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第五章 酸碱滴定法


分布曲线—分布分数与溶液pH值的关系曲 线,即δi-pH曲线。
2016/2/23 Analytical chemistry
例5-1 计算pH=5.00时,0.10mol· L-1 HAc溶液中各型体的 分布分数和平衡浓度。
解: 已知 Ka=1.8×10-5 , [H+]=1.010-5 mol· L-1
可见,公式是通用的,不必专门讨论。
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§ 5- 2
水溶液中的酸碱平衡
二、酸碱溶液中各组分的分布 2. 酸碱溶液中各组分的分布 (2)多元酸(碱)各型体的分布分数
H2C2O4 、 HC2O4- 、 C2O42- 三种型体 C=[H2C2O4]+[HC2O4-]+[C2O42-]
二、酸碱溶液中各组分的分布 2. 酸碱溶液中各组分的分布 (1)一元弱酸(碱)溶液
HA H A CHA [ HA] [ A ]
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Ka [ A ] [ HA] [ H ]
[A- ] [A- ] 1 1 同理, A- = + [ HA ] C HA [HA ] [A ] [H ] + 1 +1 [A ] Ka Ka 显然, A HA 1 [H ] Ka
酸碱滴定法
Acid-base titration
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Analytical chemistry
教学指导:
水溶液中的酸碱平衡
酸碱指示剂 滴定法对反应的要求 酸碱滴定曲线和指示剂的选择 酸碱标准溶液的配制与标定 应用实例
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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。 酸碱反应总是由较强酸、碱向生成弱碱、酸的方向进 行。
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§ 5- 2
水溶液中的酸碱平衡
一、酸碱质子理论
3. 溶剂的质子自递常数
H2O H+ + OHH+ + H2O H3O+ H2O (酸1) + H2O (碱2) H3O+ (酸2) + OH- (碱1)
H3O+ + OH碱型
得失质子数相等: [H3O+] = [A-] + [OH-]
酸型 零水准得 质子产物 碱型 零水准失 质子产物
质子条件式: [H+] = [A-] + [OH-]
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1 一元弱酸(碱)溶液 pH的计算
HA + H2O
H2O + H2O
1. 酸的浓度、酸度和平衡浓度 酸的浓度:单位体积溶液中所含某种酸的物质的量
(包括已解离的和未解离的),常用C表示。
酸 度:溶液中氢离子的活度,用pH表示。
平衡浓度:平衡时各组分的浓度,用[ ]表示。 分析浓度:溶液中各组分平衡浓度之和。
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§5-2
物料平衡 电荷平衡 *质子条件
化学平衡关系
[H+]的精确表达式 近似处理 近似式 进一步近似处理
最简式
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数量关系
物料平衡(Material<Mass>Balance):各物种的平衡
浓度之和等于其分析浓度。
电荷平衡(Charge Balance):溶液中正离子所带正
水溶液中的酸碱平衡
二、酸碱溶液中各组分的分布 2. 酸碱溶液中各组分的分布 分布系数:溶液中某组分的平衡浓度占其总浓度 的分数。
δi = [i] / c
掌握一元弱酸溶液和多元酸溶液中各组分的 分析浓度,平衡浓度及分布系数的计算。
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§5-2
水溶液中的酸碱平衡
离常数 Ka 和 Kb 定量地说明它们的强弱程度。
HAc + H2O H3O+ + Ac-
Ac-+ H2O
HAc + OH-
Ka · Kb = [H+][OH-] = Kw = 10-14 (25℃)
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§ 5- 2
水溶液中的酸碱平衡
二、酸碱溶液中各组分的分布
[ H ] Ka1 [ H ]2 Ka1 [ H ] Ka1 Ka2
0 C O 2
2 4
Ka1 Ka2 [ H ]2 Ka1 [ H ] Ka1 Ka2
故 H 2C2O4 HC O C O 2 1
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质子条件式的写法(重点)
先选零水准(大量存在,参与质子转移的物质). 将零水准得质子后的形式写在等式的左边,失
质子后的形式写在等式的右边.
有关浓度项前乘上得失质子数.
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例:一元弱酸(HA)的质子条件式: 零水准(Zero Level): H2O, HA H3 O+ + 酸型 AHA与H2O间质子转移: HA+H2O H2O与H2O间质子转移:H2O+H2O 零水准
§5- 1
概述
酸碱滴定法:利用酸碱间的中和反应来测定物质含量 的滴定分析方法。 反应的实质: 简单、方便 其他滴定法的基础 H+ + OH- = H2O
药物分析应用普遍(生物碱、有机酸等)
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§ 5- 2
一、酸碱质子理论
水溶液中的酸碱平衡
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C mol•L-1 H2A
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(3)三元酸H3A各组分的分布系数
分母由4项组成: M = [H+]3+[H+]2Ka1+[H+]Ka1Ka2+Ka1Ka2Ka3
x3 = [H3A]/c= [H+]3/M
0.0 0
2 2.16
4
6
8
10
12
pH
pKa 5.05 7.21 H2PO4-
pKa 5.11 12.32 HPO42-
pKa1 H3PO4
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pKa2
pKa3 PO43-
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§ 5- 2
水溶液中的酸碱平衡
三、酸碱水溶液中H+浓度的计算
全面考虑、分清主次、合理取舍、近似计算
1. 质子理论的酸碱概念
HA (酸)H++A-(碱)
HA和A-称为共轭酸碱对,仅相差1个质子 酸碱可以是中性分子,也可以是阳离子或阴离 子,不受是否带有电荷的限制。 酸碱具有相对性,同一物质随具体反应不同而 选择酸或碱。
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§ 5- 2
x2 = [H2A-]/c= [H+]2Ka1/M x1 = [HA2-]/c= [H+]Ka1Ka2/M x0 = [A3-]/c=Ka1Ka2Ka3/M
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1.0 H3PO4
x
磷酸(H3A)的型体分布图 H2PO4HPO42-
0.5
PO43-
[ H 2C2O4 ] [ H 2C2O4 ] 2 C [ H 2C2O4 ] [ HC2O4 ] [C2O4 ]
1 1 2 [ HC2O4 ] [C2O4 ] 1 Ka1 Ka1 Ka2 1 [H ] [ H ]2 [ H 2C2O4 ] [ H 2C2O4 ]
水溶液中的酸碱平衡
一、酸碱质子理论
2. 溶剂合质子概念
HCl H+ + ClH+ + H2O H3O+ HCl (酸1) + H2O (碱2) H3O+ (酸2) + Cl- (碱1)
酸的离解是一个形成溶剂合质子的过程,实质是质子的 转移过程,在反应中,溶剂起碱的作用。而碱的解离溶剂 起酸的作用。 酸碱是相对的,物质是酸还是碱,取决于它对质子的亲 和力的相对大小。
溶剂的质子自递反应:溶剂分子之间发生的质子转移 反应。 溶剂的质子自递常数:反应的平衡常数。 KW=[H+][OH-]=10-14
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§ 5- 2
水溶液中的酸碱平衡
一、酸碱质子理论
4. 共轭酸碱对离解常数的关系 酸碱的强弱取决于物质给出质子或接受质子能力。用解
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§ 5- 2
水溶液中的酸碱平衡
一、酸碱质子理论
2. 溶剂合质子概念
HCl (酸1) + H2O (碱2) H3O+ (酸2) + Cl- (碱1) NH3(碱1) + H3O+ (酸2) H2O(碱2) + NH4+ (酸1) HCl (酸1)+ NH3(碱2) NH4+ (酸2) + Cl- (碱1)
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