1、第三章 酸碱平衡与酸碱滴定 Acid-base equilibrium and acid-base titration2.2.1酸碱质子理论酸碱质子理论v 1923年，年，J.N.Bronsted和和T.M.Lowry同时独立同时独立的提出了酸碱质子理论。的提出了酸碱质子理论。v 酸：凡能给出质子的物质。酸：凡能给出质子的物质。v 碱：凡能接受质子的物质。碱：凡能接受质子的物质。v 酸酸 质子质子 碱碱+OHHHClCl-+OHHH+Company Logo+NHHHCl-+NHHHH+ClHacid 1base 2base 1acid 2HACAC-+H+NH4+NH3+H+H3PO4H2P
2、O4-+H+Company Logo共轭酸碱对共轭酸碱对酸与其释放H+后形成的相应碱为共轭酸碱对(conjugated pair of acid-base)HCl 与 Cl-NH4+与 NH3 共轭酸碱对H2PO4-与 HPO42-在 H3PO4H2PO4-共轭体系中，H2PO4-是碱H2PO4-HPO42-共轭体系中，H2PO4-是酸这类既能失去质子又能得到质子的物质称为两性物质。下列物质不是共轭酸碱对的是:(A)H3O+,OH-(B)CH3NH3+,CH3NH2 (C)NH3,NH4+(D)NH3,NH2-根据酸碱质子理论，下列化合物既可作为酸，又可作为碱的是 （A）Al(H2O)63+(
3、B)Cr(H2O)63+(C)Fe(H2O)4(OH)2+(D)PO43-酸碱反应的实质是电子的得失（转移），酸碱反应实际上是两个共轭酸碱对共同作用的结果NH3+H2ONH4+OH-base1Acid 2Acid 1Base 2H+总结：在酸碱反应过程中，存在着质子的争夺，其结果是强碱夺取强酸放出的质子而转化为它的共轭酸弱酸；强酸失去质子转变为它的共轭碱弱碱。酸碱反应总是朝着生成较弱的酸和碱的方向进行。相互作用的酸、碱越强，反应进行得越完全。2.2.2酸碱的相对强弱酸碱的相对强弱OHH+OHH+-HOHHOH+酸碱的强弱不仅决定于酸碱本身释放质子和接受质子的能力，同时也决定于溶剂接受和释放质子
4、的能力，因此，要比较各种酸碱的强度，必须选定同一种溶剂。水的自解离（self-ionization of water)v1.水的解离平衡与离子积常数水的解离平衡与离子积常数cOHccOHcKw)()(3Kw ：水的离子积常数在室温（25）时纯水中，c(H3O+)=c(OH-)=1.010-7 Company LogoKw1.010-14pKw=14随着温度升高,Kw 变大，但变化不大，因此室温时采用Kw1.010-142.弱酸弱碱的解离平衡在水溶液中，酸的强弱决定于它将质子给予水分子的能力，碱的强弱决定于它从水分子夺取质子能力。通常用质子转移反应中平衡常数的大小来描述。HAC+H2OH3O+A
5、C-NH4+H2OH3O+NH3101075.5)()()(433NHcOHcNHcKaHS-+H2OH3O+S2-1323103.1)()()(HScScOHcKa)()()(4HSKNHKHACKaaa531074.1)()()(HACcACcOHcKa酸性的相对强弱为:HACNH4+HS-其共轭碱AC-,NH3,S2-能够从H2O 得到质子AC-+H2OOH-+HAC101075.5)()()(ACcOHcHACcKbNH3+H2OOH-+NH4+5341074.1)()()(NHcOHcNHcKbS2-+H2OHS-+OH-2107.7)()()(2ScOHcHScKb碱性的相对强弱为
6、：S2-NH3AC-酸越强，其共轭碱越弱。水溶液中水溶液中Ka，Kb 的关系的关系 wKOHcOHcACcOHcHACcHACcACcOHcKKba)()()()()()()()(v多元酸（多元酸（H3A)AHOHOHAHKa23123OHAHOHAHbK322323222HAOHOHAHaKAHOHOHHAKb222233322AOHOHHAKaOHHAOHAKb2123wbababaKKKKKKKCompany LogoSample 1_2 what is Kb3 of H2PO4-(H3PO4 Ka1=7.610-3).Is the aqueous solution of NaH2PO4
7、 acidic or basic?H2PO4-is the conjugate base of H3PO4,so there are certain relationship betweenKa and Kb.Ka1.Kb3=Ka2.Kb2=Ka3.Kb1=Kw123141103.1106.7100.13awKKKbH2PO4-+H2O+H3O+HPO42-82103.6aKAs with H2PO4-ion,it is amphoteric.H2PO4-+H2O+OH-H3PO4123103.1bKBecause Ka2 Kb3,the solution of NaH2PO4 is acid
8、ic Relative strengths of some common Bronsted-lowry acid and basesAcid Conjugate base HClO4ClO4-HII-HBrBr-HClCl-H2SO4HSO4-HNO3NO3-H3O+H2OHSO4-SO42-HNO2NO2-HC2H3O2C2H3O2-H2CO3HCO3-NH4+NH3HCO3-CO3 2-H2OOH-CH3OHCH3O-NH3NH2-Increasing acid strengthIncreasing acid strengthIncreasing base strengthIncreasi
9、ng base strengthThe stronger an acid,the weaker its conjugate 2.3 酸碱平衡酸碱平衡cOHcpH/)(lg31.溶液的pH溶液的酸（碱）度，是指溶液中H3O+(或OH-)离子的平衡浓度。溶液的酸碱度用pH来表示。)(lgOHcpOH室温下，水溶液中：c(H+)c(OH-)=KwpH+pOH=pKw=14.00溶液的酸碱性与pH的关系如下：酸性溶液：c(H+)c(OH-),pH7pOH中性溶液：c(H+)=c(OH-),pH=7=pOH碱性溶液：c(H+)7pOHpH1molL-1 pH14 c(OH-)1molL-pOHDCBpO
10、HKwApOHpOH141010)14(弱酸性水溶液中，H+浓度可表示为 2.2弱酸弱酸(碱碱)溶液中各型体的分布溶液中各型体的分布在弱酸弱碱平衡体系中,常常同时存在多个型体,它们的浓度随着溶液中H+浓度的变化而变化.某型体的平衡浓度在总浓度c(分析浓度)中占有的分数称为该型体的分布分数,用符号 表示.分布分数的大小与该酸碱的性质有关.知道了分布系数和分析浓度,便可求得各种型体的平衡浓度.2.5.1 一元弱酸(碱)溶液aaKHcHcHcKAcHAcHAccHAcHA)()()(11)()()()()(aaKHcKAcHAcAccAcA)()()()()()(1)()(HAA一元弱酸HA,在水中
11、有HA和A-两种型体.总浓度为c,HA和A-的平衡浓度分别为 c(HA)和c(A-)c=c(HA)+c(A-).(HA)和(A-)分别代表HA和A-的分布分数,则当pH=pKa时,溶液中HAc和Ac-两种形体各占50%;当pHpKa时,Ac-为主要型体多元弱酸溶液中各种型体的分布二元弱酸H2A水溶液中有H2A,HA-A2-三种型体,它们的总浓度为c,c=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)各型体的分布系数为:2112221122)()()()()(11)()(2aaaaaaKKKHcHcHcHcKKHcKcAHcAH21121)()()()()(aaaaKKKHcHcKHccHAcHA21
12、122122)()()()(aaaaaKKKHcHcKKcAcApHpKa2 ,A2-为主pKa1pHpKa2,HA-为主H3A c=c(H3A)+c(H2A-)+c(HA2-)+c(A3-)32121123333)()()()()()(aaaaaaKKKKKHcKHcHcHccAHcAH321211231222)()()()()()(aaaaaaaKKKKKHcKHcHcKHccAHcAH321211232122)()()()()()(aaaaaaaaKKKKKHcKHcHcKKHccHAcHA3212112332133)()()()()(aaaaaaaaaKKKKKHcKHcHcKKKcA
13、cA2.3.2 酸碱溶液酸碱溶液pH的计算的计算v依照酸碱质子理论，在酸碱反应中，碱得到的质子依照酸碱质子理论，在酸碱反应中，碱得到的质子的量等于酸失去质子的量。依照此原则可写出质子的量等于酸失去质子的量。依照此原则可写出质子平衡方程（平衡方程（Proton balance equation,PBE)Proton balance equation,PBE)v选择在溶液中大量存在并参与质子传递的物质，选择在溶液中大量存在并参与质子传递的物质，如如溶剂本身作为参考物，也称为参考水准（溶剂本身作为参考物，也称为参考水准（reference reference level)level)。从参考水准出发
14、，根据得失质子的物质的。从参考水准出发，根据得失质子的物质的量相等原则写出量相等原则写出PBE.PBEv HA 的PBEv HA 的离解：v HA+H2O H3O+A-v H2O的质子自传递：v H2O+H2O H3O+OH-溶液中大量存在的，且参与质子传递的物质有 HA,H2O,。它们可作为参考水准。HA 不能再得质子，其失去质子后的产物为A-;H2O 得到质子后的产物为H3O+,失去质子后的产物为 OH-。根据得失质子的数量相等的原则：PBE:H3O+=A-+OH-v 写出Na2HPO4水溶液的质子条件v HPO42-,H2O 为参考水准v HPO42-+H2O=H2PO4-+OH-v H
15、PO42-+2H2O=H3PO4+2OH-v HPO42-=H+PO43-v H2O=H+OH-v PBE:v H+H2PO4-+2H3PO4=PO43-+OH-溶液中大量存在的，且参与质子传递的物质有 HA,H2O,。它们可作为参考水准。HA 不能再得质子，其失去质子后的产物为A-;H2O 得到质子后的产物为H3O+,失去质子后的产物为 OH-。根据得失质子的数量相等的原则：一元弱酸（碱）溶液一元弱酸（碱）溶液)()()(HcHAcKAca一元弱酸HA,在水溶液中存在以下解离平衡：HA +H2O H3O+A-溶液中水自身的解离平衡：H2O +H2O H3O+OH-HA 的PBE PBE:c(
16、H3O+)=c(A-)+c(OH-)Ka Kw)()(HcKOHcw代入PBEwaKHAcKHc)()()()()()(HcKHcHAcKHcwawKHAcKHca)()(2)()(HAcKHca)()(HccHAca)()(HccKHcaa24)()(2aaaacKKKHc当c/Ka105 时 c(HA)=ca aacKHc)(当c/KaKa3,the pH of Na2HPO4 Solution can be calculated from 1032109.1aaKKHSample 1_8 calculate the pH of 0.1M NaHCO3 solution Ka1=4.171
17、0-7;Ka2=5.6210-11;cKa220Kw,c20Ka1 911721108.41062.51017.4aaKKHpH=弱酸弱碱盐弱酸弱碱盐HNHNH3410106.5bwaKKKOHHACOHAc2弱酸弱碱盐也是一种两性物质，可以用同样的公式计算。以 NH4AC 为例。其中NH4+起到了酸的作用：Ac-起到了碱的作用：10106.5awbKKKKb 为NH3 的离解常数，Ka 为HAC 的离解常数。NH4AC水溶液的质子平衡方程为 H+=NH3+OH-HACaaKAcHHKwHNHKH 4)(4AcKKNHKKHCompany LogocKKcKKHawaa)(cKcKKHaaa由
18、于Ka和Kb相等且很小，可近似地认为NH4+=c,Ac-=c,因而得到同理，如果 Kac10Kw,那么 aaKKH又若 c/Ka10,即 c10Ka,则 这是计算弱酸弱碱溶液中H+的最简公式Company Logo计算0.10molL-1 氨基乙酸溶液的pHNH2CH2COOH 在溶液中以双极离子形式存在，既起到酸的作用，又能起到碱的作用：HCOOCHNHCOOCHNH2223OHCOOHCHNHOHCOOCHNH23223121412102.2105.4100.13awbKKKKa2=2.510-10由于cKa210Kw,c10Ka1,应采用最简式计算：1610321101.1105.210
19、5.4LmolKKHaapH=5.90Ka1=4.510-Company LogoSummaryv 计算酸碱溶液中H+浓度的一般处理方法：v 先由质子条件方程和平衡常数式结合得到精确表达式，再根据具体条件处理成近似或最简式。2.4 缓冲溶液缓冲溶液在一定条件下,如果在50mL pH为7.00的纯水中加入0.05mL1.0mol.L-1HCl 溶液或0.05mL1.0mol.L-1 NaOH 溶液,溶液的pH分别由7.00减低到3.00或增加到11.00即pH改变了4个单位.可见纯水不具有保持pH相对稳定的性能.如果在50mL含有0.10mol.L-1HAc或0.05mL1.0mol.L-1Na
20、Ac溶液,则溶液的pH分别从4.76减低到4.75或增加到4.77,即pH只改变了0.01个单位.缓冲溶液(Buffer solution)这种能保持溶液pH相对稳定的溶液称为缓冲溶液.特点:在适度范围内既能抗酸,又能抗碱,适当稀释或浓缩,溶液的pH改变很小.组成:弱酸+其共轭碱 HAc-Ac-,H2CO3-HCO3-弱碱+其共轭酸 NH3-NH4+,2.4.1 缓冲原理缓冲原理HB+H2OH3O+B-大量大量缓冲溶液是由一种酸(HB)和它的共轭碱(B-)组成的混合系统.在溶液中存在以下的质子转移平衡.当加入少量的强酸,H3O+浓度增大,平衡向左移动,B-浓度略有减少,HB浓度略有增大,H3O
21、+浓度几乎未变,pH基本保持不变.溶液中共轭碱B-起到了抗酸的作用.当加入少量碱时,OH-浓度增大,H3O+浓度略有减小,平衡向右移动,HB和H2O作用产生H3O+以补充其减少的H3O+.结果,HB浓度略有减少,B-浓度略有增加,H3O+浓度几乎未变.显然,HB起到了抗碱的作用.缓冲体系应具备两个条件:1)要有既能抗碱(弱酸)又能抗酸(共轭碱)的组分;2)弱酸及其共轭碱保证足够大的浓度和适当的浓度比.常见缓冲体系有:HAc-Ac-,H2PO4-HPO42-,NH4+-NH3 和HCO3-CO32-2.4.2缓冲溶液缓冲溶液pH的计算的计算)()(3xcxcxHBBOHKabaHB+H2OH3O
22、+B-aabbcxccxc,以弱酸HB及其共轭碱NaB为例,其起始浓度分别为Ca 和Cb起始CaCb平衡Ca-xCb+xx由于ca,cb 较大,baaccKx baaccpKpHlg缓冲溶液的pH首先取决于弱酸的解离常数Ka,同时又与Ca和Cb的比值有关Company LogoabbccpKpOHlg76.410.010.0lg76.4lgbaaccpKpH111.102.01.5010.0.0.110.0LmolmLmLLmolLmolca对于弱碱及其共轭酸组成的缓冲体系,其pOH为有50mL含有0.10mol.L-1 HAC和0.10mol.L-1 NaAc的缓冲溶液,试求:(1)该缓冲溶
23、液的pH;(2)加入1.0mol.L-1的HCl 0.10mL后,溶液的pH.解:(1)缓冲溶液的pH(2)加入1.0mol.L-1的HCl 0.10mL后,所解离出的H+与Ac-结合生成HAc分子,溶液中的Ac-浓度降低,HAc浓度升高,此时,溶液体系中:111.098.01.5010.0.0.1.10.0LmolmLmLLmolLCompany Logo74.4098.0102.0lg76.4lgbaaccpKpH从计算结果可知,加入少量的盐酸后,溶液的pH基本不变.缓冲容量任何缓冲溶液的缓冲能力有一定的限度.对于每一种缓冲溶液,只有在加入的酸碱的量不大时,或将溶液适当稀释时,才能保持溶液
24、的pH基本不变或变化不大.溶液的缓冲能力用缓冲容量来表示缓冲容量(buffer capacity)的大小取决于缓冲体系共轭酸碱对的浓度及其浓度比值.在浓度较大的缓冲溶液中,当缓冲组分浓度比为1:1时,缓冲容量最大.因此,常用的缓冲体系个组分的浓度在0.1-1.0molL-1,共轭酸碱对浓度比在0.1-10,其对应的缓冲体系的pH=pKa1,pOH=pKb1,为缓冲体系最有效的缓冲范围.各体系的相应的缓冲范围显然决定于它们的Ka 和Kb.在实际配制一定pH缓冲溶液时,为了使共轭酸碱对浓度比值为1,则要选用pKa(或pKb)等于或接近于pH或pOH的共轭酸碱对常见的缓冲溶液常见的缓冲溶液Buffe
25、r solution Conjugate acid Conjugate baseKaRange of ph10-2.891.9 3.9(CH2)6N4-HCl(CH2)6N4H+(CH2)6N410-5.154.2 6.2NaH2PO4-Na2HPO4H2PO4-HPO42-10-7.206.28.2Na2B4O7-HClH3BO3H2BO3-10-9.248.2 10.2Na2B4O7-NaOHH3BO3H2BO3-10-9.248.2 10.2NaHCO3-Na2CO3HCO3-CO32-10-10.259.32 11.3COOHCOOHCOOHCOOKHClCOOHCOOKbaaccpK
26、pHlg对于HAcNaAc,HCOOH-HCOONa和H3BO3-NaHBO3 的缓冲体系,若要配制pH=4.8的酸碱缓冲溶液,问:(1)应选择何种体系为好?(2)现有12mLc(HAc)=6.0molL-1HAc溶液,欲配成250mL的酸碱缓冲溶液,应取固体NaAc.3H2O多少克?已知 pK(HCOOH)=3.75,pK(HAc)=4.76,pK(H3BO3)=9.24(1)根据为了使配制的缓冲溶液的缓冲能力最大,应该选择pKa等于或接近于pH的缓冲对,所以选择HAc-NaAc最好.如选用HCOOH-HCOONa体系,则1.0089.005.18.475.3lgbaabaccpHpK91.
27、004.08.476.4lgbaabaccpHpKcc10108.244.48.424.9lg4baabaccpHpKcc如选择HAc-NaAc体系,则浓度比值接近1,缓冲能力最大如选择H3BO3-NaH2BO3,则缓冲能力丧失2)根据选择,如果要配制250mL pH=4.8 的酸碱缓冲溶液,则,11.288.0250/.0.612)(LmolmLLmolmlHACompany Logo由gLOHNaAcMcOHNaAcmLmolLmolNaAcccccbbba1110250136316.010250)3.()3.(.316.091.0.288.0)(91.0332211应称取NaAc.3H2
28、O 在烧杯中盛放20.0 ml,0.10 mol L-1 氨水溶液，逐步加入0.10 mol L-1 HCl 溶液。试计算：当加入10.0ml HCl后，混合溶液的pH值当加入20.0ml HCl后，混合物溶液的pH值当加入30.0ml HCl后，混合物溶液的pH值解：解：（1）加入10.0 ml HCl 后，各物质的浓度为：NH3.H2O+HClNH4Cl+H2O301.0101.020301.010加入后这个体系变成了由 NH3.H2O-NH4Cl 组成的缓冲体系，其pH 值可按下列公式计算：26.9033.0033.0lg74.40.14lg盐碱ccpKpKwpH（2）加入20.0ml
29、HCl 后，各物质的浓度为NH3.H2O+HClNH4Cl+H2O该体系为NH4Cl 的单一体系，其水解过程为：651441029.505.0108.110)()(NHcKKHcbwpH=5.27(3)混合后，各物质的浓度为：NH3.H2O+HClNH4Cl+H2O50201.0301.050201.0 0 与多余的HCl 相比，NH4Cl 的水解可以忽略，因此溶液的H+主要由HCl 提供，其pH值为：Acid-base indicatorsHOCOHOCOHOCOHOHCOOH+H2O+H2OHOCOHO-COOH+OH-H+colorless(lactone)colorless molec
30、ulecolorless ion酸碱指示剂是弱的有机酸或有机碱，在不同的酸度条件下具酸碱指示剂是弱的有机酸或有机碱，在不同的酸度条件下具有不同的结构而表现出不同的颜色。有不同的结构而表现出不同的颜色。酚酞：+OH-H+PKa=9.1-OOO-CO+OH-H+-OO-O-COOHRed ion(quinone)colorless HIn+H2OH3O+In-3HInInOHKa)()()()(HcHInKHIncInca以HIn表示一种弱酸型指示剂，In-为其共轭碱，在水溶液中存在如下平衡Ka ，指示剂的解离常数变色范围及影响因素溶液中c(H+)发生变化时，c(In-)和c(HIn)的比值也发生
31、变化，溶液的颜色也逐渐改变。Acid colorIntermediate color Base color In-/HIn10pHpKHIn+Company Logo101)()(10HIncIncv因此，酸碱指示剂的变色范围（因此，酸碱指示剂的变色范围（color change interval)是是1)(HInpKpH2.6 Acid-base Titration Curve of Titration 1Preparation standard solution 2Application 2.6.1 Curve of Titration 1.1.强酸强碱的滴定强酸强碱的滴定酸碱滴定曲线：滴
32、定过程中溶液的酸碱滴定曲线：滴定过程中溶液的pHpH值随滴定剂体积变化的关系值随滴定剂体积变化的关系曲线。曲线。滴定曲线可通过酸度计或其它仪器得到，或通过计算方法得到。滴定曲线可通过酸度计或其它仪器得到，或通过计算方法得到。以以0.10molL0.10molL-1-1 NaOH NaOH滴定滴定20.00mL 0.10molL20.00mL 0.10molL-1-1 HCl HCl 为例讨为例讨论强碱滴定强酸的滴定曲线论强碱滴定强酸的滴定曲线滴定过程分几个阶段：滴定过程分几个阶段：a.a.滴定前：滴定前：系统的酸度取决于酸的原始浓度。系统的酸度取决于酸的原始浓度。H+=c(HCl)=0.100
33、0molL-1 pH=1.00酸碱滴定是以酸碱反应为基础的滴定分析方法。酸碱滴定是以酸碱反应为基础的滴定分析方法。作为标准物质的滴定剂应选用强酸或强碱，如作为标准物质的滴定剂应选用强酸或强碱，如HCl,NaOH HCl,NaOH 等。等。Titration for strong acid-base-+-+-(OH)(OH)(H)(H)OH=(H)(OH)cV-cVV+V-5-10.02OH=0.1000=5.0 10 mol L40.02c.c.化学计量点：化学计量点：HH+=OH=OH-pH=7.00 pH=7.00d.spd.sp后后:OH:OH-=c c(NaOH)(NaOH)(过量过量
34、)+0.1%+0.1%时时:H+=2.010-10molL-1 pH=9.70+-1-520.000.1000-19.980.1000H=5.0 10 mol L20.00+19.98+-+-(H)(H)(OH)(OH)H=(H)(OH)cV-cVV+V-0.1%-0.1%时时:pH=4.30b.b.滴定开始到滴定开始到spsp（stoichiometric point)stoichiometric point)前前:H:H+=c c(HCl)(HCl)(未中和未中和)Company LogoNaOHmLT%剩余剩余HClmL过量过量NaOHpHH+计算计算0.00020.01.00滴定前滴定
35、前:H+=c(HCl)18.0090.02.002.28sp前前:H+=19.8099.00.203.0019.9899.90.024.30sp:H+=OH-=10-7.0020.00100.00.000.007.0020.02100.10.029.7020.20101.00.2010.70sp后后:OH-=22.00110.02.0011.6840.00200.020.0012.52+-+-(H)(H)(OH)(OH)(H)(OH)cV-cVV+V0.1000molL-1 NaOH滴定滴定20.00mL 0.1000molL-1 HCl-+-(OH)(OH)(H)(H)(H)(OH)cV-c
36、VV+VCompany Logo甲基橙甲基橙甲基红甲基红酚酞酚酞C (mol.L-1)化学计量点化学计量点1.00.100.0100.0010滴定突跃滴定突跃-0.1%+0.1%酸缓冲区突跃区突跃区碱缓冲区碱缓冲区C(mol.L-1)滴定突跃1.0003.30 10.700.10004.30 9.70Titraion curve for Strong base and strong acid Selection of indicator 指示剂指示剂颜色颜色pKapT变色范围变色范围酸色酸色 过度过度 碱色碱色甲基橙甲基橙红红橙橙3.44.03.14.4甲基红甲基红红红橙橙5.25.24.46
37、.2酚酞酚酞无色无色 粉红粉红红红9.18.010.0百里酚百里酚酞酞无色无色 浅蓝浅蓝蓝蓝10.09.4-10.6*指示剂选择原则：指示剂选择原则：指示剂的变色范围处于或部分处于化学计量点附近的滴定指示剂的变色范围处于或部分处于化学计量点附近的滴定突越范围内突越范围内Titration curve for strong acid and strong base用用0.1000 mol.L-1 HCl滴定滴定 20.00 mL 0.1000 mol.L-1 NaOH 02468101214050100150200滴定百分数%pHTitration for weak acid McKHca351
38、032.11074.11000.0)(MHAcc51000.5)98.1920(1000.002.0)(MNaAcc21000.5)98.1900.20(1000.098.19)(0.1000M NaOH 0.1000M NaOH 溶液滴定溶液滴定20.00mL 20.00mL 相同浓度的相同浓度的HAC HAC 滴定曲线与指示剂滴定曲线与指示剂滴定前：滴定前：pHpH值主要由值主要由HAC HAC 决定：决定：pH=2.88滴定至滴定至sp 点前，这阶段主要形成了点前，这阶段主要形成了HAC-AC-缓冲体系缓冲体系-0.1%-0.1%时：时：76.7100.5100.5lg76.4lg25A
39、CHACPKapHCompany LogobspspKcOHc)(Mcsp21000.5)00.2000.20(1000.000.2024.976.400.1400.14abPKPK化学计量点：体系为化学计量点：体系为ACAC-+H+H2 2O O624.921036.5101000.5)(OHcpOHsp=5.27pHsp=14.00-5.27=8.73化学计量点后：溶液的酸度主要由过量碱的浓度所决定，化学计量点后：溶液的酸度主要由过量碱的浓度所决定，共轭碱共轭碱AcAc-所提供的所提供的 OHOH-可以忽略。可以忽略。0.1时：时：pOH=4.30,pH=14.00-4.30=Compan
40、y LogoNaOHmLT%组成pH(HAc)pH(HA)00HA2.884.0010.0050.0HA+A-4.767.0018.0090.0HA+A-5.717.9519.8099.0HA+A-6.679.0019.9699.8HA+A-7.469.5619.9899.9HA+A-7.769.7020.00100.0A-8.739.8520.02100.1A-+OH-9.7010.0020.04100.2A-+OH-10.0010.1320.20101.0A-+OH-10.7010.7022.00110.0A-+OH-11.6811.680.1000NaOH 0.1000NaOH 滴定滴定
41、0.1000HAc 0.1000HAc 的数据的数据Ka(HAc)=10-4.76 Ka(HA)=10-Titration Curve for weak acid 0 100 200 T%pH121086420HAc Ac-Ac-+OH-突突跃跃6.24.43.19.78.77.74.35.04.0酚酞酚酞甲基红甲基红甲基橙甲基橙HAcHCTritation curve in different concentration 1molL-10.1molL-10.01molL-1642810129.238.738.23HAcHCl10.709.708.707.76突跃范围突跃范围缓冲容量缓冲容量
42、0 50 100 150 T%4.76浓度增大浓度增大1010倍，倍，突跃增加突跃增加1 1个个pHpH单位单位滴定突跃滴定突跃HCl:4.3-9.7HAc:7.7-9.7HA:9.7-10.0K Ka a增增大大1010倍，倍，突突跃跃增增加加一一个个pHpH单单位位HA A A+OH-中和百分数中和百分数pH1210 8 6 4 2HClHAcHApKa=7pKa=4.76甲基红甲基红甲基橙甲基橙O OO OO OO OO O10.09.77.764.30 50 100 150 200 百里酚酞百里酚酞酚酞酚酞对于对于0.1molL0.1molL-1-1 的的HA,HA,K Ka a101
43、0-7-7才才能准确滴定能准确滴定.即即cKcKa a1010-8-准确滴定的判据准确滴定的判据：一般滴定靠人眼判断滴定终点，通常由一般滴定靠人眼判断滴定终点，通常由0.30.3个个pHpH单位的不确单位的不确定性。根据终点误差公式，若要使终点误差定性。根据终点误差公式，若要使终点误差0.2 K a,HBOHAOHHA2-OHBOHHB2-(1)CHAK a,HA 10-8,CHAK a,HA/CHB K a,HB 105滴定至第一化学计量点，滴定至第一化学计量点，体系：体系：A-HB,为两性物质为两性物质(2)CHAK a,HA 10-8,CHBK a,HB 10-8,CHAK a,HA/C
44、HB K a,HB 105滴定至第二化学计量点，滴定至第二化学计量点，体系：体系：A-B-,为混合碱为混合碱HA,HB,HB,HA,sp1HspspaaCCKK B,2B,A,2A,sp2OHspbspbCKCKwHA,t1KKKawHBt2KKKa，sp 点pH值的计算(3)CHAK a,HA 10-8,CHBK a,HB 10-8,CHAK a,HA/CHB K a,HB 105可分别滴定可分别滴定HA HA 和和 HBHB。判断能否准确滴定，根据：判断能否准确滴定，根据：810 aiiKc?判断能否准确分步滴定，根据：判断能否准确分步滴定，根据：510/ajjaiiKcKc？例例：NaO
45、H 滴定一强一弱酸，滴定一强一弱酸，例：例：HCl+HAc滴定至第一化学计量点：滴定至第一化学计量点：体系：体系：HAc，为弱酸性物质，为弱酸性物质HAc,1HAc,sp1HspaCK滴定至第二化学计量点：滴定至第二化学计量点：体系：体系：Ac-，为弱碱性物质，为弱碱性物质Ac,2Ac,sp2OHspbCK混酸滴定举例2.6.2 酸碱标准溶液的配制与标定酸碱标准溶液的配制与标定酸碱滴定中最常用的标准溶液是酸碱滴定中最常用的标准溶液是0.10mol L0.10mol L-1-1 HCl HCl 溶液和溶液和0.10molL0.10molL-1-1 NaOH NaOH 溶液，有时也用溶液，有时也用
46、H H2 2SOSO4 4 和和HNOHNO3 3 溶液溶液1.HCl 1.HCl 标准溶液标准溶液不能直接配制，而是先配制成近似于所需浓度，然后用基准物质不能直接配制，而是先配制成近似于所需浓度，然后用基准物质进行标定。常用的基准物质有无水进行标定。常用的基准物质有无水NaNa2 2COCO3 3和和 硼砂（硼砂（NaNa2 2B B4 4O O7 7.10H.10H2 2O)O)无水无水Na2CO3:易制得纯品，价格便宜，但吸湿性强，在使用前易制得纯品，价格便宜，但吸湿性强，在使用前必须在必须在270-300C 加热干燥加热干燥1h,然后存放于干燥器中备用。加然后存放于干燥器中备用。加热温
47、度不超过热温度不超过300C，否则分解为，否则分解为Na2O。标定：标定：Na2CO3+HCl2NaCl+CO2+H2O滴定指示剂：甲基橙靛蓝滴定指示剂：甲基橙靛蓝缺陷：碳酸钠的摩尔质量太小（缺陷：碳酸钠的摩尔质量太小（106.0g mol106.0g mol-1-1),),称量误差小称量误差小+5H2O2H3BO3+2H2BO3-B4O72-+5H2O4H3BO3B4O72-2H+硼砂（Na2B4O7.10H2O)作为基准物质，其作为基准物质，其优点：摩尔质量大（优点：摩尔质量大（381.4g.mol381.4g.mol-1-1),),称量误差小，易制得纯称量误差小，易制得纯品。品。缺点：在
48、空气中易风化失去部分结晶水。需保护在湿度为缺点：在空气中易风化失去部分结晶水。需保护在湿度为6060的恒湿器中。的恒湿器中。H H3 3BOBO3 3 是很弱的酸，其共轭碱较强（是很弱的酸，其共轭碱较强（Kb=1.75Kb=1.751010-5-5），用），用0.1mol.L0.1mol.L-1-1 HCl HCl 滴定滴定0.05mol.L0.05mol.L-1-1 Na Na2 2B B4 4O O7 7.10H.10H2 2O O化学计量点时，化学计量点时，H3BO3 H3BO3 浓度为浓度为0.1M,0.1M,其其pH pH 值为值为:610106.71.0108.5)(acKHcpH
49、=5.1甲基红作指示剂甲基红作指示剂Company Logo2.NaOH 2.NaOH 标准溶液标准溶液NaOH NaOH 具有很强的吸湿性，又易吸收空气中的具有很强的吸湿性，又易吸收空气中的COCO2 2,因此不能直因此不能直接配制标准溶液，而是先配成近似浓度，用草酸或邻苯二甲接配制标准溶液，而是先配成近似浓度，用草酸或邻苯二甲酸氢钾进行标定。酸氢钾进行标定。草酸（草酸（H2C2O4.2H2O):是二元弱酸是二元弱酸，Ka1=5.3710-2；ka2=5.3710-5，Ka1/Ka2104,只能一次性完全滴定，选用酚酞只能一次性完全滴定，选用酚酞作指示剂作指示剂草酸稳定性好，在草酸稳定性好，
50、在50509090时不风化和吸水，可保存于密闭时不风化和吸水，可保存于密闭容器中，但摩尔质量不大（容器中，但摩尔质量不大（126.07g.mol126.07g.mol-1-1),),配制时可多称量一配制时可多称量一些标准物，配制成较浓的溶液，标定时，移取部分溶液。些标准物，配制成较浓的溶液，标定时，移取部分溶液。邻苯二甲酸氢钾（邻苯二甲酸氢钾（KHCKHC8 8H H4 4O O4 4):):易溶液水，不含结晶水，在空气中不易溶液水，不含结晶水，在空气中不吸水，易保存，摩尔质量大（吸水，易保存，摩尔质量大（204.2g.mol-1),204.2g.mol-1),是标定碱溶液的良是标定碱溶液的良
