酸碱平衡与酸碱滴定法.ppt

关于酸碱平衡与酸碱关于酸碱平衡与酸碱滴定法滴定法现在学习的是第1页，共149页第一节 酸碱质子理论阿仑尼乌斯电离理论 酸：在水溶液中离解出的阳离子全部是H+的化合物。碱：在水溶液中离解出的阴离子全部是OH-的化合物。局限性：许多化学反应在非水溶液或无溶剂系统中进行。NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl 不含H+或OH-的物质亦可显出酸或碱的性质。如NaAc水溶液显碱性。现在学习的是第2页，共149页 质子理论认为：酸：凡能给出H+的物质，HCl、HAc等 碱：凡能接受H+的物质，Ac-、S2-等 两性物质：既能给出H+，又能接受H+的物质，H2O、NH3、HS-等。1 酸碱定义现在学习的是第3页，共149页HCl(HCl共轭酸)共轭碱 2 共轭酸碱对 统一在质子上的对应关系叫酸碱共轭关系。abwKKKaKbK共轭酸碱对的 和 的关系：在一个共轭酸碱对中，酸的酸性与碱的碱性的强弱关系为：酸愈强(即给出质子的能力愈强)，它的共轭碱就愈弱(即接受质子能力愈弱)；酸愈弱，它的共轭碱就愈强。现在学习的是第4页，共149页 3 酸碱反应的实质 质子理论认为：任何酸碱反应都是两个共轭酸碱对之间的质子传递过程。HCl+NH3NH4+Cl-H+(酸1)(碱2)(酸2)(碱1)方向：较强的碱夺取较强的酸所给出的质子而转化为各自的共轭弱酸和弱碱。局限性：对于无质子参加的酸碱反应无法解释。现在学习的是第5页，共149页 例 NH4+的共轭碱是()，H2O的共轭酸是()。NH3H3O+练习 写出下列各物质的共轭酸：v CO32(2)NH3 (3)HS(4)H2O (5)HPO42(6)Zn(H2O)3(OH)现在学习的是第6页，共149页 解：(1)HCO3 (2)NH4+(3)H2S (4)H3O+(5)H2PO4 (6)Zn(H2O)42 现在学习的是第7页，共149页 练习 写出下列各物质的共轭碱。(1)HC2O4(2)HClO (3)H2PO4(4)NH3 (5)HSO3(6)Cu(H2O)42+解：(1)C2O42-(2)ClO-(3)HPO4 2-(4)NH2-(5)SO3 2-(6)Cu(H2O)3(OH)+现在学习的是第8页，共149页 4 水的离子积和PH 2H O lHaqOHaq()()wc OHc HKcc()()wKc Hc OHwK称为水的离子积常数现在学习的是第9页，共149页wK的意义为：一定温度时，水溶液氢离子和氢氧根离子浓度之积为一常数。和pHlg(c H）pOHlg()c OH pH+pOH14.00wpK现在学习的是第10页，共149页 5 酸碱的强度 在溶液中酸碱的强度不仅取决于酸碱本身给出质子和接受质子能力的大小，还与溶剂接受和给出质子的能力有关。最常用的溶剂是水，在水溶液中，酸碱的强度通常用它们在水中的解离常数或酸常数、碱常数的大小来衡量。现在学习的是第11页，共149页酸常数和碱常数HAcHAc ()()()()()()ac Hcc Accc Hc AcKc HAccc HAc-2AcH OHAcOH()()()bc HAc c OHKc Ac现在学习的是第12页，共149页 6 共轭酸碱对中酸、碱常数的关系abwKKK=在HAc Ac-共轭酸碱对中()()()()()()abc Hc Acc HAc c OHKKc HAcc Ac()()wc Hc OHK现在学习的是第13页，共149页例：141051.0 105.64 101.77 10WabKKK解：现在学习的是第14页，共149页第二节 酸碱平衡 1 溶液中酸碱平衡的处理方法 弱酸或弱碱在水溶液中仅部分解离，绝大部分仍然已未解离的分子状态存在，因此弱酸或弱碱的水溶液中存在各种相关的型体。酸碱溶液中平衡型体之间存在三大平衡关系：物料（质量）平衡、电荷平衡和质子平衡。现在学习的是第15页，共149页（1）物料平衡（MBE）指在一个化学平衡体系中，某一给定物质的总浓度等于该组分各种型体的平衡浓度之和。例如浓度c为0.10 molL-1 HAc溶液，其物料平衡式为：cHAcc(HAc)+c(Ac-)0.10(molL-1)练习：浓度为0.20 molL-1 NaHCO3溶液，其物料平衡式浓度为0.50 molL-1 Na2SO3溶液，其物料平衡式又怎样？现在学习的是第16页，共149页（2）电荷平衡（CBE）处于平衡状态的水溶液是电中性的，即溶液中荷正电质点所带正电荷的总数与荷负电质点所带负电荷的总数相等，根据这一原则，由各离子的电荷和浓度，可列出电荷平衡方程。如HAc溶液，其电荷平衡式为：C(H+)c(Ac-)+c(OH-)思考：NaHCO3溶液的电荷平衡式？现在学习的是第17页，共149页（3）质子平衡 酸碱反应达到平衡时，酸失去的质子数与碱得到的质子数相等，其数学表达式为质子条件式。零水准法列出质子条件式，其步骤为：（1）选择适当的基准态物质（零水准），基准态物质通常是溶液中大量存在并参与质子转移的物质。（2）根据质子转移数相等的数量关系写出质子条件式。例 写出HCOOH、NaH2PO4水溶液的质子条件 现在学习的是第18页，共149页 在一定条件下，一元弱酸或弱碱的水溶液中存在着未电离的分子与其电离生成的离子之间的动态平衡，称为电离平衡。如:HAc+H2O H3O+Ac-+HAcHAc简化为:2 溶液中弱酸、弱碱的解离平衡(1)解离平衡和解离常数现在学习的是第19页，共149页依化学平衡原理：因标准态浓度 c=1.0 moLL1 则:ac(H/c(Ac)/HAc)/ccKc）c（ac(H)(Ac)c(HAc)cK现在学习的是第20页，共149页NH3在水溶液中的电离平衡和电离常数表达式4+32NH+H ONH+OH 4b3c(NH)(OHc NHcK）（）现在学习的是第21页，共149页 一定温度下，有一个确定的电离常数，由实验测得。其大小反映了弱电解质解离程度的大小。同温度、同浓度下，同类型的弱酸（或弱碱）的 (或)越大，则其解离程度也就越大，溶液的酸性（或碱性）就越强。aKbK (或)具有一般平衡常数的特征。对于给定电解质，它与T有关，与浓度无关。当温度变化不大时，可忽略T对电离常数的影响。aKbK现在学习的是第22页，共149页已电离部分的弱电解质浓度未电离前的弱电解质浓度解离度+HAcHAc-cc ccc初始浓度 0 0平衡浓度 (2)解离度和稀释定律现在学习的是第23页，共149页2a()(1)cccKccc当 很小时：11则:22a()cKccaK cc现在学习的是第24页，共149页对于一元弱碱来说：bK cc 因此，只有在相同浓度下才能用电离度比较弱电解质的相对强弱。而电离常数则与浓度无关，故应用比电离度大。表示 、和 c之间的定量关系，称稀释定律。表明溶液浓度越稀，电离度越大。K现在学习的是第25页，共149页3 同离子效应和盐效应 HAcH+Ac加入：NaAc Na+Ac-由于c(Ac-),引起HAc电离平衡向左移动，达到新的平衡后，c(H+),c(HAc),即电离度 。同离子效应：由于在弱电解质溶液中加入一种含有相同离子（阴或阳离子）的强电解质，使弱电解质电离度降低的现象。（1）同离子效应现在学习的是第26页，共149页 盐效应：在弱电解质溶液中，加入不含相同离子的强电解质（NaCl），使得溶液中的离子浓度增大，阻碍了弱电解质的阴、阳离子结合成分子，从而使该弱电解质的电离度略有增大，这种效应称盐效应。注意：同离子效应盐效应（2）盐效应现在学习的是第27页，共149页v 例：在例：在0.100 molL-1 HAc溶液中，加入固体溶液中，加入固体NaAc使其浓度为使其浓度为0.100 molL-1(忽略加入后体积忽略加入后体积的变化的变化)，求此溶液中，求此溶液中c（H+）和）和HAc的电离度。的电离度。现在学习的是第28页，共149页第三节 酸碱平衡中有关浓度计算1酸碱溶液pH的计算（1）一元弱酸、弱碱溶液在弱电解质的水溶液中，同时存在着两个解离平衡。以弱酸HB为例，一个是弱酸HB的解离平衡：HBH+BaK另一个是溶剂H2O的电离平衡。即2H OH+OHwK现在学习的是第29页，共149页它们都能解离生成H+，当弱酸 ，且其起始浓度c不是很小时，可以忽略H2O的解离所产生的H+，而只考虑弱酸HB的解离：awKK HB H+B 初始浓度/(molL-1)c 0 0 平衡浓度/(molL-1)c c(H+)c(H+)c(B-)而c(H+)c(B-),代入解离常数表达式2(H)(H)acKcc现在学习的是第30页，共149页解上式，c(H+)的合理解应为2()4(H)2aaaKKK cc如果 时,溶液中c(H+)c,c-c(H+)c，则500ac K(H)acKc1(pp)2apHKc现在学习的是第31页，共149页对于浓度为c的BOH型一元弱碱溶液，同理可推导其溶液中c(OH-)和pH值的近似公式为：(OH)bcKcb114(pp)2pHKc现在学习的是第32页，共149页解：-531bc(OH)=1.8 100.1001.34 10 mol LK cgpOH=lg(OH)3log1.342.87cpH=14pOH=11.133OH 1.34 101.33%0.100c例 计算0.100 molL-1的NH3H2O溶液的pH值和电离度。已知 =1.810-5 bK现在学习的是第33页，共149页4+32NH+H ONH+OH xxx初始浓度 0.100 0.100 平衡浓度 0.100-0.100+因 且加上同离子效应的作用，NH3电离出的OH-就更小。b500cK,例 在0.100 molL-1的NH3H2O溶液中，加入固体NH4Cl，其铵根初始浓度为0.100 molL-1，求此溶液的c(OH-)和电离度。已知 =1.810-5 bK现在学习的是第34页，共149页故：0.100 x0.100 b(0.100)0.100 xxKx则：c(OH-)=x=1.810-5 52c(OH)1.8 101.8 10%0.100c 与前例比较，可见，同离子效应的影响非常显著。现在学习的是第35页，共149页（2）多元弱酸（碱）溶液 在水溶液中可电离多于一个H+的弱酸。8a12c(H)(HS)9.1 10c(H S)cK212a2c(H)(S)1.1 10c(HS)cK一级电离2H SHHS(1)2HSHS二级电离(2)现在学习的是第36页，共149页a1a2KK计算多元弱酸H+浓度时，按一元弱酸处理。多重平衡规则?如某一反应式是由其他几个反应式相加（或相减）所得，其平衡常数即等于其他几个反应的平衡常数的乘积（或商）。现在学习的是第37页，共149页+22H S2H+S（3）22a3a1a22c(H)c(S)c(H S)KK K现在学习的是第38页，共149页 例 若在H2S的饱和溶液中加入强酸，使 ，试用多重平衡规则，计算此溶液中的 。+31c(H)1.0 10 mol L2S 解：+22H S2H+S22aa1a22c(H)(S)c(H S)cKK K3 22812(1.0 10)()9.1 101.1 100.10c S 即可求得 2c(S)?现在学习的是第39页，共149页（3）两性物质NaHCO3看作碱时：3223HCOH OH CO+OH148w27a11.0 102.33 104.3 10bKKK既能给出质子又能接受质子的物质称为两性物质，较重要的两性物质有NaHCO3、NaH2PO4、Na2HPO4 等。现在学习的是第40页，共149页NaHCO3作为酸时：233HCOH+CO11a223(H CO)4.8 10K在两个平衡中，因为22baKK 表示 获得质子的能力大于失去质子的能力，所以溶液呈碱性。3HCO12c(H)aaK K上式是最常用的近似计算公式。现在学习的是第41页，共149页对于其它的酸式盐，可以依此类推，例如 NaH2PO4溶液 Na2HPO4溶 12()aac HK K23c(H)=aaK K（3）弱酸弱碱盐以NH4Ac为例，NH4+溶为酸，Ac-为碱。作为酸+4233+NHH ONHH O-1043()5.6 10()WabKKNHKNH现在学习的是第42页，共149页作为碱2+AcH OHAcOH-10()5.6 10()WbaKKAcKHAc因为 ，故溶液呈中性。a4b()(Ac)KNHK当溶液不是很稀时，可以推导出 溶液中c(H+)的近似计算式：4NH Ac4c(H)()()aaKHAc KNH现在学习的是第43页，共149页分析化学中，使用的试剂（沉淀剂、配位剂）大多是弱酸（碱）。在弱酸（碱）平衡系统中，存在多种型体.各存在型体的浓度称为平衡浓度，各平衡溶液之和称为总浓度或分析溶液。某一型体浓度占分析浓度的分数，称该型体的分布分数，用表示。如磷酸溶液中的 型体的分布分数用 表示，定义为：各存在型体的平衡浓度随溶液中H+浓度的改变而改变2 水溶液中酸碱组分不同型体的分布 现在学习的是第44页，共149页设一元弱酸为HA，并用cHA 表示HA的分析浓度，c(HA)、c(A-)表示HA、A-的平衡浓度。cHA=c(HA)+c(A-)（1）一元弱酸溶液中各型体的分布HAaa(HA)1(H)(H)1(H)HAccKcKcc现在学习的是第45页，共149页HAA1aAa(A)(H)HAKccKc 酸(或碱)各型体的分布分数决定于酸(或碱)的性质，它只是溶液酸度(或碱度)的函数，而与分析浓度的大小无关；酸(或碱)溶液中各种存在型体的分布分数之和等于1。现在学习的是第46页，共149页 对于某种酸(碱)，Ka(或Kb)是一定的，而值只是H+浓度的函数。因此，当我们已知酸或碱溶液的pH值后，便可计算出值。之后再根据酸碱的分析浓度进一步求得酸碱溶液中各种存在型体的平衡浓度。例 pH=4.0和8.0时，HAc 和Ac-的分布分数。现在学习的是第47页，共149页解：pH=4.0时，pH=8.0时，HAcAc11.0 4HAc54ac(H)1.0 100.85(H)1.76 101.0 10Kc5a54Aca1.76 100.15(H)1.76 101.0 10KKc84HAc58ac(H)1.0 105.7 10(H)1.76 101.0 10Kc现在学习的是第48页，共149页 当溶液的pH值发生变化时,平衡随之移动,以致酸碱存在型体的分布情况也发生变化。分布f分数与溶液pH值间的关系曲线称为。HAc各型体的-pH分布曲线图现在学习的是第49页，共149页（2）二元弱酸（H2A）的分布 cH2A=c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)2222H A2H Aa1a1a2(H A)(H)(H)(H)cccccKK K各型体的分布分数：a12HAa1a1a2HA(H)(HA)(H)(H)cKccccKK K现在学习的是第50页，共149页222a1a22Aa1a1a2A(A)(H)(H)K KccccKK K012+1H2A占优势；以HA-为多；A2-占优势。a1pHpK H2A各型体的-pH分布曲线图现在学习的是第51页，共149页（3）三元弱酸（H3A）的分布各型体的分布系数：33H A32a1a1a2a1a2a3(H)(H)(H)(H)cccKcK KK K K22a132H Aa1a1a2a1a2a3(H)(H)(H)(H)cKccKcK KK K K2a1a232HAa1a1a2a1a2a3(H)(H)(H)(H)cK KccKcK KK K K3a1a2a332Aa1a1a2a1a2a3(H)(H)(H)K K KccKcK KK K K现在学习的是第52页，共149页 H3PO4各型体的各型体的-pH-pH分布曲线图分布曲线图（pKa1=2.12；pKa2=7.20；pKa3=12.36）现在学习的是第53页，共149页 例 (1)计算pH5.0时，H2S的分布系数2、1、0。(2)假定H2S各种型体总浓度是0.050 molL-1，求系统中H2S、HS-、S2-的浓度。解：(1)22222H Sa1a1a2c(H S)c(H)c(H)c(H)cKK K9901011101910101012851010.现在学习的是第54页，共149页aa102a1a1a2c(H)(H)KKcKK K10128510128109910111019101010111019.a112a1a2a3c(H)c(H)(H)KcKK K3128510851009101110191010101910.现在学习的是第55页，共149页(2)122c(H S)0.0495mol Lcg411c(HS)4.52 10 mol Lcg21110c(S)5.010mol Lcg现在学习的是第56页，共149页 第四节 缓冲溶液1 原理原理 弱酸与弱酸盐（如弱酸与弱酸盐（如HAc-NaAc）、弱碱）、弱碱与弱碱盐与弱碱盐(如如NH3-NH4Cl)和多元弱酸的酸和多元弱酸的酸式盐与其次级盐式盐与其次级盐(如如NaHCO3-Na2CO3)等等混合溶液，它们的混合溶液，它们的pH值能在一定范围内不因值能在一定范围内不因适当稀释或外加少量酸或碱而发生显著变化适当稀释或外加少量酸或碱而发生显著变化，这种溶液叫这种溶液叫缓冲溶液。缓冲溶液。现在学习的是第57页，共149页缓冲溶液由缓冲溶液由抗酸成分抗酸成分和和抗碱成分抗碱成分组成。组成。抗酸成分和抗碱成分称为抗酸成分和抗碱成分称为缓冲对缓冲对。v 以以HAc-NaAc为例：为例：HAcH+Ac加入：NaAc Na+Ac-由于c(Ac-）较大,同离子效应抑制了HAc的电离，使c(HAc)大。即溶液中存在大量的HAc-NaAc，而c(H+)很小。现在学习的是第58页，共149页 当当加入少量强酸时加入少量强酸时，使，使HAc电离平衡向左移动，电离平衡向左移动，达新的平衡后，达新的平衡后，c(HAc）略增加，从（）略增加，从（Ac-）略减少略减少，而，而c(H+)或或pH几乎无变化。几乎无变化。当当加入少量强碱时加入少量强碱时，OH-与与H+结合成水，使结合成水，使HAc电离平衡向右移动，立即电离出电离平衡向右移动，立即电离出H+以补充溶液中减少以补充溶液中减少的的H+，达新的平衡后，达新的平衡后，c(H+)或或pH几乎无变化。几乎无变化。稀释时稀释时，c(HAc)、c(Ac-)以同等倍数降低，以同等倍数降低，C(H+)仍然几乎没变化。仍然几乎没变化。现在学习的是第59页，共149页1酸碱指示剂的变色原理 酸碱指示剂一般是有机弱酸或弱碱，当溶液中的pH值改变时，指示剂由于结构的改变而发生颜色的改变（其共轭酸碱对具有不同的颜色）。以HIn表示弱酸型指示剂，其在溶液中的平衡移动过程，可以简单表示如下：HIn(HIn()+-酸式色)+碱式色第五节 酸碱指示剂现在学习的是第60页，共149页现在学习的是第61页，共149页2 缓冲溶液pH值的计算 初始 c(共轭酸)c(共轭碱）平衡 c(共轭酸)c(H+)c(共轭碱）+c(H+)H A cH+A cc(H+)很小，c(共轭碱）+c(H+)c(共轭碱）c(共轭酸)c(H+)c(共轭酸)现在学习的是第62页，共149页ac(H)cK（共轭碱）c(共轭酸)a()c(H)()cKc共轭酸共轭碱现在学习的是第63页，共149页a(lg(H)lglg()ccKc 共轭酸)共轭碱a()pHplg()cKc共轭酸共轭碱现在学习的是第64页，共149页现在学习的是第65页，共149页v弱碱及其弱碱弱碱及其弱碱盐盐b()c(OH)()cKc共轭碱共轭酸b()pOH=plg()cKc共轭碱共轭酸pH=14pOH 现在学习的是第66页，共149页 例例 20 mL 0.40 molL-1 HA(Ka=110-6)与与20 mL 0.20 molL-1NaOH混合，计算该混合液的混合，计算该混合液的pH值值。解：过量的HA与反应生成的NaA构成缓冲溶液 a()pH=plg6.0()cKcHANaA现在学习的是第67页，共149页 3 缓冲容量和缓冲范围缓冲容量和缓冲范围 缓冲溶液的缓冲能力是有限的，缓冲能力的大小由缓缓冲溶液的缓冲能力是有限的，缓冲能力的大小由缓冲容量来衡量。冲容量来衡量。缓冲容量（缓冲容量（）：）：指指1 L缓冲溶液的缓冲溶液的pH值改变一值改变一个单位所需加入强酸或强碱的摩尔数。个单位所需加入强酸或强碱的摩尔数。缓冲容量的大小与缓冲溶液的浓度及其组成比有关。缓冲容量的大小与缓冲溶液的浓度及其组成比有关。现在学习的是第68页，共149页pK1b 缓冲溶液组分HA与A的浓度越大，缓冲容量越大，在实际工作中，一般将缓冲溶液缓冲对组分的浓度控制在0.050.5 molL-1；缓冲对HA与A的组分浓度比（缓冲比）为1时，有最大的缓冲容量，即缓冲能力最强。一般将缓冲比控制在0.110之间，即缓冲溶液的有效缓冲范围的 pH值为 (或pOH为 ）。现在学习的是第69页，共149页v练习练习 下列缓冲溶液中，缓冲容量最大的是（c ）。A 0.4 molL-1 HAc0.2 molL-1 NaAc B 0.1 molL-1 HAc0.1 molL-1 NaAc C 0.3 molL-1 HAc0.3 molL-1 NaAc现在学习的是第70页，共149页4 缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制 和应用和应用 缓冲溶液的pH值应在所要求的范围内。同时为了使缓冲溶液有较大的缓冲能力，如果缓冲溶液由弱酸弱酸盐组成，则 值应尽量与所要控制的pH值一致或基本一致，即 ；如果缓冲溶液是由弱碱弱碱盐组成的，则应 。paKappHK ppOHbK现在学习的是第71页，共149页 根据缓冲溶液的根据缓冲溶液的pH值（或值（或pOH值）的计算公值）的计算公式，求出缓冲比值及其相应物质的量。式，求出缓冲比值及其相应物质的量。缓冲溶液应有足够的缓冲能力，即缓冲对的浓缓冲溶液应有足够的缓冲能力，即缓冲对的浓度应适当地控制得较大一些。度应适当地控制得较大一些。现在学习的是第72页，共149页 例例 欲配制欲配制 pH=10.0的缓冲溶液，考虑选取较的缓冲溶液，考虑选取较为适合的缓冲对是（为适合的缓冲对是（B ）。）。A HAcNaAc B NH3H2ONH4Cl C H3PO4NaH2PO4 D NaH2PO4Na2HPO4v 现在学习的是第73页，共149页 例例 欲配制欲配制pH=5.0的缓冲溶液，需称取多少的缓冲溶液，需称取多少克克NaAc3H2O固体溶解于固体溶解于300 mL 0.500molL-1 HAc中？中？解：a()pHplg()cKc酸碱0.55.04.75lg()c碱现在学习的是第74页，共149页1()0.889 mol Lc碱()0.889mcM-3碱300 10m(NaAc3H2O)=36.3g 现在学习的是第75页，共149页练习：练习：计算下列溶液的计算下列溶液的pH值值(1)0.10 molL-1的的HAc溶液溶液 Ka=1.810-5 (2)0.10 molL-1的的H2S溶液溶液 Ka1=910-8 Ka2=110-12 (3)0.10 molL-1的的Na2CO3溶液溶液 Ka1=4.310-7 Ka2=5.610-11(4)0.10 molL-1的的HAc溶液与溶液与0.10 molL-1的的NaAc溶液等体积混合溶液等体积混合。现在学习的是第76页，共149页+HAcH+Ac-531ac(H)1.8 100.101.34 10 mol LK cg+2H SH+HS+-8-51ac(H)9 100.109.5 10 mol LK cgpH=2.87解：(1)pH=4.01现在学习的是第77页，共149页2323COH OHCO+OH-14-31w-11a2100.10c(OH)=4.2 10 mol L5.6 10KcKga(HAc)pH=plg4.74(NaAc)cKc(3)pH=11.63(4)HAc与NaAc构成缓冲溶液 现在学习的是第78页，共149页 第五节 酸碱指示剂滴定终点的两种指示方法：仪器法：通过测定滴定过程中电位、电流、电导等的变化。指示剂法：利用指示剂在滴定突跃范围之内颜色的突变。指示剂法简单、方便，但只能确定滴定终点；电位法可以确定化学计量点，其本质是利用化学计量点附近电位的突跃。现在学习的是第79页，共149页 这些随溶液这些随溶液pHpH改变而发生颜色变化的物质，称为酸碱改变而发生颜色变化的物质，称为酸碱指示剂。指示剂。指示剂法简单、方便，但只能确定滴定终点；指示剂法简单、方便，但只能确定滴定终点；现在学习的是第80页，共149页现在学习的是第81页，共149页现在学习的是第82页，共149页HIn(HIn()+-酸式色)+碱式色 1 酸碱指示剂的变色原理 酸碱指示剂一般是有机弱酸或弱碱，当溶液中的pH值改变时，指示剂由于结构的改变而发生颜色的改变（其共轭酸碱对具有不同的颜色）。以HIn表示弱酸型指示剂，其在溶液中的平衡移动过程，可以简单表示如下：现在学习的是第83页，共149页HIn(HIn()+-酸式色)+碱式色a,HInH)In)(HIn()(Kccc 则：a,HInHIn)H)In()Kccc共轭酸碱对的浓度比决定指示剂颜色的变化。2 酸碱指示剂的变色范围现在学习的是第84页，共149页 当 ，即 时，溶液的颜色为中间色，此时的pH称为该指示剂的理论变色点。a,HIn(H)Kca,HInpHpKHIn)(In)cc现在学习的是第85页，共149页 当 ，即 ，溶液呈明显的酸式色，此时a,HIn(H)10cKHIn)(10n)(Icca,HInpHp1K 当 ，即 ，溶液呈明显的碱式色，此时 a,HInH)10(1Kc(HIn)1In)10cca,HInpHp1K现在学习的是第86页，共149页指示剂的变色范围为指示剂的变色范围为：a,HIna,HInpH=p1 p1KK溶液颜色为过渡色。常见指示剂红 黄红 黄无 红 a,HInpKa,HInpKa,HInpK现在学习的是第87页，共149页甲基橙：偶氮类结构，酸滴碱时用。变色范围：3.14.4，黄色变橙色。现在学习的是第88页，共149页酚酞：三苯甲烷类，碱滴酸时用。变色范围：810，无色变红色。现在学习的是第89页，共149页3 影响酸碱指示剂变色范围的主要因素 温度：应在室温下进行。用量：少为宜，过多,颜色变化不明显，且消耗滴定剂，带来误差。变色方向：强碱滴强酸时一般选用酚酞（无色变红），强酸滴强碱时选用甲基橙（黄变红）。易辨别。现在学习的是第90页，共149页4 4 混合指示剂混合指示剂 为了使指示剂的变色范围变窄为了使指示剂的变色范围变窄，在终点时在终点时颜色变化敏锐颜色变化敏锐，可以采用混合指示剂可以采用混合指示剂。是利用颜色的互补作用是利用颜色的互补作用，使变色范围变窄使变色范围变窄的的。有两种配制方法：a,HInK现在学习的是第91页，共149页 常用混合指示剂现在学习的是第92页，共149页 第六节 酸碱滴定法的基本原理酸碱滴定法是以酸碱反应为基础的，利用酸碱平衡原理，通过滴定操作来定量地测定物质含量的方法。所依据的反应是现在学习的是第93页，共149页 酸碱滴定曲线：表示加入不同量的滴定剂时的pH值。滴定曲线的作用：v 确定滴定终点时，消耗的滴定剂体积；(2)判断滴定突跃大小；(3)确定滴定终点与化学计量点之差。(4)选择指示剂。现在学习的是第94页，共149页1 强酸与强碱的相互滴定 酸碱指示剂只是在一定的pH范围内才发生颜色的变化，为了在某一酸碱滴定中选择一适宜的指示剂，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。以0.1000 molL-1NaOH滴定20.00 mL 0.1000 molL-1HCl为例：H+OH-H2O现在学习的是第95页，共149页v滴定开始至化学计量点前加入NaOH 19.98 mL（剩余0.1%HCl未中和，相对误差-0.1%）时：510.1000(20.00 19.98)c(H)5.0 10 mol L20.00 19.98()HClHClCVc HV剩总 滴定前：c(H+)=0.1000 molL-1 pH=-lg c(H+)=1.00现在学习的是第96页，共149页 化学计量点：pH=7.00 v化学计量点后 加入NaOH 20.02 mL（过量0.1%NaOH，相对误差+0.1%）时：510.1000(20.0220.00)OH 5.0 10 mol L20.0220.00pOH=4.30 pH=9.70 pH=4.30()NaOHNaOHCVc OHV过总现在学习的是第97页，共149页 加入加入NaOH/ml 剩余剩余HCl/ml 剩余剩余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 NaOH滴定HCl溶液的pH以滴定剂NaOH的加入体积V（或中和百分数）为横坐标，溶液对应的pH值为纵坐标所绘制的pH-V关系曲线，称为酸碱滴定曲线现在学习的是第98页，共149页NaOH滴定HCl的滴定曲线现在学习的是第99页，共149页由滴定曲线可知：在化学计量点前后由剩余的0.1HCl未中和到NaOH过量0.1%，相对误差在-0.1%+0.1%之间，溶液的pH值有一个突变，从4.30增加到9.70，变化了5.4个单位，曲线呈现近似垂直的一段。这一段被称为滴定突跃，突跃所在的pH范围称为滴定突跃范围。滴定突跃有重要的实际意义，它是选择指示剂的依据。现在学习的是第100页，共149页指示剂的选择原则：凡是变色范围全部或部分落在突跃范围之内的指示剂，都可以被选为该滴定的指示剂。因此：甲基橙（3.14.4）、甲基红（4.46.2）、酚酞（8.010.0）都可用作指示剂。现在学习的是第101页，共149页滴定突跃随浓度增大而增大。通常浓度每增大或降低10倍，其突跃范围就增加或减少2个pH单位。NaOH滴定HCl的滴定曲线现在学习的是第102页，共149页 2 强碱（酸）滴定一元弱酸（碱）以 0.1000 molL-1NaOH滴定 20.00 mL 0.1000 molL-1HAc为例 滴定前：531a(H)(HAc)1.76 100.10001.3 10 mol LcK cpH=2.89 v滴定开始至化学计量点前根据缓冲溶液的pH计算公式计算溶液的pH。加入NaOH 19.98 mL（剩余0.1%HAc未中和，相对误差-0.1%）时：现在学习的是第103页，共149页Ac-与剩余HAc组成缓冲溶液 5a81(0.1000(20.00 19.98)c(H)1.76 10)0.1000 19.981.76 10 mol LcK-HAc)c(AcpH=7.75 化学计量点时：HAc完全被中和成NaAc120.00 0.1000)0.05mol L20.0020.00-c(Ac现在学习的是第104页，共149页pH=14-pOH=8.72 wba14615c(OH)c(Ac)1.0 100.055.3 10 mol L1.76 10KcKK现在学习的是第105页，共149页 化学计量点后 c(OH-)由过量NaOH的决定。加入NaOH 20.02 mL（过量0.1%NaOH，相对误差+0.1%）时：现在学习的是第106页，共149页510.1000(20.0220.00)OH)5.0 10 mol L20.0220.00c(pOH=4.30 pH=9.70 现在学习的是第107页，共149页根据滴定过程中各点的根据滴定过程中各点的pH值，得滴定曲线图值，得滴定曲线图现在学习的是第108页，共149页由图可知：由图可知：（1）滴定突跃范围较小，）滴定突跃范围较小，pH值范在值范在7.759.70之间。之间。（2）计量点的）计量点的pH值不是值不是7.0而是而是8.72，计量点，计量点落在碱性范围内。这是因为滴定产物醋酸钠为碱落在碱性范围内。这是因为滴定产物醋酸钠为碱弱酸盐，溶液显碱性。弱酸盐，溶液显碱性。（3）本滴定宜选择在碱性范围内变色的指示剂，）本滴定宜选择在碱性范围内变色的指示剂，如酚酞或百里酚酞等。如酚酞或百里酚酞等。（4）影 响 突 跃 范 围 的 因 素）影 响 突 跃 范 围 的 因 素现在学习的是第109页，共149页现在学习的是第110页，共149页 ：当浓度一定时，愈大，突跃范围愈大。当 10-8时，已没有明显突跃，无法用指示剂来确定终点 浓度：当 一定时，酸的浓度愈大，突跃范围也愈大。根据滴定误差应0.1%的要求，一般来说，当C 10-8时，才能以强碱直接滴定弱酸。aKaKaKaKaK现在学习的是第111页，共149页 强碱滴定不同强度酸的曲线 NaOH滴定不同浓度HAc的滴定曲线现在学习的是第112页，共149页弱酸能否用强碱直接滴定的条件（判别式）8a10cK 8b10cK现在学习的是第113页，共149页思考：1.请同学们比较强酸滴定强碱滴定曲线和强碱滴定弱酸滴定曲线的异同点。v相同点：v不同点：v为什么会有差异？2.强酸滴定弱碱的滴定曲线又会怎样？现在学习的是第114页，共149页3 多元酸和多元碱的滴定（1）多元酸的滴定 分步离解：2HAHA2H AHHAa1Ka2K8a110c K一级电离的H+可被准确滴定。4a1a210KK 第一化学计量点处有突跃形成，一级电离的H+与二级电离的H+可分开滴定。现在学习的是第115页，共149页8a210c K二级电离的H+可被准确滴定。两级电离的H+都被滴定，但不能分开滴定，只有在两级电离的H+全部被滴定后，才有一个突跃起形成。指示剂的选择：（变色点）接近于化学计量点的 pH值。如果 ，但 8a110c K8a210c K4a1a210KK现在学习的是第116页，共149页 例 0.1000 molL-1 磷酸(H3PO4)能否用强碱（NaOH）直接滴定?如果能滴定，有几个滴定突跃?选择何种指示剂？3a17.5 10K8a26.2 10K13a34.8 10K解：8a110cK8a210cK8a310cK4a2a110KK4a2a310KK第一、二级电离出的都可直接滴定，有两个突跃。现在学习的是第117页，共149页第一化学计量点（产物为NaH2PO4）：51a1a2c(H)2.15 10 mol LK Kg 选甲基红（=5.0，红黄）或溴甲酚绿（=4.9，黄蓝）作指示剂。a,HInpKa,HInpKpH=4.67现在学习的是第118页，共149页第二化学计量点（产物为Na2HPO4）：101a2a3c(H)1.72 10mol LK K 选酚酞（=9.1，无红）或百里酚酞（=10.0，无蓝）作指示剂。a,HInpKa,HInpKpH=9.76现在学习的是第119页，共149页强碱滴定磷酸滴定曲线现在学习的是第120页，共149页（2）多元碱的滴定 直接滴定判断依据：如果 ，则第i级解离出的OH-能被直接滴定，且同时满足 ，则第i级与第（i+1）级解离出的OH-能被分开滴定。810bicK4(1)10bib iKK现在学习的是第121页，共149页 例 用0.1000 molL-1 HCl滴定0.1000 molL-1 Na2CO3，能否分级滴定?选择何种指示剂？H2CO3的 7a14.3 10K11a24.8 10K解：8b110cK8b210cK4b1b210KK 第一、二级电离出的都可直接滴定，有两个突跃。3HCO第一化学计量点（产物为 ）：现在学习的是第122页，共149页91a1a2H 4.5 10 mol LK K pH=8.30 选酚酞（=9.1，红无）或百里酚蓝（=8.9，蓝黄）作指示剂。a,HInpKa,HInpK 第二化学计量点