酸碱滴定曲线ppt课件.ppt
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1、我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物1 1概述概述2水溶液中的酸碱平衡3酸碱指示剂4酸碱滴定法的基本原理5滴定终点误差6应用与示例 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物酸碱滴定法(酸碱滴定法(acid-base titration) : 以质子传递反应为基础的滴定分析法,是滴定分析中最重要的方法之一。应用的对象:一般酸、碱以及能与酸、碱直接或间接发生质子转移反应的物质 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和
2、恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2水溶液中的酸碱平衡水溶液中的酸碱平衡n一、酸碱质子理论 n1. 酸碱定义和共轭酸碱对n凡能给出质子给出质子的物质是酸,如HCl、HAc、NH4+、HPO42-等;凡能接受质子接受质子的物质是碱,如Cl-、Ac-、NH3、PO43-等。n 酸失去质子后变成相应的共轭碱;而碱接受质子后变成相应的共轭酸。如下式表示: 酸 碱 质子 HA-A-称为共轭酸碱对HAHA我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活
3、的生物l(二)酸碱反应的实质(二)酸碱反应的实质酸碱反应的实质是质子的转移,而质子的转移是通过溶剂合质子来实现的。 溶剂合质子是H+在溶剂中的存在形式,若以H2O表示溶剂分子,HA代表酸,酸和溶剂作用生成溶剂合质子的过程可表示为: HA + H2O H3O+ +A-我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物例如,盐酸与氨在水溶液中的反应 HCl + H2O H3O+ +Cl- NH3 + H3O+ NH4+ + H2O总式 HCl + NH3 NH4+ + Cl-我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西
4、,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 酸碱反应实际上是两个共轭酸碱对之间的质子的传递反应,其通式为:n其中酸酸1与碱碱1为共轭酸碱对;酸酸2与碱碱2为共轭酸碱对。 1221碱酸碱酸我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物以下各类型的质子转移,均可看作是酸碱反应酸的离解:酸的离解:如 HAc+H2O H3O+Ac- 酸1 碱2 酸2 碱1碱的离解:碱的离解:如NH3+H2O OH-+NH4+ 碱1 酸2 碱2 酸1酸碱中和:酸碱中和:如 H
5、Cl+NH3 NH4+Cl- 酸1 碱2 酸2 碱1盐的水解:盐的水解:如 NaAc+H2O NaOH+HAc 碱1 酸2 碱2 酸1我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(三)溶剂的质子自递反应(三)溶剂的质子自递反应溶剂的质子自递反应:在溶剂分子间发生的质子转移反应。反应式为:H2O+H2O OH+H3O+ 酸1 碱2 酸2 碱1KW=C(H3O+ )C(OH-)=1.010-14 25即 pKW=pH +pOH=14我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢
6、?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(四)酸碱的强度(四)酸碱的强度在水溶液中酸、碱的强度用其平衡常数Ka 、Kb来衡量。 Ka ( Kb )值越大,酸(碱)越强。HAc+H2O H3O+Ac- Ka=1.7510-5NH4+ +H2O H3O+ +NH3 Ka=5.510-10HCl + H2O H3O+ +Cl- Ka=1.55106三种酸的强度顺序是:HCl HAc NH4+ 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物n共轭酸碱对共轭酸碱对的Ka和Kb的关系n以一元弱酸在
7、水中的离解为 n HA+H2O H3O+AHA的共轭碱A-在水溶液中的离解为 即KaKb=Kw或或pKa+pKb=pKwOHHAOHA2)()()(AcoHcHAcKbWbaKOHcOHcAcoHcHAcHAcAcoHcKK)()()()()()()()(33)()()0(3HAcAcHcKa我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物可见酸的强度与其共轭碱的强度是反比关系。酸愈强( pKa愈小),其共轭碱愈弱( pKb愈大 ),反之亦然。 即KaKb=Kw 或或 pKa+ pKb= pKw=14我吓了
8、一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 多元酸在水中分级电离,其水溶液中存在着多个共轭酸碱对。例如:三元酸H3AA3- +H2O HA2- +OH-HA2- + H2O H2A- +OH-H2A- + H2O H3A +OH-31/KKKWb22/KKKWb13/KKKWbwbababaKKKKKKK132231我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物由此可见,多元酸HnA最强的共轭碱An-1 的离解常数Kb
9、1对应着最弱的共轭酸 HAn-1 的Kan ;而最弱的碱Hn-1A- 的离解常数Kbn 对应着最强的共轭酸HnA 的Ka1。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物例1 计算HS-的Kb值。解:HS-为两性物质,这里指的是作为碱时的离解常数,由 HS- + H2O H2S+OH-查得 H2S的Ka1=5.110-8,则7814100 . 2101 . 51000. 112aWbKKK我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表
10、里边有一个活的生物二、溶液中酸碱组分的分布二、溶液中酸碱组分的分布(一)酸的浓度和酸度(一)酸的浓度和酸度n酸的浓度酸的浓度:是指在一定体积溶液中含有某种酸溶质的量,即酸的分析浓度,包括已离解的酸 浓度和未离解酸的浓度,用c酸表示。n酸度酸度:溶液中的氢离子浓度c(H+),当其值很小 时,常用pH表示。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(二)酸碱的分布系数(二)酸碱的分布系数n分布系数:在弱酸(碱)溶液中各型体存在的平衡浓度平衡浓度与溶液的分析浓度分析浓度的比值比值,称为分布系数,用表示。)(
11、)(分析浓度平衡浓度cce我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物aaeeeeeHAceAcKHcKAccHAccHAccAccAcccAcc)()()(11)()()()(aeeeeeeeeHAcKHcHcHAccAccHAccAccHAccHAccHAcc)()()()(11)()()()()()()()(HAccAccHcKeeean1. 一元弱酸溶液中各型体的分布系数一元弱酸溶液中各型体的分布系数n以HAc为例 HAc H+Ac-1HAcAc我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它
12、放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物一元弱碱的分布系数以一元弱碱的分布系数以NH3为例为例 n NH3+H2O OH+NH4+ )()()(34NHcNHcoHcKeeebbeeeeeeeeNHKOHcOHcNHcNHcNHcNHcNHcNHcNHc)()()()(11)()()()()(34433333bebeeeeeeNHKOHcKNHcNHcNHcNHcNHcNHcNHc)()()(11)()()()()(43434344我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表
13、里边有一个活的生物多元弱酸溶液的分布系数多元弱酸溶液的分布系数n以二元弱酸H2A为例,推导:n 212212)()()(KaKaKaHcHcHcAH21121)()()(KaKaKaHcHcKaHcHA211221)()(2KaKaKaHcHcKaKaA122AHAAH我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物l同理可得HnA弱酸与M(OH)n弱碱溶液各型体的分布系数anaaaanannnAHKKKKKHcKHcHcHcn.)()()()(2121211 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么
14、把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(三)酸度对酸碱型体分布的影响(三)酸度对酸碱型体分布的影响 对于一定的酸(碱),分布系数是溶液酸度的函数。如果以pH值为横坐标,分布系数为纵坐标,可绘制各种酸碱的- pH曲线。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物1.一元弱酸溶液 以HAc为例,其- pH曲线见书P54图5-1。 2.多元酸溶液 以草酸为例,其- pH曲线见书P55图5-2。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽
15、的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物三、酸碱溶液的三、酸碱溶液的pH计算计算(一)质子条件式质子条件式(proton balance equation):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。这种质子等衡关系称为质子条件,其数学表达式称为质子条件式。也叫质子平衡式。质子条件可,也可通过质子平衡式得出。(1)根据物料平衡和电荷平衡导出质子条件如:溶液的质子平衡3NaHCO我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物n该溶液的物料平衡式和电荷平衡式n解联立
16、方程得:OHHOHCOHHCOOHCOHOHHCOHCONaNaHCO2233322333)(2)()()()()()(23323332COcHCOcOHcHccCOcHCOcCOHcc)()()()(3223COHcCOcOHcHc我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(2)利用质子平衡导出质子条件:其步聚是:1、找出零水准:是选择溶液中大量存在并参加质子条件转移的物质为“零水准”(又称参考水准)。2、然后根据质子转移数相等的数量关系写出质子条件式。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么
17、把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物例如:以一元弱酸HA为例,选HA和H2O作为零水准,溶液中存在的反应有: HA + H2O H3O+ +A- H2O + H2O H3O+ +OH- 因此, H3O+ 为得质子产物, A-、 OH- 为失质子产物,得失质子数应当相等,故质子条件式为: c(H3O+ ) = c(A-)+ c(OH- )我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物以H2CO3为例,写出其质子条件式。选取H2CO3和H2O作为零水准物质
18、 质子条件式为: H2CO3=H+HCO3- HCO3-=H+CO32- H2O=H+OH- 根据得失质子数相等的关系得: c(H+) = c(HCO3-) +2 c(CO32-) +c(OH-)我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物例3 写出NaH2PO4液的质子条件式。解:选H2PO4-和H2O作为零水准物质。C(H+) + c(H3PO4) =c(HPO42-) + 2c(PO43-) +c (OH-)我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到
19、愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物练习:写出下列物质的质子条件式。(1)NH4CN (2)Na2CO3 (3)(NH4)2HPO4解: (1) c(H+) + c(HCN) =c (NH3)+ c(OH-)(2)c (H+) +c (HCO3-) +2c(H2CO3)= c(OH-)(3)c(H+) + 2c(H3PO4) + c(H2PO42-) =c(PO43-) +c (OH-)+c(NH3)我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(二)一元酸碱溶液pH计算一元酸(HA)溶液的质子
20、条件式是: c(H+) =c (A-) +c (OH-)设酸浓度为Ca。若若HA为强酸为强酸,则c(A-)的分布系数A- =1, c(A-) = Ca,而c(OH-)=KW/c(H+),代入质子条件式有:)(HcKCHcWa我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物解一元二次方程,得一元强酸一元强酸精度计算式为24)(2waaKCCHc当Ca20c(OH-)时,c(OH-) 项可忽略,则有 c(H+) = c(A-) = Ca pH=-lgc(H+)=-lgCal同理,对强碱溶液,当Cb20H+时,水
21、的离解可忽略,则 pOH=-lgc(OH-)=-lgC我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物一元弱酸溶液酸度计算一元弱酸溶液酸度计算一元弱酸(HA)溶液的质子条件式是: c(H+) =c (A-) +c (OH-)aaaAaKHcKCCAc)()()()()(HcKKHcKCHcWaaa一元弱酸c(H+)的精确式为: (1)0)()()()(23WaWaaaKKHcKKCHcKHc我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表
22、里边有一个活的生物l当CKa20Kw,C/Ka500时,忽略水的离解lC(H+) c(H+)2=Ka(C-c(H+)lC(H+)= (2)l此为忽略水的离解近似公式近似公式242CKaKaKa一KaHcCKa)(我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物l若Cka20Kw, C/Ka 500 时可忽略水的离解nC(HA)= C-c(H+)Cc(H+)= (4)n此为计算的最简式最简式CKa我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错
23、:表里边有一个活的生物n一元弱碱溶液酸度计算一元弱碱溶液酸度计算n用处理一元酸相似的方法,可得相对应的一组公式:nCKb20Kw, 500时n CKb20Kw, C/Ka =0.10/ 5.710-10 500,故可按最简式计算:13. 5/105 . 7107 . 510. 0)(610pHLmolCKHca我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物例如 计算HAc液(0.010mol/L )的pH值。解:查表得Ka=1.810-5由于CKa20Kw, C/Ka =0.010/ 1.810-5500
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