H+必须要有酸来提供，所以酸给出H+的过程和碱接受H+的过程是相互依存、同时存在的。实际上酸碱反应是两个共轭酸碱对共同作用的结果。例1HAc在水中的离解(或称电离)HAc在水中的离解实际上是两个共轭酸碱对共同作用的一个酸碱反应。HAc给出H+的半反应HAcH＋+Ac－H2O得到H+的半反应H2O+H+H3O+总反应(5.1)在这个反应中HAc能给出H+是酸，H2O能接受H+是碱。而Ac－就是HAc的共轭

7、碱，Ac－和HAc是一个共轭酸碱对。H3O+就是H2O的共轭酸，H3O+和H2O是一个共轭酸碱对。式(5.1)所代表了HAc的电离。在酸碱质子理论中对于弱酸的电离，其反应式严格地讲都应按(5.1)式的模式来书写，但为了简便起见，有时仍把弱酸(HB)的电离简写成：HBH++B－但要注意，这仅仅是简式而已，心目中切不可忘记溶剂水在弱酸的电离中所起的作用。例2NH3在水中的离解NH3接受H+的半反应NH3+H+NH4+H2O给出H+的半反应H2OH++OH－总反应(5.2)例3NaAc的水解NaAc的水解是一个酸碱反应NaAcNa++A

8、c－H2O给出H+的半反应H2OH++OH－Ac－得到H+的半反应Ac－+H+HAc总反应(5.3)例4水的自偶电离H2O给出H+的半反应H2OH++OH－H2O得到H+的半反应H2O+H+H3O+总反应(5.4)此反应式可简写成H2OH++OH－