第三章酸碱平衡理论ppt课件.ppt

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1、第一部分酸碱平衡理论3.1酸碱平衡的理论基础3.2弱酸（碱）溶液的型体分布3.3溶液中的三大平衡3.4酸碱溶液中H+浓度计算第三章酸碱滴定法3．1酸碱平衡的理论基础质子理论对酸碱的定义：凡是能给出质子（H+）的物质就是酸凡是能接受质子的物质就是碱共轭酸碱对:如HAc和Ac-两性物质:同一种物质在不同的介质或反应中具有不同的酸碱性。如HCO3-H2PO42-HPO42-问题：指出下列酸的共轭碱：HAc、HCl、H2SO4、HCO3-、HS-、NH4+答案：Ac-、Cl-、HSO4-、CO32-、S2-、NH3问题：指出下列碱的共轭酸：H2O、SO3

2、2-、HS-、HCO3-、HPO42-、H2PO4-答案：H3O+(即H+)、HSO3-、H2S、H2CO3、H2PO4-、H3PO4在质子理论中，酸或碱可以是中性分子，也可以是阴离子或阳离子。酸碱反应的实质——质子的转移酸的离解碱的离解水的自递中和反应酸碱质子平衡在一定条件下酸碱反应达到一定平衡状态，采用化学标准平衡常数表达式表示酸碱反应平衡关系。1.对于酸的离解：2.对于其共轭碱的离解：或称为酸碱离解的标准平衡常数，其数值大小表明了酸碱离解反应能力的强弱程度。3.水的质子自递反应：共轭碱标准平衡常数换算对于多元弱酸及其共轭碱标准平衡常数之间换算（以三元

3、酸为例）：化学反应等温式，标准吉布斯函数与标准平衡常数的关系。最早的关于化学平衡的概念只是实验事实的总结，因而得到的是实验平衡常数。以K表示，量纲为。在SI和国家标准中不存在K这样的物理量。严格讲，对于实际溶液的反应，在表达式中应使用活度。若不涉及严密的理论处理，一般使用相对浓度。思考题：1已知NH3的离解平衡常数为10-4.74，求NH4+的离解平衡常数为多少？若将H2PO4-看作酸，其离解平衡常数为10-7.2，求其共轭碱的离解平衡常数。（H3PO4的三级电离平衡常数分别为：）NH4+的离解平衡常数为：H2PO4-的共轭碱为HPO42-,HPO42-作

4、为碱时，其离解平衡常数为：3.2弱酸（碱）溶液的型体分布浓度为0.1mol/L的HAc溶液，0.02mol/LHAc电离HAc以两种型体存在，HAc和Ac-1．平衡浓度=0.08mol/L=0.02mol/L。2．分析浓度=0.1mol/L,即总浓度。3．型体分布系数用δ表示一元弱酸溶液中各型体的分布HA为一元弱酸，在溶液中有两种型体存在，HA,A-其分布系数分别为影响大小的因素?以表示?例1，分别计算pH为3.0，4.0，5.0，6.0，7.0时各型体分布系数。当时，?；当时，?当时，?。课堂练习pH=4.74的溶液中，HAc的分析浓度为0.2mol/L

5、，求HAc和Ac-的平衡浓度分别是多少？（已知：HAc的电离平衡常数为：4.74）pH=9.26的溶液中，NH3的分析浓度为0.02mol/L，求NH3型体和NH4+型体的分布系数分别是多少？(其中，NH3的)多元酸溶液中各型体的分布H2A为二元酸，分析浓度为c，在溶液中存在三种型体H2A、HA-和A2-，其分布系数分别为2、1和o。上式分子分母同时乘以，变为同理，并且，2+1+o=1当时，，s为主要存在形式。当时，S为主要存在形式。当时，s为主要形式。从图中可看到，没有使单独存在的pH区间，这也是后面将要谈到的为什么草酸不能分步滴定的直观解释

6、。同理，可得到三元酸-磷酸在不同pH下各型体分布曲线。从图中可以看到，由于磷酸各级离解常数值相差较大，使H2PO4-和HPO42-单独存在的范围较宽。从中我们还可以直观地判断出多元酸碱分步滴定的可行性及各相应计量点pH的大致范围。在此pH区间只有H2PO4-在此pH区间只有HPO42-3.3溶液中的三大平衡物料平衡式在平衡状态下某一组分的分析浓度应等于该组分各种型体的平衡浓度之和。其数学表达式就是物料平衡式。c为组分的分析浓度，则有醋酸溶液：草酸溶液：c(H2C2O4)=ceq(H2C2O4)+ceq(HC2O4-)+ceq(C2O42-)电荷平衡式在平衡

7、状态下，正电荷的总量应等于负电荷的总量，溶液总是呈电中性。醋酸溶液氢氧化钠溶液碳酸钠溶液质子条件式在平衡状态下，酸失去质子的总数与碱得到质子的总数应相等。这种平衡的数量关系就是质子条件式。确立零水准建立质子条件式写出得失质子后所形成的产物的平衡浓度，分别放在等式的两边得失质子的数目作为平衡浓度的系数，等式两边分别用加号连接零水准：溶液中大量存在，参与了质子转移或传递反应的物质。得：H3O+（H+）零水准：HAcH2O失：Ac-OH-质子条件式:如一元弱酸醋酸水溶液:得：H3O+(H+)零水准：H2CO3H2O失：HCO3-CO32-OH-质子条件式:如二元

8、弱酸碳酸水溶液:得：HAcH3O+（H+）零水准：Ac-H2O失：