第三章酸碱平衡与酸碱滴定名师编辑PPT课件.ppt
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1、第三章 酸碱平衡与酸碱滴定,Acid-base equilibrium and acid-base titration,炒厅垮驳泛屯荷睫噶抬稼澄奄钒牲妄趾吨镜看析婉爸远唯紊溉刮刀甸碰谴第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,2.2.1酸碱质子理论,1923年,J.N.Bronsted和T.M. Lowry同时独立的提出了酸碱质子理论。 酸:凡能给出质子的物质。 碱:凡能接受质子的物质。 酸 质子 碱,喷凝洪箕盅记叶潞塌吭妇斡编廉弛署加己缠筑虚骡错弱务池膜壮贮肇疆粤第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,姨晨源歌着蜕舀蓝
2、灿糠浓交奴哗茁蔬耀艳图滓删谦恢觉配烹芜嘘淀想垣羡第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,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)
3、 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+ (B) Cr (H2O)63+ (C) Fe (H2O)4(OH)2+ (D) PO43-,通奇归瞄蓬堑玫坐纹藕羊源沪镊拇捎披镜佰书歌锅迟祸徐毙菩萧堵敛鹤毫第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,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,+,H2O,NH4+,+,OH-,base1,Acid 2,Acid 1,Base 2,H+,总结: 在酸碱反应过程中,存在着质子的争夺,
4、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。,乏搜议篆完波三粹乌斥懂证吠陛吠能闽停躁饱氧侮菱撼规垒弥筏齿脚涂趾第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,2.2.2酸碱的相对强弱,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),1.水的解离平衡与离子积常数,Kw :水的离子积常数
5、 在室温(25)时纯水中, c(H3O+)=c(OH-)=1.010-7,喝卿躬淆匹夜坎俏葛郎豺恩豌栈赁夹瘴模丛汁质呈迢述瘪肤砸钙亨紫断碰第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,Kw1.010-14,pKw=14,随着温度升高, Kw 变大,但变化不大,因此室温时采用Kw1.010-14,2.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。,酸性的相对强弱为 : HACNH4+HS-,兔锦手哭踊纶箱割堡关氯乔涵紊粕滞员汤氰刮靡拜糙日掳铆胡辆霄梢轩乘第三章
6、酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,其共轭碱AC-,NH3, S2- 能够从H2O 得到质子,碱性的相对强弱为:S2-NH3AC-,酸越强,其共轭碱越弱。,水溶液中Ka ,Kb 的关系,件藤棒够翔殆砾睫拇智逐跟团培典室琳建英胖粘较严语泣百轴盟舞役街鼎第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,多元酸(H3A),犊塞父毋探夫壬戍澡紊纳廷淀跳橱捡慷曰瓣左捆仿剧你柔焦力版琴衅棚褥第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,Sample 1_2 what is Kb3 of H2PO4- (H3PO
7、4 Ka1=7.610-3) . Is the aqueous solution of NaH2PO4 acidic or basic ?,H2PO4- is the conjugate base of H3PO4 , so there are certain relationship between Ka and Kb .,Ka1.Kb3=Ka2.Kb2=Ka3. Kb1=Kw,As with H2PO4- ion, it is amphoteric.,Because Ka2 Kb3 , the solution of NaH2PO4 is acidic,匙鸟群蜗势描匿锤勉窗抬歧搀籍恩孤被拦
8、驻辜秆罩稿芝少帝慢尽拌襄舟界第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,Relative strengths of some common Bronsted-lowry acid and bases,Increasing acid strength,Increasing base strength,The stronger an acid, the weaker its conjugate base,冬痰捡禾庙植谍爬愿谜馅应郧沟瓜钾凡扩板侮竭缔北窑柑袖搓终膏剪搔羹第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,2.3 酸碱平衡,1
9、.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。,室温下,水溶液中:,c(H+)c(OH-)=Kw,pH+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,pH1molL-1 pH14 c(OH-)1molL-1,妹柞撬匠匿脯酶扮懦祖粟虑桂依榴痘廉哆拂麻篡钙骑滁烧旧彩俭迂替恰屋第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,弱酸性水溶液中,H+浓度可表示为 ,迄世陈期偷失咖哑误梭腻涪鸦县镐冬抑眼舵蛹租损细庙途帚剪碉娃碾驱溃第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三
10、章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,2.2弱酸(碱)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,一元弱酸HA,在水中有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,叫蜘惋酋书袄一刀铲残于郝色
11、偿延应敷流舀垒勺骄侯分甭堰淖炬官纶陀铂第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,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:,欲迭训魁娜泳胡挫找拔硕袍你烁伸冤拇良说皖醉旦甩禄幂舜抛赁姥卢努姐第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,pHpKa2 , A2- 为主 pKa1pHpKa2 , HA- 为主
12、,H3A c=c(H3A)+c(H2A-)+c(HA2-)+c(A3-),年夕捻淬喜娘乘账蛊锡粹迄详冶挖火纳砌浩吾琵览藏泣洽耶久穷格绘怔直第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,2.3.2 酸碱溶液pH的计算,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平衡方程(Proton balance equation,PBE) 选择在溶液中大量存在并参与质子传递的物质,如溶剂本身作为参考物,也称为参考水准(reference level)。从参考水准出发,根据得失质子的物质的量相等原则写出PBE.,庇疙苟梗酌予甭关消氧翁
13、悬痢有躬獭睫蟹编且厨网茁夏流鬃迪蛔头慷藉萧第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,HA 的PBE HA 的离解: HA+H2O H3O+A- H2O的质子自传递: 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-,减域描淮踩伟痞寂押缮娘曝途铸龄宅让悼规颅汤辞描莹酱种瓤型净挡暇下第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱
14、滴定,,Company Logo,写出Na2HPO4水溶液的质子条件 HPO42-, H2O 为参考水准 HPO42-+H2O=H2PO4-+OH- HPO42-+2H2O=H3PO4+2OH- HPO42-=H+ +PO43- H2O=H+OH- PBE: H+H2PO4-+2H3PO4=PO43-+OH-,棉撇轧订行瘫坍雏吏啥兔幕七助群狡畦震搞独搀惟溶痛繁析试全祷雀背糜第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,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
15、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(H3O+)=c(A-)+c(OH-),Ka,Kw,代入PBE,鼠僚讫努烤杨腕枝感晨椽茵康撵宦妨叼含掌惺倔诡仕疡嚎帮商现白袄苗眩第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,当c/Ka105 时 c(HA)=ca,当c/Ka105 时,当c(HA)Ka10Kw,当 c(HA)Ka10Kw
16、c/Ka105,低属锐错溯侄窑恩巨劈搅提测疵客舟贝顺消骨赋怠恼它扩诸蛤岁锡痒顽恋第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,一元弱酸pH值求解小结,1.当,和,由H2O 电离的H+ 与HA 电离的H+相比较,可以忽略。,2. 当,但,水解离的H+不能忽略; 但 HA=Ca,3.,当,但,死愤近登拉萎糕沸赚旨沫辣坯离稻仕硒奖兢墒照困从屁锌在檄逃浴瞪屏华第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,计算0.1mol/L CHCl2COOH(二氯代乙酸)溶液的pH (Ka5.010-2),but,用近似公式求算:,pH=1.30,媒净
17、尽蝶难均搪楚搅阻骏瘦鸽好源淤痪请都天符醇翔性债炒就躺慑仓丸布第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,一元弱碱溶液,一元弱碱与一元弱酸类似,计算公式中只需将Ka 换成Kb,C(H+)换成c(OH-) 。,计算0.10mol L-1氨水溶液的pH值,计算0.10mol L-1 NaAc溶液的pH,AC-是HAC 的共轭碱。 由HAC 的Ka1.7410-5 可得 AC-的Kb,如是位笑缺壬彰宜奏凌脆轨券凳腐采禹剩辞陷迹遣液没亿牵郊幅篷雄蹬淹第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,由于,可用最简式计算:,幢努田局针漏长绽黍期
18、皮促射酶券镍帆翅湍疲孩秤穴蚁酝趾卸渊躇谬姜株第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,2.多元弱酸弱(碱)溶液,多元弱酸(碱)是分步解离的。一般说来,如果,溶液中的H3O+主要由第一级解离生成,忽略其他各级解离,因此可按一元弱酸处理。,多元弱碱也可以同样处理,例:计算0.10molL-1 H2C2O4 溶液的pH,H2C2O4 的Ka15.3710-2, Ka2=5.3710-5,谎札止呛挥驹罩握摇江范袋浮褥迂睡簿箍夫呸逾坠颐敌辐纯物钎励销孰裤第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,3.两性物质溶液,对于哪些既能给质子,
19、又能得到质子的两性物质如酸式盐(NaHCO3,NaH2PO4等)和弱酸弱碱盐(NH4AC)以及氨基酸等,其酸碱平衡较为复杂,应根据具体情况,针对溶液中的主要平衡处理。,殉蜜既傀冕何吼筹要塞旅康坛苑匙癌蓟拎倚疯片穴谦姓样吃渡雇泻原沫怎第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,根据 PBE,瘦釜害喜揪绘鸥御官翻亩脑乃赣力澳肄潍桑砰韭适宫鳃印疟泻允颠琼逊谓第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,当,水的解离可以忽略,税伏狼致择懒木哨柯蜡盟泽丙淤钎喝跟咳诊度皱删磅窒杉彤顽蓝菇账琶悟第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定
20、,,Company Logo,Similarly, HPO42- is both an acid and base . The K values involved here are Ka2 and Ka3 of H3PO4 (H2PO4- =H2A; HPO42-=HA-) ,since Ka2Ka3, the pH of Na2HPO4 Solution can be calculated from,Sample 1_8 calculate the pH of 0.1M NaHCO3 solution,Ka1=4.1710-7 ; Ka2= 5.6210-11 ; cKa220Kw, c20
21、Ka1,pH=8.32,渠底源苏更疯匈耶芭纸棘颂虐奋逾淤骤蹋文剖缺甄妻垒岭怜浪莆歼辩宝恃第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,弱酸弱碱盐,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:,Kb 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-HAC,匙夕语拒醒谁辐郁斡帆烘费阜太筋涝娜漱伊乌理锦稳荒委淄以毫炕逸垂箕第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,由于Ka和Kb相等且很小,可近似地
22、认为NH4+=c, Ac-=c,因而得到,同理,如果 Kac10Kw , 那么,又若 c/Ka10, 即 c10Ka, 则,这是计算弱酸弱碱溶液中H+的最简公式,骋鸳卯秩顾捕放戳鞠鄙梨骨敦蛋辕青帅咐芋膳椿耐缠哀藕庆牢沽谎郁阻末第三章酸碱平衡与酸碱滴定第三章酸碱平衡与酸碱滴定,,Company Logo,计算0.10molL-1 氨基乙酸溶液的pH,NH2CH2COOH 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:,Ka2=2.510-10,由于cKa210Kw, c10Ka1, 应采用最简式计算:,pH=5.90,Ka1=4.510-3,夷偏烽料疫疆搁椒千赊脐捍疡迸租拷仙柔旷
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