酸碱滴定曲线课件.ppt

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1、第五章酸碱滴定法§1概述§2水溶液中的酸碱平衡§3酸碱指示剂§4酸碱滴定法的基本原理§5滴定终点误差§6应用与示例§1概述酸碱滴定法（acid-basetitration）:以质子传递反应为基础的滴定分析法，是滴定分析中最重要的方法之一。应用的对象：一般酸、碱以及能与酸、碱直接或间接发生质子转移反应的物质§2水溶液中的酸碱平衡一、酸碱质子理论1.酸碱定义和共轭酸碱对凡能给出质子的物质是酸，如HCl、HAc、NH4+、HPO42-等；凡能接受质子的物质是碱，如Cl-、Ac-、NH3、PO43-等。酸失去质子后变成相应的共轭碱；而碱接受质子后变成相应

2、的共轭酸。如下式表示：酸碱质子HA-A-称为共轭酸碱对（二）酸碱反应的实质酸碱反应的实质是质子的转移，而质子的转移是通过溶剂合质子来实现的。溶剂合质子是H+在溶剂中的存在形式，若以H2O表示溶剂分子，HA代表酸，酸和溶剂作用生成溶剂合质子的过程可表示为：HA+H2OH3O++A-例如，盐酸与氨在水溶液中的反应HCl+H2OH3O++Cl-NH3+H3O+NH4++H2O总式HCl+NH3NH4++Cl-酸碱反应实际上是两个共轭酸碱对之间的质子的传递反应，其通式为：其中酸1与碱1为共轭酸碱对；酸2与碱2为共轭酸碱对。以下各类型的质子转移，均可看作是

3、酸碱反应酸的离解：如HAc+H2OH3O++Ac-酸1碱2酸2碱1碱的离解：如NH3+H2OOH-+NH4+碱1酸2碱2酸1酸碱中和：如HCl+NH3NH4++Cl-酸1碱2酸2碱1盐的水解：如NaAc+H2ONaOH+HAc碱1酸2碱2酸1（三）溶剂的质子自递反应溶剂的质子自递反应：在溶剂分子间发生的质子转移反应。反应式为：H2O+H2OOH—+H3O+酸1碱2酸2碱1KW=C(H3O+)C(OH-)=1.0×10-1425℃即pKW=pH+pOH=14（四）酸碱的强度在水溶液中酸、碱的强度用其平衡常数Ka、Kb来衡量。Ka（Kb）值越大，酸（

4、碱）越强。HAc+H2OH3O++Ac-Ka=1.75×10-5NH4++H2OH3O++NH3Ka=5.5×10-10HCl+H2OH3O++Cl-Ka=1.55×106三种酸的强度顺序是：HCl＞HAc＞NH4+共轭酸碱对的Ka和Kb的关系以一元弱酸在水中的离解为HA+H2OH3O++A—HA的共轭碱A-在水溶液中的离解为即Ka·Kb=Kw或pKa+pKb=pKw可见酸的强度与其共轭碱的强度是反比关系。酸愈强（pKa愈小），其共轭碱愈弱（pKb愈大），反之亦然。即Ka·Kb=Kw或pKa+pKb=pKw=14多元酸在水中分级电离，其水溶液中存

5、在着多个共轭酸碱对。例如：三元酸H3AA3-+H2OHA2-+OH-HA2-+H2OH2A-+OH-H2A-+H2OH3A+OH-由此可见，多元酸HnA最强的共轭碱An-1的离解常数Kb1对应着最弱的共轭酸HAn-1的Kan；而最弱的碱Hn-1A-的离解常数Kbn对应着最强的共轭酸HnA的Ka1。例1计算HS-的Kb值。解：HS-为两性物质，这里指的是作为碱时的离解常数，由HS-+H2OH2S+OH-查得H2S的Ka1=5.1×10-8，则二、溶液中酸碱组分的分布（一）酸的浓度和酸度酸的浓度：是指在一定体积溶液中含有某种酸溶质的量，即酸的分析浓度

6、，包括已离解的酸浓度和未离解酸的浓度，用c酸表示。酸度：溶液中的氢离子浓度c(H+)，当其值很小时，常用pH表示。（二）酸碱的分布系数分布系数：在弱酸（碱）溶液中各型体存在的平衡浓度与溶液的分析浓度的比值，称为分布系数，用δ表示。1.一元弱酸溶液中各型体的分布系数以HAc为例HAcH++Ac-一元弱碱的分布系数以NH3为例NH3+H2OOH—+NH4+多元弱酸溶液的分布系数以二元弱酸H2A为例，推导：同理可得HnA弱酸与M(OH)n弱碱溶液各型体的分布系数（三）酸度对酸碱型体分布的影响对于一定的酸（碱），分布系数是溶液酸度的函数。如果以pH值为横

7、坐标，分布系数为纵坐标，可绘制各种酸碱的δ-pH曲线。1.一元弱酸溶液以HAc为例，其δ-pH曲线见书P54图5-1。2.多元酸溶液以草酸为例，其δ-pH曲线见书P55图5-2。三、酸碱溶液的pH计算(一)质子条件式质子条件式(protonbalanceequation)：酸碱反应达到平衡时，酸失去的质子数应等于碱得到的质子数。这种质子等衡关系称为质子条件，其数学表达式称为质子条件式。也叫质子平衡式。质子条件可，也可通过质子平衡式得出。（1）根据物料平衡和电荷平衡导出质子条件如：该溶液的物料平衡式和电荷平衡式解联立方程得：（2）利用质子平衡导出质

8、子条件：其步聚是：1、找出零水准：是选择溶液中大量存在并参加质子条件转移的物质为“零水准”（又称参考水准）。2、然后根据质子转移数相等的