第四章__酸碱滴定法
Ka Kb KW 1.0 1014 (25 C)
Kb
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KW Ka
pKb pKw pKa
pKa pKb pK w 14.00
t 0C pKw 0 14.96 10 14.53 20 14.16
25
30 13.83
40 13.53
50 13.26
HC2O4- + H+
HC2O4H2C2O4
C2O42- + H+
C2O42- + 2 H+
2 [C2O4 ][H ] K a2 [HC2O4 ]
2 [C2O4 ][H ]2 K1K a2 [H 2C2O4 ]
2 c[C2O4 ][H C2O4 ][H 2C2O4 ]
失去质子后的产物失去质子的摩尔数相等,按
此列出的方程称质子平衡方程。
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2、用途: 根据质子条件,可得到溶液中浓度与有关组 分浓度的关系式,即计算公式。
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3、方法: 根据参考水准来写质子平衡方程。
参考水准的选择:
选择一些酸碱组分做参考,以他们作为水准来 考虑质子的得失。通常是原始的酸碱组分,大
碱
+
质子
酸碱可以是阳离子,阴离子,也可以是中性分子。
有酸才有碱,有碱必有酸,酸中有碱,碱可变酸。
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3、共轭酸碱对
HAc
H2O + H+
H+ + AcH3O+
HAc + H2O
H3O+ + Ac-
酸1
碱2
酸2
碱1
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H2O +
NH3
NH4+ + OH-
酸1
碱2
酸2
碱1
PO43-
PBE:
3 [H ] [ H 2PO4 ] 2[ H3PO4 ] [OH ] [ PO4 ]
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例4 写出c mol· L-1 NH4H2PO4溶液的PBE
得质子 参考水准 H2O
失质子 OH-
H+
+H+
-H+
NH4+
+H+ H3PO4 H2PO4-
由得失一个质子而发生共轭关系的一对酸碱,称为共 轭酸碱对
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4、水分子的两性
H2O + 酸1
H2O
碱2
H3O
酸2
+
+ OH
碱1
-
KW [H3O ][OH ] 1.0 1014 (25 C)
pKw 14.0
质子自递常数(水的离子积)
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5、酸碱反应实质
PO4
3
[H ]3 Ka1[H ]2 K a1K a2[H ] K a1K a2 K a3
Ka1Ka2 Ka3
H
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3PO4
H 2 PO4
2 HPO4
3 PO4
1
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四、大于三元酸的多元酸溶液
分母为一含有n+1项的多项式
系数δNH3仅仅决定于溶液的pH值 ,是溶液酸度的函
数。
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2、磷酸的pKa1 、pKa2、 pKa3分别为2.12、7.20、 12.36,在pH=1.0的磷酸溶液中,磷酸的主要存在 形体为: A. 磷酸根 C. 磷酸二氢根
D
B. 磷酸一氢根 D. 磷酸分子
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第三节 酸碱溶液pH值的计算
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2、平衡浓度与分析浓度 (1)平衡浓度: 共扼酸碱处于平衡状态时的浓度,用[ ]表示; (2)分析浓度: 各种存在形式的平衡浓度的总和,用 c 表示 C = [ ] +[ ] +[ ] +…
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3.分布系数 某种平衡浓度占总浓度的分数,用δ表示 δ =[ ] / c
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一、一元酸溶液
以HAc为例
HAc
Ac- + H+
c [ HAc] [ Ac ]
HAc
[ HAc] [ HAc] [ HAc ] [ Ac ] c
] 1 [ H Ka 1 [H ] K a [H ]
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[ H ][ Ac ] Ka [ HAc]
第四章 酸碱滴定法
以酸碱反应为基础的滴定方法
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第一节 酸碱平衡的理论基础
酸碱理论
电离理论 电子理论 质子理论
酸——能电离出H+的物质 碱——电离出OH-的物质 酸——凡能接受电子的物质 碱——凡能给出电子的物质 酸——凡能给出质子的物质 碱——凡能接受质子的物质
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H
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2 1 C O HC2O4 C2O4 2 2 4
pKa1=1.23 pKa2=4.19
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三、三元酸溶液
H 3 PO4 [H ]3 K [H ]2 K K [H ] K K K a1 a1 a 2 a1 a 2 a3
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练习题
1. 在 NH3· H2O溶液中, NH3的分布系数决定于下
列因素中的哪一个?
A. NH3· H2O的分析浓度
C B. 平衡浓度[NH3]
C. 溶液的pH值
D. NH3的pKb
•原因:公式中虽然含有Kb和pH,但对于 NH3· H2O
来讲,它在水溶液中的Kb是一个常数,因此,分布
+H+
参考水准
-H+
失质子 OH-
-H+
H2O HB
B-
PBE:
[ H ] [OH ] [ B ]
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例3 写出c mol· L-1 Na2HPO4溶液的PBE
得质子 参考水准 -H+ 失质子 OH-
H+
+H+
H2O
-
H2PO4 H3PO4
+H+ +2H+
HPO42-
-H+
HCl + NH3 NH4+ + Cl-
酸1
碱2
酸2
碱1
结果是各反应物转化为它们各自的共轭酸或共轭碱。 实质: 质子传递过程
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二、酸碱离解平衡
1、离解常数: 溶液中有以下弱酸化学平衡
HA
A- + H+
[ H ][ A ] c Ka [ HA]
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2、酸碱的强弱 酸碱的强弱定量地用酸碱的离解常数Ka、Kb
B. H3O+是水溶液中的最强酸
C. H3O+的共轭碱是OHD. OH-是水溶液中的最强碱
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3、根据酸碱质子理论下列化合物中不属于酸的 是 (
D
)
A. HCO3-
B. NH4+
C. HAc
D. Ac-
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第二节 不同pH溶液中酸碱存在形式分布
1、重要性: 酸碱平衡体系中,酸或碱的各种存在形式的 分布,在分析化学中非常重要。 了解酸度对溶液中酸或碱的各种存在形式分 布的影响规律。
[ H ][ Ac ] Ka [ HAc]
Ac- + H2O
OH-
[OH ][ HAc] + HAc Kb [ Ac ]
a (H + ) a (A) a (HA) a (OH ) Ka Kb Kw a (HA) a (A)
[ H ][OH ]
1 [ Ac ] 1 [ HAc]
Ac
1 [ Ac ] [ Ac ] [ HAc ] [ HAc ] [ Ac ] c 1 [ Ac ] K 1 a [ H ] [ H ] K 1 a Ka
HAc
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Ac
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[H ]2 H C O [H ]2 K [ H ] K K 2 2 4 1 a2 a1
K [H ] a1 HC2O4 [H ]2 K [H ] K1K a2 a1
K1K a2 2 C2O4 [H ]2 K [H ] K K 1 a2 a1
NH3 + H2O
-
OH + HAc
OH
-
-
Kb 5.60 1010
Kb 1.80 105
+ NH4
+
S2- + H2O
OH- + HS-
Kb 1.41
强弱顺序: S 2- > NH3 > Ac-
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3、共扼酸碱对Ka及Kb之间的关系
HAc + H2O
H3O+ + Ac
-H+ -H+ -2H+
NH3 HPO42PO43-
3 2 PBE: [H ] [H3PO4 ] [OH ] 2[PO4 ] [HPO4 ] [ NH3 ]
60 13.02
14.00
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1、H3O+是水溶液中能够存在的最强的酸 2、OH-是水溶液中能够存在的最强的碱 酸的强度 强酸 中强酸 弱酸 极弱酸 pKa <0 >0, <3 >3, <11 >11 碱的强度 强碱 中强碱 弱碱 极弱碱 pKb <0 >0, <3 >3, <11 >11