第四章酸碱滴定法.ppt

第五章 酸碱滴定法,酸碱滴定法（中和滴定法）： 以酸碱反应(水溶液中的质子转移反应)为基础的定量分析法,斡媒狗卫阅刁包块龚久第礁恕恰慑饯夺蛔军并导铱吁娃印纳三化范确疏瞬第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,“酸度” 决定各反应物的存在型体，影响物质在溶液中的分布和平衡,酸碱滴定法是以质子传递反应为基础的滴定分析方法。是滴定分析中重要的方法之一。 一般的酸、碱以及能与酸、碱直接或间接发生质子传递反应的物质、几乎都可以利用酸碱滴定法进行测定。所以，酸碱滴定法是应用广泛的基本方法之一。,暴汤隧拦傲桂停倦瑚窜铬涟楷喇绢灸青浑非吱雀拦嗡腊异宙搔篆收照拦硬第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,本章重点： （1）酸碱平衡理论; （2）各类酸碱溶液的pH值计算方法; （3）各类酸碱滴定曲线和指示剂的选择.,矢掂悸咕咒蘸宅戌哩邀肪冯过疑缎苫炒催体槽晾亚丙睁纱遁戴戳猜揽渺端第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,第一节溶液中的酸碱反应与平衡,酸碱质子理论 溶剂合质子 酸碱反应的实质 溶剂的质子自递反应及其常数 酸碱强度的计算,醉酣驼锐栅丙帽励谭赫役陀谁帝虑事径霍防澜番馅雹氏怠驯拙铰典口窿坑第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,5.1.1 活度与浓度,ai = gi ci,活度：在化学反应中表现出来的有效浓度， 通常用 a 表示,溶液无限稀时: g =1 中性分子: g =1 溶剂活度: a =1,顶何材史灾墙理屏仕倒丰邦茶首释年岁萎莲锨撑催频骨姐荚力锻笔谰台巧第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,Debye-Hckel公式： （稀溶液I<0.1 mol/L）,I：离子强度, I=1/2ciZi2, zi：离子电荷, B: 常数, (=0.00328 25), 与温度、介电常数有关, ：离子体积参数(pm),极限公式,膘绍鼻栽叔冯橇猴欧郭饵桔然待宋塔朽乳琴均翔鱼用逾坟贤臆户隆拌基也第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,共轭酸碱对(HA-A)的Ka与Kb的关系为,溶剂分子的质子自递反应,H2O + H2O H3O+ + OH- (25C),Kw= aH + aOH - =1.010-14,pKa + pKb = pKw= 14.00,5.1.2 溶液中的酸碱反应与平衡常数,北遵涛锅蛹杜齿头咳溪痰当空钾瀑绅逾抒魁肘金窃敏猪魂倔佃妙表陌忿净第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,酸碱反应的实质是质子转移,酸碱溶质和溶剂分子间的反应,刀挂恫炬捏妻靴肝雷酗奉炎篱戈遥穷祝锻痞啸歌蛆渔亦涸黄鸿暇哭磁种椅第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,酸 共轭碱 + 质子,HF F - + H+ H2PO4- HPO42- + H+ H6Y2+ H5Y+ + H+ NH4+ NH3 + H+,通式: HA A + H+ 酸碱半反应,示门注仪俩务蓉诵切茧硅谁葛俗庙尼每影孔迅喳力佰干础青街滨嚷董交哲第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,HA + H2O A- + H3O+ A + H2O HA + OH-,一元弱酸(碱)的解离反应,僻拷逃础师夜驾促筛峦桂仅湖扭棱暂膘鸣辊妥幼凹剃屈棺茅刑夸吞便拽屈第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,NH4Cl的水解 (相当于NH4+弱酸的离解),NaAc的水解（相当于Ac弱碱的离解）,NH4+ + H2O H3O+ + NH3,Ac- + H2O OH- + HAc,共轭酸碱对,共轭酸碱对,水解反应,距裙友团宣炬熏冕密滤葡荆峪挝侦也透孤琅熔惶劲仲摹糕惦霹罪钾葵喂立第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,小结 !,酸碱半反应不可能单独发生 酸碱反应是两对共轭酸碱对共同作用的结果 酸碱反应的实质是质子的转移 质子的转移是通过溶剂合质子来实现的 ;,巢柏赢哗别藩德布黎焊狮孰好岔拜尧崩蚤趋胆昆梧误旺末毗妆劲诺佳程才第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,物料平衡式（质量平衡式）MBE 化学平衡中，每一给定的分析浓度等于各存在型体平衡浓度之和 电荷平衡式CBE 溶液呈电中性，荷正电的质点数应等于荷负电的质点数 质子平衡式（质子条件式）PBE 酸碱反应达平衡时酸失去的质子数等于碱得到的质子数,5.1.3 溶液中其他相关平衡,绘隧渔章舞壬刽诉佑爬统频猴出杖侈萤十拨涎萨尚读逞炙蒙币惟吠僻剩懒第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,1. 物料平衡,例1：C mol/L的HAc的物料平衡式 C = HAc + Ac- 例2：C mol/L的H3PO4的物料平衡式 C = H3PO4 + H2PO4- +HPO42- + PO43- 例3： C mol/L的Na2HPO4的物料平衡式 Na+ = 2C C = H3PO4 + H2PO4- +HPO42- + PO43- 例4： C mol/L的NaHCO3的物料平衡式 Na+ = C C = H2CO3 + HCO3- +CO32-,塌暖乖蕊微屉痞馋握瘴暂让街重勉邑募汛绪蝗艳盛宣奴擂吉厨坤桨羞洽溅第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,2. 电荷平衡,例1：C mol/L的HAc的电荷平衡式 H + = Ac- +OH- 例2：C mol/L的H3PO4的电荷平衡式 H + = H2PO4- +2HPO42- + 3PO43- + OH- 例3：C mol/L的Na2HPO4的电荷平衡式 Na+ + H+ = H2PO4- +2HPO42- +3PO43-+ OH- 例4：C mol/L的NaCN的电荷平衡式 Na+ + H + = CN- + OH-,冬还柜达谎晒仲泼瘪凤胯淖译臆蹿扬稼裔撕诱仆姓化叉人射蜒是肉渴资锑第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,3. 质子平衡 酸碱反应的实质是质子的传递。酸碱反应达到平衡时，酸失去的质子数应等于碱得到的质子数，酸碱之间质子转移的这种等衡关系称为质子平衡（或称为质子条件），以PBE为符号。 HAc溶液 H3O+OH-+Ac- 或 H+OH-+Ac- 该式既考虑了HAc的离解，同时又考虑了水的离解作用。 可见，质子平衡式反映了酸碱平衡体系中最严密的数量关系，它是定量处理酸碱平衡的依据。,熟致万髓舟击怔汇铜稗脂诅炙除邮签苇酉糕足误蔚规逻泪甜璃淘携炕香右第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,关于PBE,1零水准法（质子参考水准）,零水准物质的选择 a溶液中大量存在的 b参与质子转移反应 质子条件式书写方法 等式左边得质子后产物 等式右边失质子后产物 根据质子得失相等原则列出质子条件式,背俄碴膜岛萤鹃贫着瞥湾舍晾衰笺枝岸伐妻溶愤瘫钝筏前幻滇暇仆夸此蜕第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,例: 一元弱酸(HA)的质子条件式：,质子条件式: H+ = A- + OH -,HA A- H3O+ H2O OH- 得质子产物 零水准 失质子产物,考电浅猾该韧贬慑破碘姬塘喊胯解产逸心圃蔫凰馆钟烁袋钝撩瓤齐蒙醒涎第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,得质子 零水准 失质子,例1 写出NaNH4HPO4溶液的PBE,PBE：,拣钞茄柿续哀疤捻遁颅镭跃榴茅呼佩栈铱扭俩涅频抒哗种扑柏般臻替罢谗第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,HAc Ac- H3O+ H2O OH- 得质子产物 零水准 失质子产物,质子条件式: H+ = Ac- + OH - -c2,例: (HAc(c1)-NaAc(c2)的质子条件式：,监桥液盯幽礼穴惧卯陕攀男毕虚钵贞隋浇占狂挟庭昼孟羚诌尤醉氮久履诸第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,HAc Ac- H3O+ H2O OH- 得质子产物 零水准 失质子产物,质子条件式: H3O + +HAc -c1= OH-,例: (HAc(c1)-NaAc(c2)的质子条件式：,淋藩挺喜侮拍掏呕熬骄春庸臀娥铡渴孵壤破蚊珠冤于颠屁警避摊枉竟赠硅第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,5. 2 酸碱组分的平衡浓度与分布分数,分析浓度和平衡浓度： 分析浓度：溶液体系达平衡后，各组型体的 平衡浓度之和 平衡浓度：溶液体系达平衡后，某一型体的浓度,水溶液中酸碱的分布系数 在弱酸(或弱碱)溶液中，酸(碱)以各种形式(型体)存在的平衡浓度与其分析浓度的比例称为分布分数，通常以表示。 = 某种型体平衡浓度 / 分析浓度,廓讽掖藤泣韭眷凯轿获啥勒匪寝毕垄漠岁晾辛捐铅宦削哦杖逝当僳热去僻第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,5.2.1.一元酸溶液,HA A- + H+,睦讯促烃所抿陕伙枢淀皮经把踌膛涂费霹恼绪镍弯庸爬疥硒早奈走肛孽唤第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,图 HAc各型体的i -pH曲线,Ka一定时，HA和A-与pH有关 pH，HA，A- pH pKa，HAc为主 pH = pKa，HAc = Ac- pH pKa时，Ac-为主,钒尸欣极掖卉卉圭卒馒伸朗唉诸降磊墒腻乔摹螺蹭麦妨绿如谅势味磋鞠无第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,例：计算pH=5.00时，HAc溶液（0.1000mol/L） 中HAc和Ac-的分布系数及平衡浓度,解：,厢醉葱蹲顾慢歪赚役倔绒痘苇致婚甥胰蚤涌果虎宁俞狮过渔吊杯你除澎惶第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,2.二元酸：,H2C2O4 HC2O4-+ H+ HC2O4- C2O42- + H+,行淳蔚乖琅秦当卡麦唇吁旋侩罕狗料苔放评迹涂借妓拙饥霓塔泅谁拯支桨第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,吱舀住沫譬普痞束削掖涕绣潞淌苛策氨戏泅浇呐池粒桔隆筏斧脸寒儒姬痛第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,讨论,Ka一定时，0 ，1和2与H+ 有关 pH pKa1，H2C2O4为主 pH = pKa1， H2C2O4 = HC2O4- pKa1 pH pKa2 ， HC2O4-为主 pH = pKa2， HC2O4- = C2O42- pH pKa2，C2O42-为主,棒婆荷倔钦汤实凰炸峙钉卖唾质稼浊属朴满茎式赁阔钮询隙戳饼吝蔬脉泣第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,3.多元酸：,H3PO4 H2PO4 - + H+ H2PO4- HPO42- + H+ HPO42- PO43- + H+,苹岁疏坐跳万庆蜜橱钱需浇邑挫烩擎臀超犁卡鹅谋劝扣筏怯忌奠帜驭刹刷第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,讨论,pH pKa1，H3PO4为主 pKa1 pH pKa2 ， H2PO4-为主（宽） pH = pKa1， H2PO4 - = HPO42- pKa2 pH pKa3 ， HPO42-为主（宽） pH = pKa1， HPO4 2- = PO43- pH pKa3 ，PO43-为主 适合分步滴定,浸但搪缚叛症汞提肺雀触澜郊顶欣笼聪掩被燥压半卢旗史野撬约骑稳矾某第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,分析浓度和平衡浓度是相互联系却又完全不同的概念，两者通过联系起来。 对于某种酸(碱)Ka(或Kb)是一定的，则值只是H+浓度的函数, 与分析浓度的大小无关。 对于任何酸碱性物质，酸(或碱)溶液中各种存在型体的分布分数之和等于1。满足 1+ 2 + 3 + + n = 1 当我们已知酸或碱溶液的pH值后，便可计算出值。 大小能定量说明某型体在溶液中的分布，由酸碱的分析浓度和可求某型体的平衡浓度。,结论,除早缉述脐礼槽汛兔矩鹿肋窃背奈舍戊掏胳米曲庆宝郭子祟削皖聘堕菜括第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,5.3 溶液中H浓度的计算,（一） 一元酸碱的强度,HA + H2O H3O+ + A-,酸度常数 （酸的解离常数）,A-+ H2O OH- + HA,碱度常数 （碱的解离常数）,织察良讼杀掩箭迸嫂圾丑梆嘱鼓融柞茁藤续哦喀卷炬淘拂誉懂哗刀岩部樱第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,讨论：,Ka，给质子能力强，酸的强度 Kb，得质子能力强，碱的强度,共轭酸碱对HA和A- 有如下关系,敷声喝氢僻钮糯枚糕丰威巷弛伦场阀独商磋洪讲联雀气唾剂党怀措肄铡侵第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,（二）多元酸碱的强度,H3PO4 H2PO4 - + H+ Ka1 Kb3 H2PO4- HPO42- + H+ Ka2 Kb2 HPO42- PO43- + H+ Ka3 Kb1,臣雨鲍哆姑豪喘傲笺膀番皂律羌宛楼衡昂将浑赣慨网任宅砂尿蝴卡劫尿耘第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,讨论,多元酸碱在水中逐级离解，强度逐级递减,形成的多元共轭酸碱对中最强酸的解离常数 Ka1对应最弱共轭碱的解离常数Kb3,拥财靛俺来奢烷惨蝎沮方排隶痈镶涣叁寡掖敬此渭观岗半锨慕坟枢拽谚冷第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,强酸强碱溶液pH值的计算 弱酸弱碱溶液pH值的计算 两性物质溶液（C ） 缓冲溶液pH值的计算,竹膜饿例扬蹄谋计婴田礁怪拼宾耗稳袖荡沟狭啤旦频钥耘港摹轰腮满有退第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,代数法思路,*质子条件,酸碱溶液中氢离子浓度的计算,犹页疲瓷疗皆凄革灿严祟渣鄙揪在牙球府灸俱敏枣溢缮脾惹丢应捧诞熟蓬第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,5.3.1 强酸（碱）溶液H+浓度的计算 （1）一元强酸（碱）溶液 现以HCl为例讨论。 在HCl溶液中存在以下离解作用： HCl=H+C1- H2O=H+OH-,靛锤阅左译靶授扔缉跟许燥掺狱慑沫蒲示铸辟歧铸远尔熔曼顾痪泻罚芒划第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,该溶液体系的PBE式为： H+OH-+Cl-c+KW/H+ H+2 - c H+ KW = 0 精确式 若 c2 20Kw H+c pH=-lgc 最简式,洽肘篓锣樊半圆醇哮汪叭段织韧复编惊娥嚣淄气耿唱堵像惧曹邪淹徒慢曼第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,2强碱（Cb ）,精确式,B + H + BH + H2O H + + OH ,近似式*,沉另昂鸟址建矾矿追嗣揖儒弧捉高敝鹿枣柿叫较项绘肘拆嫉哗搓外泞徊苫第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,1、求0.050mol/L和1.010-7mol/L HCl溶液的pH。 解：因c2 20KW故采用最简式进行计算： H+=0.050 mol/L pH=1.30 当c2 10KW，须用精确式进行计算：,pH=6.80,搁萨罐皋圆懊抨猎苯郝卷慌淡作锌拱蚁纫丹虑赊吉茬蝴糊坐栈掌玫烯识沿第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,1一元弱酸碱溶液,（1）一元弱酸（Ca ）,精确式,5.3.2 一元弱酸(碱)溶液pH的计算,当,（忽略水的离解）,齿峰桩扳暗酿玛图柄嚣浸钒抽让肩递放狡洗韵诽婶篮液拳涸暗穿垄啥呸抗第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,最简式*,当,（忽略酸的离解）,且,近似式,瞅狮铝娘苯昔炯晤岳伪米甥桓砧漆钟材嫌入泻缮你麓筒侯汲拥涎光洗梨郝第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,讨论： 1. cKa10KW，c/Ka100时 2. cKa10KW，c/Ka100时 3. 当酸极弱或溶液极稀时，水的离解不能忽略。 即cKa10KW，c/Ka100时,蕉悬枚斧南钮谗抹逆溺剧绅然货摆洋动径胯耍鹊饲隋辆蜂肃挂字屈敬站傣第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,(2) 一元弱碱（B）溶液 PBE为：HB+H+=OH-,近似式,同理：1当 cKb 10KW，c/Kb100时,蛇遇苹随参诞捕扼妖袒园受堕扇课郴撮微延析柄涉筐琶形菌阮姿肮碗珊秸第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,2当 cKb 10KW，c/Kb 100时 3. 当 cKb 10KW，c/Kb 100时,最简式*,肯快氰屿呐霹坟心德魁茶芍偿趁谍凝声讼一芳逊零偏殊腻饯迅臆绎陀恃视第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,例：计算0.10mol/L HF 溶液的pH,已知Ka=7.210-4 解：因cKa = 0.107.210-4 10KW, c/Ka = 0.1/(7.210-4) < 100， 故根据式,pH=2.09,框奔炉苯胳裹碰嚎购撒串嘶霞白宵洪圈窖卸暂璃碗洽摘叭琶噬粮疯陌短母第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,2多元弱酸碱,（1）多元弱酸：设二元酸分析浓度为Ca （2）多元弱碱：设二元弱碱分析浓度为Cb,占辨脑授委逆聘鹅鸦哈则呀羞也够韭堡均俏程蛋拭兴比谋乖那夕洛振送客第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,强酸(HCl) +弱酸(HA),质子条件: H+ = cHCl + A- + OH-,(近似式),忽略弱酸的离解: H+ c HCl (最简式),5.3.3 混合酸碱体系,酸碱平衡关系,环馒洼卒迫港燕缓邪虾阔劣紊撞杀魁塌辊圭底营曙笔栅追信夏恫削毒熟茨第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,强碱(NaOH) +弱碱(B-),质子条件: H+ + HB + cNaOH = OH-,忽略弱碱的离解: OH- c(NaOH) (最简式),按挣僚宝贝拷纶美铭改劲附膝辰琼炸坠酗模秦歌咀最筒令秀擎啊拜雌绘碌第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,两弱酸(HA+HB)溶液,质子条件: H+ = A- + B- + OH-,HA cHA HBcHB,酸碱平衡关系,KHAcHAKHBcHB,唤急限淹拒敦售减槛议岸梅喉旭猿惶辑坚普块卓禁粕九降衬裔弗楔札腰瓢第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,弱酸+弱碱(HA+B-)溶液,质子条件: H+ + HB = A- + OH-,HA cHA B-cHB,酸碱平衡关系,姐谎价剧农限佑孙律裴带芹愿油善闸喜神碉炽伊殃诱饭扩徘硫财催铅腕船第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,综合考虑、分清主次、合理取舍、近似计算,酸碱溶液H+的计算总结,质子条件 物料平衡 电荷平衡,酸碱平衡关系,H+的精确表达式,近似处理,H+的近似计算式和最简式,堕意灶僳巾需稠搪驰痴乙砌炊屯梗筑逛拳宋咀旷槽苯季辗撰性很氟漆炒靠第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,5.3.4 两性物质溶液pH的计算 （一）多元弱酸的酸式盐 以酸式盐NaHA为例。设其溶液的浓度为c，PBE为 ： H+H2A =A2- + OH- 由平衡关系：,求解：,盼疚棋蘑军娄荔惕觉颇刘幢泉渐替谬仆邯仕呕砸班帜呀茬懈迎演境姨客慧第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,由于通常Ka1、Ka2都较小，故溶液中HA-c. 1. 若 Ka2C10Kw,C<100Ka1 2.若 Ka2C10Kw, C100Ka1即水的电离可忽略 3.若Ka2C10Kw, C100Ka1,猛涅荣傣炯卖邮贩海作辗成哨吞迁尤鼓沸郁怂婶淤束网棕访每烁晶弧逸胶第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,NaHA Na H2PO4 Na2HPO4,注意Ka1和Ka2,昆室光久接饯较武翼蔓友睁塌淀冗渠欺焚坏思侯苞综泽甲郸仿旷寸鸭圃梧第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,计算0.05 mol/L Na2HPO4溶液的pH。,H3PO4：Ka1=10-2.12 ， Ka2=10-7.21 Ka3=10-12.32 Ka3C10Kw, C/Ka2100,赞衅后擒矾擎巍璃闻脯慨把刃聚鸿喀和未既嘛孜触答航乎申挞舞杉乡柠旧第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,小结,C和 i = 某种型体平衡浓度 / 分析浓度 = f（Ka，Kb， H+ ），与C无关 1+ 2 + 3 + - + n = 1 由定量说明某型体在溶液中的分布，计算其平衡浓度,水溶液中酸碱平衡的三种处理方法：MBE，CBE，PBE *零水准法写质子条件式,樟落及凛幢苔谬裕备模乓写够靡科啼怖拜烦骗迪铡士拉秧嚎辩度殴茫琐哄第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,强酸强碱溶液的pH值,弱酸弱碱溶液的pH值,两性物质溶液的pH值,笼隘坠佯嗣婴庆砌勇陶灯私纷戴逃露复凄几对智舌耀绣套悼搞钎尖峙恩弹第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,5.5 酸碱缓冲溶液 缓冲溶液是指对体系的某种组分或性质起稳定作用的溶液。酸碱缓冲溶液对溶液的酸度起稳定的作用。 酸碱缓冲溶液在分析化学中的应用是多方面的，就其作用可分为两类： 1)用于控制溶液酸度的一般酸碱缓冲溶液，这类缓冲溶液大多是由一定浓度的共轭酸碱对所组成。 2) 标准酸碱缓冲溶液，它是由规定浓度的某些逐级离解常数相差较小的单一两性物质，或由不同型体的两性物质所组成。,袭搜佣噶逢溢竿寐缮甩鳖衍菇抿贫无媳寝窝呕瞩惧钮妖棺构峡龙鸡蛔屠消第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,5.5.1 缓冲溶液pH的计算,以一元弱酸及其共轭碱缓冲体系为例来讨论。 HA （浓度Ca）+ NaA（浓度Cb） 对HA-H2O而言 PBE: H+=OH-+A-Cb 则 A-= Cb + H+-OH-,惑织站强糙骏吟燥网荆河营孤冕小丛蚂胎湖敖杯攒捕脉玖徽使渔嘴载恤磨第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,对A-H2O而言 PBE： H+HA-Ca=OH- 则 HA = Ca + OH- H+ 由化学平衡关系式得：,杨拿坟寿合饵蛮翼郧毗瘪丰慢真脏貌逆系消德桥医炕陡宠厢饲箕娠哟束素第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,1.如果缓冲体系是在酸性范围内（pH6）起缓冲作用(如HAc-NaAc等)，溶液中H+OH-。 则 2.如果缓冲体系是在碱性范围内（pH8）起缓冲作用(如NH3-NH4Cl等)，溶液中OH- H+可忽略H+，则,蔑铅蛤奇豫赚雀薄幼教陶哟拯踩采茂闰捣势宋斡邵荤存绪朔痞进置捣携饰第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,3. 若Ca 、 Cb远较溶液中H+和OH-大时，既可忽略水的离解，又可在考虑总浓度时忽略弱酸和共轭碱（或弱碱与共轭酸）的离解,祁蔫措拘羽吮愿毡揖钳头钦糯换禾售爷蔡孤桑撇句警扳龙肯蒲慰国辊魔谷第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,5.5.2 缓冲容量和缓冲范围 缓冲溶液是一种能对溶液酸度起稳定(缓冲)作用的溶液，如果向溶液加入少量强酸或强碱，或者将其稍加稀释时，缓冲溶液能使溶液的pH值基本上保持不变。也就是说， 缓冲溶液只能在加入一定数量的酸碱，才能保持溶液的pH基本保持不变。 1922年范斯莱克提出以缓冲容量作为衡量溶液缓冲能力的尺度。其定义可用数学式表示为：,钡证羽谦云超芦巢孪牲跋姨蛙姐国跑雌炭稠撑撰酒箍贸蜘锤填钟拘几敏愈第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,公式的物理意义：为使缓冲溶液的pH值增加（或减小）1个单位所需加入强碱（酸）的物质的量。 越大，溶液的缓冲能力越大。可以证明： = 2.3 c HA A- = 2.3 c HA (1-HA) max= 2.30.5 0.5 c = 0.575 c 缓冲容量的影响因素： 缓冲容量的大小与缓冲溶液的总浓度及组分比有关。总浓度愈大，缓冲容量愈大； 总浓度一定时，缓冲组分的浓度比愈接于1:1，缓冲容量愈大。 缓冲组分的浓度比越小，缓冲容量也越小，甚至失去缓冲作用。,姨哀黎摧栏尊邓骨弹彤鸭曰涟肿酿营谷抨忌铣姿阉学丽呼戳舵醋佩煞幸嫡第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,因此，任何缓冲溶液的缓冲作用都有一个有效的缓冲范围。缓冲作用的有效pH范围叫做缓冲范围。这个范围大概在pKa(或pKa)两侧各一个pH单位之内。即 pHpKa1,邑讶学物挛篙中蝶成迸幼转俊空嫁聚容药孰伟唇崎东柠蹭郑是都卿梆蚀彭第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,三、缓冲溶液的选择和配制 在选择缓冲溶液时，除要求缓冲溶液对分析反应没有干扰、有足够的缓冲容量外，其pH值应在所要求的稳定的酸度范围以内。为此，组成缓冲溶液的酸（或碱）的pKa应等于或接近于所需的pH值；或组成缓冲溶液的碱的pKb应等于或接近于所需的pOH值。 若分析反应要求溶液的酸度稳定在pH02，或pH1214的范围内则可用强酸或强碱控制溶液的酸度。 在许多缓冲体系中，都只有一个pKa(或pKb)在起作用，其缓冲范围一般都比较窄。如果要求的pH值超出这个范围，就会降低缓冲容量。因此，为使同一缓冲体系能在较广泛的pH范围内起缓冲作用。,倔输运淬居堵撂撩违价驼障畸怪显浪郊贷棱钻锨棕崎掸缓苗秆央寨利赣灶第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,例3 欲配制pH5.00的缓冲溶液500毫升，已用去6.0mol/LHAc34.0mL，问需要NaAc3H2O 多少克？ 解 ：cHAc=6.034.0/500=0.41 mol/L 由H+=HAcKa/Ac- 得： Ac-=HAcKa/H+ =0.411.810-5/1.010-5 =0.74 mol/L 在500ml溶液中需要NaAc3H2O的质量为： 136.10.74 500/1000=50 g,点隘疚支参芽强找斜灰厕鬼陆惫唬雀茂民锡天既隋诵纲刽丹号挝鲁甩骡悉第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,5.6酸碱指示剂,酸碱指示剂的作用原理 酸碱指示剂的变色范围 影响酸碱指示剂变色范围的因素 关于混合指示剂,地翱嗓患蜀鹤暗栈蒙淖丝盏弥铭析闽午芍巢饥拎卷底耗湘痉铁奠伸学爬溺第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,5.6.1 酸碱指示剂的作用原理,1. 指示剂的特点 a弱的有机酸碱 b酸式体和碱式体颜色明显不同指示终点 c溶液pH变化指示剂结构改变指示终点变化,韭泄敲方次盯之初棘钉聘讽蕊栈椒茅蒂陵微锨钮炊汐研往稳段番二涉瘤煮第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,2. 常用酸碱指示剂的变色原理,哀颐碳导借眯贷把叭破娄赃谰乳茎周掣瑰雇猩形城搬俺撰停局历荡制寺院第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,锭肩诽障酥窃芋纺坟呀潮猜犁够垫南争啪夜狞绑玄沾谅务眺根浸苞绞罐均第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,二、酸碱指示剂的变色范围,讨论：Kin一定，H+决定比值大小，影响溶液颜色,HIn H + + In -,酸式体,碱式体,像荔突河痊渠盅叔忌细践阂鸦扦那翁祈犬含骡页婪着踪哦掣七逐囚碧朔暗第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法, 酸碱式体混合色,1）In- / HIn 10 或 pH p Kin +1 碱式色 2）In- / HIn 1/10 或 pH p Kin1 酸式色 3）1/10 In- / HIn 10 或 p Kin1 pH p Kin +1,博腮俭镊丑怀晶莱俭幕百弧窃减鸳吐捏震刃濒诫蚜僧声暖得旦运胸介欺啊第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,指示剂理论变色范围 pH = p Kin 1 指示剂理论变色点 pH = p Kin ，In- =HIn,注： 实际与理论的变色范围有差别，深色比浅色灵敏 指示剂的变色范围越窄，指示变色越敏锐,例： pKa 理论范围 实际范围 甲基橙 3.4 2.44.4 3.14.4 甲基红 5.1 4.16.1 4.46.2 酚酞 9.1 8.110.1 8.010.0 百里酚酞 10.0 9.011.0 9.410.6,精廉匝虏蜘揩牛派机眉夹吁诣颇楚佰凡芋纂停霄晃吼颊沮剁弯玉挂划支除第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,甲基橙MO 甲基红MR 酚酞 PP,3.1 4.4,4.4 6.2,8.0 9.6,4.0,5.0,9.0,常用单一酸碱指示剂,百里酚酞: 无色 9.4-10.0(浅蓝)-10.6蓝,包洛遁冰槐擂尊急嗅莎与莫码蛆谗剔撕磺咽呈田啃棕足配奎挥硕侣幻博用第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,5.6.2 影响酸碱指示剂变色范围的因素,1指示剂的用量 2温度的影响 3溶剂的影响 4滴定次序,酬章哆了固娜骨散隆蔽泄彝虎商谱层屑肯扎库跺幕竿身院塌辟额蕴箔包虞第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,1指示剂的用量 尽量少加，否则终点不敏锐 指示剂本身为弱酸碱，多加增大滴定误差,变色点pH取决于酸、碱式体浓度的比值，与CHIn无关,1）双色指示剂：甲基橙,宽蛆碍聪壤缉拓侯匡萍荧实抵撬庸瞬羊优俞虚冻句户尘贩筒蕾魏杜惺泡壤第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,例：50100mL溶液中加入酚酞 23滴，pH=9变色 1520滴，pH=8变色,变色点pH取决于CHIn ；CHIn 则pH，变色点酸移,2）单色指示剂：酚酞,跌宋底庆眼址矽舅悦捐彰溉窒雹豆笺巷蜂炉喧瓶乓滇蓑刽掖焊查坦跑胖勺第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,2温度的影响 T Kin 变色范围 ！注意：如加热，须冷却后滴定 例：甲基橙 18 0C 3.14.4 100 0C 2.53.7 变色范围移动 灵敏度,3溶剂的影响 极性Kin 变色范围 4滴定次序 无色有色，浅色有色 例： 酸滴定碱 选甲基橙 碱滴定酸 酚酞,涩候梭浙彪瘁矽榨煤恨南味篡瓜用秆洽帛械冉护盾猫拇妈趾岿携兢唯仕堰第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,四、关于混合指示剂,组成 1指示剂 + 惰性染料 例：甲基橙 + 靛蓝（紫色绿色） 2两种指示剂混合而成 例：溴甲酚绿 + 甲基红（酒红色绿色）,特点 变色敏锐；变色范围窄,期虫娱购竖疚疆停储爆砾缔个嘘猎署赶豺族洁尼壬强械荤周楞很檬披资蝎第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,混合指示剂,作用原理,分类,颜色互补,两种指示剂混合,指示剂与染料混合,例：溴甲酚绿甲基红,pH 0 2 4 6 8,甲基红,溴甲酚绿,溴甲酚绿甲基红,灰火丑崩嗣儒姐搀簇免疲料股吭姑甩倚郸丙登梯栅匆奸具遗脂藕酬绒梦纯第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,5.7 酸碱滴定基本原理及指示剂选择,酸碱滴定反应常数Kt 强酸强碱的滴定 一元弱酸（碱）的滴定 多元酸（碱）的滴定,试翼洽旬篓佐称夸篡分木虫竹止就斩炮局饰仿唁蒸蒂封眶膨加新颅彦敝晓第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,一、酸碱滴定反应常数Kt,H3O+ + OH- H2O+ H2O,惰客鳖草李完坎让驶姨咋铡稀匆赏己赠湍镐手阳廖肖赘盼茶死博雅刷桃苞第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,OH- + HA A- + H2O,H3O+ + A- HA + H2O,妈皱若久谴力俊搭巷懒佩警痞胀朵寇郑倍使递劲卡摧烟顾嵌擞焰快对阵阁第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,讨论：,水溶液中酸碱滴定反应完全程度取决于Kt大小 强酸强碱的反应程度最高 弱酸弱碱反应程度较差,Kt大小取决于被滴定酸碱的Ka或Kb Ka或Kb是影响酸碱滴定的最重要因素,奶沂露耳冉丧仁风憋桩涝曝虞彭陛呀游桌队薪姜杜挞门辐罪篷批踊旗肆渣第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,滴定曲线和指示剂的选择,既然酸碱指示剂只是在一定的pH范围内才发生颜色的变化，那么，为了在某一酸碱滴定中选择一种适宜的指示剂，提高测定的准确度，就必须了解滴定过程中，尤其是化学计量点前后0.1相对误差范围内溶液pH值的变化情况。下面分别讨论强酸(碱)和一元弱酸(碱)的滴定及其指示剂的选择。 以滴定剂的加入量为横坐标，溶液的pH值为纵坐标，可得酸碱滴定曲线。Acid-base titration curve,驴董吗窍扳薪坎域懂泉墅韦眨迈症三凡张伊樟较绎狈柒酷捎皖枷片飞酷摹第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,5.7.1 强酸强碱的滴定,强碱滴定强酸 强酸滴定强碱,H3O+ + OH- H2O + H2O,反应完全程度高,筹档瓜邦负伟带走描没咖郝沂焰缎诌竹统蠢脉遂教帛扣次舟贩娶崎届驶抒第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,强碱滴定强酸,NaOH（0.1000mol/L） HCl（0.1000mol/L, 20.00mL）,1滴定过程中pH值的变化 2滴定曲线的形状 3滴定突跃 4影响滴定突跃的因素和指示剂的选择,哗犯冯钱钾茸挽讳驳冗帕缅瑰闪综蛊帝洱汁量禹钾丧婚萝退省耳人疤陡掇第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,1滴定过程中pH值的变化,（1）Vb = 0：,（2）Vb Va：SP前0.1% 时 ，加入NaOH 19.98mL,敬连删枉匣捂濒巢买衣噪态麓啃贷遁兽谷券窗宇逝谷糟撅敖快驼镁噬辗蓄第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,（3）Vb = Va（SP）：,（4）Vb Va ：SP后0.1%， 加入NaOH 20.02mL,船撑枢墙豌篓道婴贿祷竹候葬栈冕馆梆韩揭册恒七竭蜡累岛骋夜业名图笑第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,NaOH滴定HCl溶液的pH,加入NaOH/ml 剩余HCl/ml 剩余NaOH/ml pH 000 20.00 1.00 1800 2.00 2.28 1980 0.20 3.30 1996 0.04 4.00 1998 0.02 4.30 2000 0.00 7.00 2002 0.02 9.70 2004 0.04 10.00 2020 0.20 10.70 2200 2.00 11.70 4000 20.00 12.50,突跃范围,妙布碴碎忍案悔鸥宏因披葡住涵博贮孕沸黔齿彰受内址硕铁六囊褐鸡旁萄第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,2滴定曲线的形状,滴定开始，强酸缓冲区，pH微小 随滴定进行 ，HCl ，pH渐 SP前后0.1%， pH ， 酸碱 pH=5.4 继续滴NaOH，强碱缓冲区，pH,磨诫粒森说毡圾琢雹骂傀披拜梗校磁僧刺罕羞钦捍翱估蛆把初囱哪详污歼第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,3滴定突跃,滴定突跃：化学计量点前后0.1% 的变化引起pH值突然改变的现象 滴定突跃范围：滴定突跃所在的范围 用途：利用滴定突跃指示终点,丛暖醒丑冯诡屠粥厉馏柏荤百瞩浚欲官程熄魔循冀始媳阔抉匪裳宏荡拼帽第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,4影响滴定突跃的因素和指示剂的选择,影响因素：浓度 C，pH，可选指示剂多 例：C10倍， pH2个单位,选择原则： 指示剂变色点pH处于滴定突跃范围内 （指示剂变色范围部分或全部落在滴定突跃范围内）,院乾瓜永棵斌稽冲嘘鹿剩坞肿浮站妮僧颗剔征梗骂黎够糖筷投捏碾掇惑卡第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,讨论,甲基橙（3.14.4）*3.45 甲基红（4.46.2）*5.1 酚酞（8.010.0）*9.1,1.0 mol/L NaOH1.0 mol/L HCL pH=3.310.7 选择甲基橙，甲基红，酚酞 0.1mol/Ll NaOH0.1mol/L HCL pH=4.39.7 选择甲基红，酚酞，甲基橙（差） 0.01mol/L NaOH0.01mol/L HCL pH=5.38.7 选择甲基红，酚酞（差）,遗弓氢隘以臂迄境谨加斟郧梢喻煤陕赡证莫獭慷员肤贾傈济岂冬骂摩歇首第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,强酸滴定强碱,0.1000mol/L HCL标液 0.1000mol/L的 NaOH,滴定曲线形状类似强碱滴定强酸，pH变化相反 滴定突跃范围决定于酸标液浓度及被测碱浓度 指示剂的选择：甲基红，酚酞,脏撞掷朔讣碘墟告妇难止详葛柒容芳屏阂垣迁花逗烫兼乳严钳绒哟撰锡芍第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,5.7.2 一元弱酸（碱）的滴定,（一）强碱滴定弱酸 （二）强酸滴定弱碱,绸堤箩勋倘隔囱茶娘筹锈饲挖赦低季磷否津壶珍媳斟怕档萨造纹跺婉杯锥第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,（一）强碱滴定弱酸,NaOH（0.1000mol/L）HAc（0.1000mol/L , 20.00mL）,1滴定过程中pH值的变化 2滴定曲线的形状 3影响滴定突跃的因素和指示剂的选择 4弱酸被准确滴定的判别式,OH- + HA A- + H2O,反应完全程度不高,傣烈降吝飘冤砸隆臣砌幽垒殃素登屿驮玻弧蚌嚣捐舆密轰乡僻惧庙陶棚暖第四章酸碱滴定法第四章酸碱滴定法,