1、酸碱平衡和容量分析酸碱平衡和容量分析 酸碱质子理论酸碱质子理论 酸:酸:凡是能释放出质子(凡是能释放出质子(H+)的任何含)的任何含氢原子的分子或离子的物种。氢原子的分子或离子的物种。(质子的给予体)(质子的给予体)碱:碱:凡是能与质子(凡是能与质子(H+)结合的分子或)结合的分子或离子的物种。离子的物种。(质子的接受体)(质子的接受体)422252252362233334342424 42O)(HFe(OH)H O)Fe(OH)(HO)Fe(OH)(HH O)Fe(H NHCHH NHCH NHH NH POH HPO HPOH POH AcH HAc 酸酸 H+碱碱共轭酸碱共轭酸碱两性物质
2、两性物质233H CO HCOH(1)233HCO COH(2)242532HSO,Fe(OH)(H O),HCO,H O,HS等。HCO3这类分子或离子称为这类分子或离子称为两性物质两性物质在共轭对(在共轭对(1)中是酸)中是酸在共轭对(在共轭对(2)中是碱)中是碱既能给出质子,又能接受质子的物质。既能给出质子,又能接受质子的物质。质子论的酸碱反应质子论的酸碱反应(1)(1)H酸碱H(2)(2)碱酸(1)(2)(1)(2)酸碱碱酸意义:意义:任何酸碱反应均是质子在两种酸碱之间任何酸碱反应均是质子在两种酸碱之间的传递。传递的方向与酸碱强度有关。的传递。传递的方向与酸碱强度有关。(1)酸碱解离反
3、应是质子转移反应酸碱解离反应是质子转移反应如如HF在水溶液中的解离反应。在水溶液中的解离反应。HF(aq)H+F(aq)H+H2O(l)H3O+(aq)HF(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+F(aq)(2)水是两性物质,它的自身解离反应也是水是两性物质,它的自身解离反应也是质子转移反应质子转移反应(自耦电离平衡自耦电离平衡):H2O(l)+H2O(l)H3O+(aq)+OH(aq)H+酸(1)碱(2)酸(2)碱(1)(3)盐类水解反应也是离子酸碱的质子转移盐类水解反应也是离子酸碱的质子转移反应。反应。例如例如NaAc水解:水解:Ac+H2O OH+HAcH+酸(1)碱(2)酸(2)碱(1
4、)NH4Cl水解水解:+H2O H3O+NH3H+酸(1)碱(2)酸(2)碱(1)4NH(4)非水溶液中的酸碱反应,如非水溶液中的酸碱反应,如NH4Cl的生成:的生成:(1)(2)(2)1(Cl NH NH HCl43碱酸碱酸H+液氨中的酸碱中和反应:液氨中的酸碱中和反应:NaCl 2NH NaNH ClNH324H+酸和碱的相对强度酸和碱的相对强度105a105.8 101.8 HCN HAc K溶剂溶剂区分效应区分效应:用一个溶剂能把酸或碱:用一个溶剂能把酸或碱的相对强弱区分开来。的相对强弱区分开来。如如H2O可以区分可以区分HAc、HCN酸性的强弱酸性的强弱 酸给出质子能力和碱接受质子能
5、力的强弱。酸给出质子能力和碱接受质子能力的强弱。酸和碱的相对强度酸和碱的相对强度溶剂溶剂拉平效应拉平效应:溶剂将酸或碱强度拉平的作用:溶剂将酸或碱强度拉平的作用 水对强酸起不到区分作用,水能够同等程度水对强酸起不到区分作用,水能够同等程度地将地将HClO4、HCl、HNO3等强酸的质子全部夺取等强酸的质子全部夺取过来过来。选取比水的碱性弱的碱,如冰醋酸为溶剂对选取比水的碱性弱的碱,如冰醋酸为溶剂对水中的强酸可体现出区分效应。例如上述强酸在水中的强酸可体现出区分效应。例如上述强酸在冰醋酸中不完全解离,酸性强度依次为:冰醋酸中不完全解离,酸性强度依次为:4243HIHClOHClH SOHNO酸越
6、强其共轭碱越弱酸越强其共轭碱越弱碱越强其共轭酸越弱碱越强其共轭酸越弱OHNHHCOAc POH HSO ClO OHNHCOHHAc POHSOHHClO 334244243243424碱性:酸性:pH pH 定义定义pHlgH 7.00wH OH K10Kw:水的离子积常数,其值与温度有关水的离子积常数,其值与温度有关0 1.10 10-15 25 1.0 10-14100 5.50 10-13纯水中纯水中 7.00pHlg107.00 酸碱平衡计算酸碱平衡计算 溶液中往往发生同时平衡,如醋酸电离:溶液中往往发生同时平衡,如醋酸电离:4 物质物质 HAc、Ac、H+、OH,2 方程方程 需建
7、立另外需建立另外 2 方程求算各物浓度方程求算各物浓度 一般为一般为 “物料平衡物料平衡”、“电荷平衡电荷平衡”HAc HAc-aH Ac KHAc2H O HOHwKH OH 物料平衡物料平衡 某组分的某组分的分析浓度分析浓度(在溶液中总浓度)等于(在溶液中总浓度)等于该组分在各物中浓度之和。该组分在各物中浓度之和。醋酸的水溶液醋酸的水溶液 HAc+Ac=c Na2CO3的水溶液的水溶液 CO32的物料平衡:的物料平衡:H2CO3+HCO3+CO32 =c Na+的物料平衡:的物料平衡:Na+=2c电荷平衡电荷平衡 溶液中正、负离子浓度相等,溶液保持电中性溶液中正、负离子浓度相等,溶液保持电
8、中性 醋酸水溶液:醋酸水溶液:H+=Ac+OH Na2CO3的水溶液:的水溶液:Na+H+=HCO3+2CO32+OH质子平衡质子平衡 酸碱反应中酸失去质子和碱得到质子的酸碱反应中酸失去质子和碱得到质子的物质的量相等,其数学式称物质的量相等,其数学式称质子平衡式质子平衡式PBE 选择溶液中大量存在并参与质子传递的选择溶液中大量存在并参与质子传递的物质作为参照物(零水准)。如物质作为参照物(零水准)。如HAc溶液:溶液:参考水准参考水准 得质子后产物得质子后产物 失质子后产物失质子后产物 H2O H3O+OH-HAc Ac-PBE:H3O+=OH-+Ac-或或 H+=OH-+Ac-质子平衡质子平
9、衡 Na2CO3水溶液:水溶液:参考水准参考水准 得得H+后的产物后的产物 失失H+后的产物后的产物 H2OH3OOH CO32 HCO3H2CO3 H2CO3为得为得2个质子,浓度前乘以个质子,浓度前乘以2。PBE:2H2CO3+HCO3+H+=OH酸度对弱酸(碱)各物种分布的影响酸度对弱酸(碱)各物种分布的影响一元弱酸(碱)一元弱酸(碱)cHA=HA+A-HAaHAHAH (HA)HA A H KcaHAaKA A (A)HA A H KcpH=pKa 时:时:(HA)=(A)=0.5,即两物种,即两物种各占一半。各占一半。pH pKa时:时:A(碱型)为主。(碱型)为主。一元弱酸(碱)一
10、元弱酸(碱)二元弱酸二元弱酸22222H Aa,1a,1a,2H AH (H A)H K H K Kc2a,12H Aa,1a,1a,2K H HA (HA)H K H K Kc22a,1a,222H Aa,1a,1a,2K KA(A)H K H K KcH H+浓度的计算浓度的计算 首先列出质子平衡式首先列出质子平衡式 然后代入平衡常数表达式然后代入平衡常数表达式 整理后得计算整理后得计算H+的精确式的精确式 再经简化省略一些次要项即可得近似式再经简化省略一些次要项即可得近似式 也可在列出质子平衡式时先进行简化直也可在列出质子平衡式时先进行简化直接得近似式接得近似式 也可根据物料平衡和电离平
11、衡式计算。也可根据物料平衡和电离平衡式计算。强酸强酸HA(碱)溶液(碱)溶液(Ka 10)强酸完全电离,强酸完全电离,H+来自强酸和水的电离来自强酸和水的电离wAKA=,OH H cwAKH H c63+AA10 mol dm,H cc83Aw10 mol dm,H Kc-H OH+A-2AwH H K0c强酸(碱)溶液强酸(碱)溶液 例例:计算下列溶液的计算下列溶液的pH值:值:(1)0.025 mol dm-3 HCl(2)7.0 10-4 mol dm-3 NaOH 解:解:(1)HCl强酸,强酸,cA 10-6 mol dm-3 H+=0.025mol dm-3,pH =1.60(2)
12、NaOH强碱,强碱,cB 10-6 mol dm-3 OH-=7.0 10-4 mol dm-3,pOH=3.15 pH=10.85计算计算1.0 10-7mol dm-3 NaOH溶液溶液pH值值 解解:10-8 mol dm-3 cB 20 Kw,Kw可略(即水电离的可略(即水电离的H+可略)可略)弱酸弱酸 0.05,溶液中,溶液中H+20KW,且且 4Aa110500K1.75c5aA33H K(1.75 10)(0.1)1.32 10 mol dm pH2.88c计算计算0.10 mol dm-3一氯乙酸溶液的一氯乙酸溶液的pH值值Ka(C2H3O2Cl)=1.36 10-3 解解:K
13、acA=1.36 10-4 20KW,但但 用用 H+2+(1.36 10-3)H+1.36 10-4=0H+=1.1 10-2 pH=1.96A3a0.173.5500K1.36 10c强酸和一元弱酸混合溶液强酸和一元弱酸混合溶液 强酸浓度强酸浓度cA,完全电离,弱酸,完全电离,弱酸HA浓度浓度ca 质子平衡式:质子平衡式:H+=cA+A-+OH-溶液为酸性,溶液为酸性,OH-可忽略,简化为:可忽略,简化为:H+=cA+A-H+2 (cA Ka)H+Ka(cA+ca)=0 若若cAA-,弱酸电离的,弱酸电离的H+可忽略,可忽略,H+=cAaAaaKH H Kcc两种弱酸(两种弱酸(HA+HB
14、)混合溶液)混合溶液 质子平衡式:质子平衡式:H+=A-+B-+OH-溶液酸性,溶液酸性,OH-可忽略,可忽略,H+=A-+B-酸浓度为酸浓度为cHA和和cHB,电离常数,电离常数Ka,HA和和Ka,HB。若电离度若电离度很小,很小,a,HAa,HBKHAKHBH H H HAHBHA;HBccaHAaHB,HA,HBH KKcc多元酸(碱)溶液多元酸(碱)溶液 H2A浓度浓度cA,电离常数,电离常数Ka,1,Ka,2,质子平衡式:质子平衡式:H+=HA-+2A2-+OH-溶液呈酸性可忽略溶液呈酸性可忽略OH-H+=HA-+2A2-若若 不考虑二级电离,则不考虑二级电离,则 a,12a,1a,
15、222K H A2K K H AH H a,12a,2K H A2K1H H a,22K1H a,12H K H A两性物质溶液两性物质溶液 NaHA溶液浓度溶液浓度c,质子平衡式:,质子平衡式:H+H2A=A2-+OH-计算两性物质溶液计算两性物质溶液H+的精确式的精确式a,2wa,1K HA KH HA H KH H a,1a,2wa,1K(K HA K)H KHA 两性物质溶液两性物质溶液 HA-的酸式和碱式离解倾向很小:的酸式和碱式离解倾向很小:若若 若若HA ca,1a,2wa,1K(KK)H Kcca,2wK20Kc a,1a,2a,1K KH Kcca,120Kc a,1a,2H
16、 K K计算计算 0.05mol dm-3 NaHCO3溶液的溶液的pH.解:解:H2CO3的的 Ka,1=4.4 10-7,Ka,2=4.4 10-11.c(NaHCO3)=0.05mol dm-3.Ka,220Kw,c20Ka,1pH=8.34a,1a,271193H K K(4.4 10)(4.7 10)4.5 10 mol dm计算计算 0.033mol dm-3Na2HPO4溶液的溶液的pH。解:解:H3PO4的的 Ka,2=6.3 10-8,Ka,3=4.5 10-13,Ka,3c=1.5 10-14 Kw,Ka,2+c ca,2a,3w81314314K(KK)H 6.3 10(
17、4.5 100.033 10)0.0332.17 10 mol dm pH=9.66cc 弱酸及其共轭碱(弱酸及其共轭碱(HA+A-)溶液)溶液 设设HA和和NaA的浓度分别为的浓度分别为cA和和cB,HA和和H2O作参考水准,质子平衡式:作参考水准,质子平衡式:H+=A-cB+OH-A-和和H2O作参考水准,质子平衡式:作参考水准,质子平衡式:H+=cA HA+OH-故,故,AaBHAH OH H KKA H OH acc弱酸及其共轭碱(弱酸及其共轭碱(HA+A-)溶液)溶液 若溶液为酸性,可忽略若溶液为酸性,可忽略OH-当当 时,时,AaBH H KH ccAaBH KccAaBpHpKl
18、gccABH,H cc缓冲溶液缓冲溶液 缓冲溶液:缓冲溶液:一种对溶液的酸度具有稳定作用一种对溶液的酸度具有稳定作用的溶液。向缓冲溶液加入少量的强酸或强碱,的溶液。向缓冲溶液加入少量的强酸或强碱,或稍加稀释时,溶液的或稍加稀释时,溶液的pH值变化不大。这种值变化不大。这种对对pH值的稳定作用称值的稳定作用称缓冲作用缓冲作用。缓冲溶液一般由弱酸及其共轭碱组成,如缓冲溶液一般由弱酸及其共轭碱组成,如 HAc NaAc,NH4Cl NH3等(缓冲对),等(缓冲对),通过弱酸的离解平衡起控制通过弱酸的离解平衡起控制pH作用。作用。甲甲.1dm3纯水纯水 乙乙.1dm3浓度各为浓度各为0.1moldm-
19、3的的HAc NaAc 向甲向甲,乙中加入乙中加入0.01mol NaOH或或HCl,两溶液,两溶液pH如何变化。如何变化。解:溶液甲解:溶液甲 pH=7 加加 0.01mol NaOH,OH-=10-2 H+=10-12,pH=12 加加 0.01mol HCl,H+=10-2,pH=2 改变改变 5 个个pH单位,说明纯水不具有缓冲能力单位,说明纯水不具有缓冲能力 溶液乙:溶液乙:pH=4.76 加加0.01mol NaOH:5AaB530.10H K1.75 100.101.75 10ccmol dmA0.1 0.0100.0901cB0.1 0.0100.1101c53ABH K1.4
20、3 104.884acmol dmcpH 溶液乙:溶液乙:pH=4.76 加加0.01mol HCl:只改变只改变0.09pH单位,单位,HAc NaAc溶液具有缓溶液具有缓冲能力。冲能力。AB0.110 0.090cc53AaBH K2.14 10 mol dm pH4.670cc缓冲溶液容量缓冲溶液容量缓冲能力有一定限度,用缓冲容量缓冲能力有一定限度,用缓冲容量来量度,来量度,定义定义 :使:使1dm3溶液的溶液的pH变化变化dpH需强碱需强碱(酸酸)的的物质的量物质的量bdbdadpHdpH 缓冲溶液容量缓冲溶液容量 如如HAA-缓冲系统,总浓度缓冲系统,总浓度c=HA+A-,加入加入b
21、 moldm-3强碱,溶液的质子平衡式:强碱,溶液的质子平衡式:参考物参考物 得得H后产物后产物 失失H后产物后产物 H2O H3O OH HA A 强碱强碱 b b+H3O+=OH-+A-缓冲溶液容量缓冲溶液容量waaKKbH H H Kc wa22aKKdb1dHH(HK)c dH dpHd(lgH)2.3H a2adbdbdH db2.3H dpHdH dpHdH K H 2.3H OH(H K)c 当弱酸不太强也不太弱时可略去当弱酸不太强也不太弱时可略去H+和和OH-当当H+=Ka时,时,缓冲能力同缓冲对性质缓冲能力同缓冲对性质Ka、浓度、浓度c和溶液的和溶液的pH有关。有关。当当H+
22、=Ka,即,即HA=A-时,即弱酸与其时,即弱酸与其共轭碱浓度之比为共轭碱浓度之比为1:1时缓冲容量最大。时缓冲容量最大。a2aH K2.3(H K)cmax0.58c例题例题 为制备为制备0.2dm3 pH=8.00的缓冲溶液应取的缓冲溶液应取0.500mol dm-3NH4Cl和和0.500mol dm-3NH3溶液各若溶液各若干毫升?干毫升?解:设需解:设需NH4Cl为为x cm3,则,则NH3为为(200-x)cm3 x=189 cm3需:需:NH4Cl溶液溶液189cm3;NH3溶液溶液11 cm34-3NH Cl0.50010200 xc3-3NH0.500(200-)10200
23、xc8.00100.500105.71 100.500(200)xx常用缓冲溶液常用缓冲溶液 用于控制溶液酸度的缓冲溶液很多(表用于控制溶液酸度的缓冲溶液很多(表11.3)选择合适缓冲溶液的一般原则:选择合适缓冲溶液的一般原则:(1)对实验过程,如分析过程无干扰。)对实验过程,如分析过程无干扰。(2)所需控的)所需控的pH值在缓冲范围内,缓冲剂的值在缓冲范围内,缓冲剂的pKa应尽可能与所需应尽可能与所需pH值一致。值一致。(3)有足够的缓冲容量,一般缓冲对的总浓)有足够的缓冲容量,一般缓冲对的总浓度大致在度大致在0.01mol dm-3 0.1mol dm-3。标准缓冲溶液(标准缓冲溶液(25
24、25)饱和酒石酸氨钾(饱和酒石酸氨钾(0.034M)pH=3.557 0.05M邻苯二甲酸氢钾邻苯二甲酸氢钾 4.008 0.025MKH2PO40.025MNa2HPO4 6.865 0.01M硼砂硼砂9.180 饱和氢氧化钙饱和氢氧化钙12.454酸碱指示剂酸碱指示剂 酸碱指示剂是酸碱指示剂是一些天然或合成的一些天然或合成的染料,本身为有机染料,本身为有机弱酸(碱)。当溶弱酸(碱)。当溶液液pH变化时引起指变化时引起指示剂结构变化,出示剂结构变化,出现不同颜色,故可现不同颜色,故可用这种颜色的变化用这种颜色的变化指示溶液酸度。指示溶液酸度。酚酞:三苯甲烷类染料酚酞:三苯甲烷类染料pH 9.
25、6时为粉红色时为粉红色变色范围:变色范围:pH 8.09.6HIn HInHInIn H KHInHInIn pHpKlgHIn 溶液颜色与溶液颜色与In-/HIn有关,有关,给定指示剂,给定指示剂,KHIn 一定,一定,In-/HIn仅决定于溶液的仅决定于溶液的pH In-/HIn 10,纯碱色,纯碱色 pH=pKHIn 1为理论变色范围,等于为理论变色范围,等于2pH 当当In-=HIn时,时,pH=pKHIn,此时溶液,此时溶液为两者的混合色指示剂理论变色点。为两者的混合色指示剂理论变色点。实验观测到的变色范围并非实验观测到的变色范围并非pKHIn 1,原,原因是人眼对各种颜色的敏感程度
26、不同。因是人眼对各种颜色的敏感程度不同。如酚酞如酚酞 pK=9.1,理论变色范围理论变色范围pH=8.1 10.1。酚酞酚酞由无色变为红色时格外明显,易于观察,故在高由无色变为红色时格外明显,易于观察,故在高pH范围范围变窄,变窄,In-/HIn=3/1,而在低,而在低pH一方变宽一方变宽In-/HIn=0.8/1。指示剂 表表11.7 常用酸碱指示剂常用酸碱指示剂 表表11.8 常用混合酸碱指示剂常用混合酸碱指示剂容量分析概论容量分析概论 通过标准滴定溶液的体积测量被测物的方法通过标准滴定溶液的体积测量被测物的方法 将已知准确浓度将已知准确浓度cT的标准滴定溶液逐滴加入含的标准滴定溶液逐滴加
27、入含定量被测物定量被测物A(nA)的容器中,直至恰好完全反的容器中,直至恰好完全反应。此时达到化学计量点,从应。此时达到化学计量点,从cT和消耗体积和消耗体积VT可求得可求得nA和试样中和试样中A的质量分数的质量分数A。实际操作中常藉助于指示剂确定滴定终点。实际操作中常藉助于指示剂确定滴定终点。滴定终点与计量点往往并不一致,所引起的滴定终点与计量点往往并不一致,所引起的误差称指示剂误差或终点误差。误差称指示剂误差或终点误差。ATPQ A T P Q 准确准确:常量分析的相对误差常量分析的相对误差 0.2%简便简便:只需简单的玻璃仪器和试剂只需简单的玻璃仪器和试剂 快速快速:分析速度比重量法快速
28、得多分析速度比重量法快速得多 应用广泛应用广泛:分析许多无机和有机物分析许多无机和有机物滴定分析的特点滴定分析的特点滴定分析的类型滴定分析的类型滴定方法滴定方法滴定反应类型滴定反应类型滴定剂滴定剂被测物被测物酸碱滴定法酸碱滴定法酸碱反应酸碱反应酸标准溶液酸标准溶液无机或有机碱无机或有机碱碱标准溶液碱标准溶液无机或有机酸无机或有机酸配位滴定法配位滴定法 配位反应配位反应 EDTA 多种金属离子多种金属离子 氧化还原滴定法氧化还原滴定法氧化还原反应氧化还原反应氧化剂标准溶液氧化剂标准溶液还原性物质还原性物质还原剂标准溶液还原剂标准溶液氧化性物质氧化性物质沉淀滴定法沉淀滴定法 沉淀反应沉淀反应 Ag
29、NO3等等 卤素等卤素等 滴定分析对滴定反应的要求滴定分析对滴定反应的要求 反应定量:按一定化学计量关系定量进反应定量:按一定化学计量关系定量进行,反应完全程度行,反应完全程度 99.9%反应迅速:,反应瞬间完成;对慢反应,反应迅速:,反应瞬间完成;对慢反应,可采取加热或催化剂等可采取加热或催化剂等 终点明确:有适当的简便方法如指示剂终点明确:有适当的简便方法如指示剂确定终点确定终点滴定方式滴定方式 直接滴定法直接滴定法 返滴定法返滴定法 置换滴定法置换滴定法 间接滴定法间接滴定法 原因:标准滴定溶液和基准物质有限原因:标准滴定溶液和基准物质有限 标准滴定溶液:确定了准确浓度的,用于滴定标准滴
30、定溶液:确定了准确浓度的,用于滴定分析的溶液。常量分析中要求有分析的溶液。常量分析中要求有 4 位有效数字。位有效数字。基准物质:基准物质:组成与化学式完全相符,包括含有结晶水的组成与化学式完全相符,包括含有结晶水的物质,如物质,如H2C2O42H2O、Na2B4O710H20等等 纯度高,质量分数纯度高,质量分数 99.9%化学性质稳定,不与大气中的化学性质稳定,不与大气中的O2、CO2、H2O等组分作用。不吸湿,也不风化等组分作用。不吸湿,也不风化 满足滴定分析对反应的各项要求满足滴定分析对反应的各项要求 摩尔质量相对较大摩尔质量相对较大滴定分析的计算滴定分析的计算酸碱滴定误差酸碱滴定误差
31、 正误差:正误差:负误差:负误差:t()E100%()过量的酸 或碱 的物质的量计量点时应加入酸 或碱 的物质的量t()E100%()未被滴定的酸 或碱 的物质的量应被滴定的酸 或碱 的物质的量代数法计算终点误差代数法计算终点误差1.强碱(或强酸)滴定强酸(或强碱)强碱(或强酸)滴定强酸(或强碱)NaOH滴定滴定HCl:设终点在计量点后,此时:设终点在计量点后,此时过量的过量的NaOH浓度为浓度为c终终,NaOH 溶液质子条件式:溶液质子条件式:,NaOHOH H c终终终,NaOHt,HCl,HCl,HClVE100%V(OH H )V100%VOH H 100%cccc终终计计终终终计计终
32、终计 若终点在计量点前,此时尚有部分若终点在计量点前,此时尚有部分HCl未被中和,溶液的质子条件式为:未被中和,溶液的质子条件式为:H OH HClc终终终,HClt,HCl,HCl,HClVE100%VH OH 100%OH H 100%cccc 终终终终计计终计终计试计算试计算0.1 mol dm-3 NaOH滴定滴定0.1mol dm-3 HCl至甲基橙变黄(至甲基橙变黄(pH=4.4)和酚酞变红)和酚酞变红(pH=9.1)时的终点误差各是多少?)时的终点误差各是多少?解:在解:在pH=4.4时时 在在pH=9.1时时 tOH H E100%,HClc终终计9.64.41010100%0
33、.08%0.05 4.99.1t1010E100%0.02%0.05 2.强碱(或强酸)滴定弱酸(或弱碱)强碱(或强酸)滴定弱酸(或弱碱)NaOH滴定弱酸滴定弱酸HA:设终点在计量点后:设终点在计量点后,此,此时溶液由时溶液由NaA和过量的和过量的NaOH组成,以组成,以A-和和H2O为参考水准,列出质子平衡式为参考水准,列出质子平衡式 真正过量的真正过量的NaOH浓度:浓度:OH-(H+终终+HA终终),NaOHH HAOH c终终终终-,NaOHOH H HAc终终终终 终点时溶液碱性,终点时溶液碱性,H+可略,简化上式:可略,简化上式:t,HAOH H HAE100%c终终终计t,HA,
34、HAOH HAE100%OH (HA)100%cc终终计终终计 终点在计量点前的情况?终点在计量点前的情况?试计算用试计算用0.1mol dm-3NaOH滴定滴定0.1mol dm-3 HAc至至pH=7.0和和pH=9.0时的终点误差。时的终点误差。pH=7.0时时 pH=9.0时时 ta,HAC771.374.76OH H E100%H K1010100%0.6%101010c 终终计终tE0.02%3.多元酸(碱)分步滴定多元酸(碱)分步滴定 NaOH滴定滴定H2A到到HA-。设终点在计量点后,。设终点在计量点后,溶液由溶液由HA-和和A2-组成,质子条件式:组成,质子条件式:略去略去H
35、+2-2,NaOHA OH H AH c终终终终终222t,H AOH H H AAE100%c终终终终计222,H AOH (H A)(A)100%c终计若终点在计量点前,溶液中还剩余若终点在计量点前,溶液中还剩余H2A,仍,仍以以HA-和和H2O为参考水准,则质子平衡式为为参考水准,则质子平衡式为2-22(H A)(H AH )(A OH )c终终终终终22t2(H AH )(AOH )E100%(H A)c 终终终终计222OH (H A)(A)100%(H A)c终计终点误差公式终点误差公式 一元弱酸的滴定(滴定常数一元弱酸的滴定(滴定常数KtKa/Kw):tOH HAE100%(HA
36、)OH (HA)100%(HA)cc终终计终终计-waH A K()/(HA)H Kc终终计终终点误差公式终点误差公式pHpHpH计终pHH H 10计终awK KH c计计A(HA)c计pHpHwtapHpHtKE(1010)/K1010100%Kccc计计计酸碱滴定法酸碱滴定法 滴定突跃的意义在于它是选择指示剂的依据滴定突跃的意义在于它是选择指示剂的依据酸碱滴定法酸碱滴定法酸碱滴定法酸碱滴定法多多元元酸酸的的滴滴定定pH02461081214100200300酚酞甲基橙Na2HPO4NaH2PO4滴定百分数/%NaOHNaOH滴定滴定H H3 3POPO4 4的滴定曲线的滴定曲线例题例题
37、将某一元弱酸将某一元弱酸HA溶于未知量水中,并溶于未知量水中,并用一未知浓度的强碱去滴定:当用去用一未知浓度的强碱去滴定:当用去3.05毫升强碱时,溶液毫升强碱时,溶液pH值为值为4.00;用去用去12.91毫升强碱时,溶液毫升强碱时,溶液pH值为值为5.00。问该弱酸。问该弱酸HA的电离常数的电离常数Ka是多是多少?少?解:解:弱酸弱酸HA的电离常数的电离常数 设中和完毕应用去体积为设中和完毕应用去体积为Vml的强碱的强碱 当用去当用去3.05ml强碱时,强碱时,pH 4.00,溶液中,溶液中 当用去当用去12.91ml强碱时,强碱时,pH 5.00,溶液中,溶液中aA pK=pHlgHAA 12.91HA12.91VA 3.05HA3.05Va3.05pK=4.00lgV-3.05a12.91pK=5.00lgV-12.91答案:答案:V=20.15ml pKa=4.75 Ka=1.8 10-5