暨南大学分析化学课件：化学平衡和分布曲线.ppt

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1、第三章滴定分析法第二节化学平衡与分布曲线一、酸碱平衡与分布曲线二、溶液中的化学平衡2021/10/5一、酸碱平衡与分布曲线化学反应进行的程度通常用反应的平衡常数来衡量。化学平衡是化学分析法的基础。本节从分析化学的角度讨论有关的反应平衡及相关问题。1.酸碱平衡与平衡常数HA+H2O=H3O++A-Ka=[H+][A-]/[HA]A-+H2O=HA+OH-Kb=[HA][OH-]/[A-]Ka·Kb=Kw2021/10/5酸共轭碱+质子酸碱平衡HFF-+H+H2PO4-HPO42-+H+H6Y2+

2、H5Y++H+NH4+NH3+H+通式:HAA+H+酸碱半反应2021/10/5例:HF在水中的离解反应半反应: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2021/10/5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)2021/10/5H2O+H2OH

3、3O++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=14.002021/10/5一、酸碱平衡与分布曲线2.平衡浓度及分布曲线酸度对弱酸(碱)形体分布的影响2021/10/5酸度：溶液中H＋的平衡浓度或活度，通常用pH表示，pH计可测得酸度pH=-lg[H+]酸的浓度：即酸的分析浓度，包含未解离的和已解离的酸的浓度，是酸的总浓度对一元弱酸：c

4、HA＝[HA]+[A-](1)酸度和酸的浓度0.1mol/LHCl与0.1mol/LHAc具有不同酸度，但有相同的浓度。2021/10/5分布系数：溶液中某酸碱组分的平衡浓度占其分析浓度的分数，用δ表示“δ”将平衡浓度与分析浓度联系起来[HA]＝δHAcHA,[A-]=δA-cHA一元弱酸溶液多元弱酸溶液(2)分布系数2021/10/5[HAc][HAc]Ka[HAc]+[H+]=(a)分布系数——一元弱酸HAcAc-H++cHAc=[HAc]+[Ac-][HAc]δHAc==cHAcdef[H

5、+]=[H+]+KaδHAc[HAc]+[Ac-][HAc]=[Ac-][Ac-]δAc-===cHAc[HAc]+[Ac-]def[H+]+KaKa=δAc-2021/10/5δHA＋δA-＝1分布系数的一些特征δ仅是pH和pKa的函数，与酸的分析浓度c无关对于给定弱酸，δ仅与pH有关[H+]=[H+]+KaδHA[H+]+KaKa=δA-2021/10/5例题计算pH4.00和8.00时HAc的δHAc、δAc-解:已知HAc的Ka=1.75×10-5pH=4.00时pH=8.00时δHAc=

6、5.7×10-4,δAc-≈1.0[H+]δHAc==0.85[H+]+KaKaδAc-==0.15[H+]+Ka例3-9(P40)2021/10/5对于给定弱酸，δ对pH作图→分布系数图pHδHAδA-pKa-2.00.990.01*pKa-1.30.950.05pKa-1.00.910.09*pKa0.500.50pKa+1.00.090.91*pKa+1.30.050.95pKa+2.00.010.99不同pH下的δHA与δA-*pKa0.500.50*pKa+1.30.050.95*pKa

7、-1.30.950.052021/10/5HA的分布分数图（pKa）分布系数图的特征两条分布系数曲线相交于pKa（δHA=δA-=0.5）pHpKa时，溶液中以A-型体为主通过控制溶液酸度可到所需的型体2021/10/5HAc的分布系数图（pKa=4.76）3.466.06pKa±1.3pHHAcAc-4.76分布系数图优势区域图2021/10/5HF的分布系数图（pKa=3.17）HFF-pKa3.17pH优势区域图1.00.50.0δ024681012pH

8、3.17HFF-2021/10/5HCN的分布系数图（pKa=9.31）pKa9.31优势区域图HCNCN-pH024681012pH1.00.50.0δ9.31HCNCN-2021/10/5阿司匹林pH=1.0pH=8.4假设H+,A-等离子不能穿透隔膜,HA分子可自由通过隔膜.达平衡时,隔膜两边的HA浓度相等，即[HA]血=[HA]胃阿司匹林是一种弱酸(即乙酰水杨酸),pKa=3.5.计算阿司匹林在胃中的吸收比率。pH=7.4pH=1.0血浆隔膜胃药物的吸收方式可表示为H++A