水溶液中的酸碱平衡.
④ Ka•Kb = [H+][OH-]=Kw=10-14 (3—2)
注意:多元酸、碱的离解常数的Ka、
Kb对应关系
H3PO4
H2PO4 - + H+
Ka1
Kb3
H2PO4-
HPO42- + H+
Ka2
Kb2
HPO42-
PO43- + H+
Ka3
Kb1
多 元 酸 碱 在 水 中 逐 级 离 解 , 强 度
概念和关系式:
( a )“共轭酸碱对” :因一个质子的得失 而互相转变的每一对酸碱。
( b)“酸碱半反应” :各个共轭酸碱对的 质子得失反应。
例如:弱酸、弱碱的离解以及盐类的水解等等。
醋酸在水中的离解:
半反应1 HAc(酸1)
Ac- (碱1) + H+
半反应2 H+ + H2O(碱2)
H3O+(酸2)
HAc(酸1) + H2O (碱2)
H3O+(酸2) + Ac- (碱1)
共轭酸碱对
氨在水中的离解:
半反应1 半反应2
NH3(碱1)+ H+ H2O(酸2)
NH4+(酸1) OH-(碱2)+ H+
NH3(碱1) + H2O (酸2)
OH- (碱2) + NH4+ (酸1)
共轭酸碱对
(c)水的质子自递反应及其常数 水溶液中
0.064mol / L
2.3 多元酸溶液
H2C2O4
HC2O4-+ H+
HC2O4-
C2O42- + H+
(3—4a~c) C H2C2O4 HC2O4 C2O42
2
H பைடு நூலகம்C2O4
H 2C2O4 C
H 2 H 2 Ka1 H Ka1 Ka2
注意变换的离解常数:
1.3 酸碱离解平衡的几点结论
①酸碱的强弱取决于给出质子或接受质 子能力的强弱。
②共轭酸碱中,如果酸越容易给出电子 ,酸性越强其共轭碱的碱性就越弱。
如: HClO4 ,HCl……
③酸碱的离解常数Ka,Kb大小可以定量 证明其强弱。
Ka↑,给质子能力↑强,酸的强度↑
Kb↑,得质子能力↑强,碱的强度↑
H2O + H2O
H3O+ + OH –
水的离子积
(3—1)
pH pOH 14
(d)弱酸弱碱的离解常数 Ka,Kb
HA + H2O
H3O+ + A-
(酸的离解常数)
Ka
H3O A
HA
H A
HA
A-+ H2O
OH- + HA
(碱的离解常数)
OH HA Kb A
[某种型体的平衡浓度] [分析浓度]
( ) HOAc
HOAc
1
C
( ) OAc
OAc
0
C
(4)分布曲线 分布系数δ与溶液pH值间的关系曲线
称为分布曲线。
2.2一元酸的分布曲线
例:HA总浓度为C,[HA]和[A-]代表它们
的平衡浓度,δ1和δ0分别代表HA和A-的 分布系数。
酸的浓度:(又称酸的分析浓度)它是指单 位体积溶液中所含某种酸的物质的量(mol), 即总酸度,它包括未离解的酸的浓度。用“C” 表示。
(2)平衡浓度
在酸碱平衡体系中,通常存在于多种酸 碱组分(或称存在形式),这些组分的浓 度称为平衡浓度。
(3)分布系数
某一种存在形式的平衡浓度占总浓度的
分数,用δ表示之。
1
HC2O4
HC2O4 C
Ka1 H H 2 Ka1 H Ka1 Ka2
0
C2O42
C2O42 C
Ka1 Ka2 H 2 Ka1 H Ka1 Ka2
第三章 酸碱滴定法
水溶液中的酸碱平衡 酸碱指示剂 酸碱滴定法的基本原理 应用与示例
1. 酸碱平衡的理论基础
1.1酸碱电离理论
酸——能电离出H+的物质 碱——能电离出OH-的物质 局限性:不能解释不含OH-的碱性物质
1.2酸碱质子理论
酸——凡能给出质子的物质
碱——凡能接受质子的物质
特点:
1)具有共轭性
0 1 2 1
讨论
Ka[一H+定]时有,关δ0 ,δ1和δ2与
•
pH 主
<
pKa1,H2C2O4为
• pH = pKa1,
[H2C2O4] = [HC2O4-]
如:HA
A- + H+
2)具有相对性
如: HCO3-既为酸,也为碱 (两性) 3)具有广泛性
如:H2O 中性分子,既可为酸,也可为碱
举例
áË HAC H2CO3 HCO3NH4+ H6Y2+ NH3OH+ (CH2)6N4H+
Ë AcHCO3CO32-
NH3 H5Y+
NH2OH
(CH2)6N4
ËË× + H+ + H+ + H+ + H+ + H+ + H+ + H+
逐级递减
K K K
a1
a2
a3
K K K
b1
b2
b3
K K K K K K
a1
b3
a2
b2
a3
b1
K 1.0 1014 W
2. 溶液中弱酸、弱碱组分的分布情况—分 布曲线
2.1基本概念
(1)酸的浓度和酸度 酸度:是指溶液中H+的浓度,正确地说是 指H+ 的活度,常用pH值表示。
0
(3—3b)
讨论
Ka一定时,δHA和δA-与pH有关 pH↓,δHA↑,δA-↓
• pH < pKa,HAc为主 • pH = pKa,[HAc] = [Ac-] • pH > pKa时,Ac-为主
例:计算pH=5.0时,HOAc溶液(0.1000mol/L)
中HOAc和OAc-的分布系数及平衡浓度
HA
A- + H+
C HA A
∴
1
HA
C
HA HA A
1
1
A HA
1
1 K
H
a
H H K
a
(3—3a)
0
A
C
A HA A
H
K a
K
a
1
1
解:
[H ]
HOAc K [H ]
a
1.0 105
1.78105 1.0 105
0.36
1 0.36 0.64 OAc
[HOAc] C 0.1000 0.36 HOAc
0.036mol / L
[OAc ] C 0.1000 0.64 OAc