第七章酸碱平衡和酸碱滴定法PPT学习教案

1、会计学1第七章酸碱平衡和酸碱滴定法第七章酸碱平衡和酸碱滴定法本章学习要求本章学习要求a ab b第1页/共87页本章学习要求本章学习要求第2页/共87页7.7.掌握多元酸（碱）分布滴定的判据及滴定终掌握多元酸（碱）分布滴定的判据及滴定终 点的点的pHpH值计算，指示剂的选择，了解混合酸值计算，指示剂的选择，了解混合酸 准确滴定的判据及强酸弱酸混合情况下滴定准确滴定的判据及强酸弱酸混合情况下滴定 终点终点pHpH值计算，指示剂的选择；值计算，指示剂的选择；8.8.了解酸碱滴定法的应用及相关计算，了解了解酸碱滴定法的应用及相关计算，了解COCO2 2 对酸碱滴定的影响，掌握酸碱标准溶液的配对酸碱滴

2、定的影响，掌握酸碱标准溶液的配 制及标定，掌握混合碱的分析方法及铵盐中制及标定，掌握混合碱的分析方法及铵盐中 含氮量的测定方法。含氮量的测定方法。本章学习要求本章学习要求第3页/共87页1100-16001100-1600年年 发现盐酸、硫酸、硝酸等强酸发现盐酸、硫酸、硝酸等强酸17741774年年 法国科学家法国科学家拉瓦锡拉瓦锡提出：提出： 酸的组成中都含有氧元素酸的组成中都含有氧元素十九世纪初十九世纪初 认为酸的组成中都含有氢元素认为酸的组成中都含有氢元素18841884年年 瑞典科学家瑞典科学家Arrhenius提出提出电离理论电离理论19231923年年 BronstedBronst

3、ed和和LowryLowry提出酸碱质子理论提出酸碱质子理论6.1 6.1 酸碱质子理论酸碱质子理论第4页/共87页第5页/共87页酸酸碱质子+共轭关系共轭关系共轭酸碱对共轭酸碱对1.1.酸碱定义酸碱定义第6页/共87页NH4+NH3+H+HCO3-CO32-+H+HClCl- +H+HCO3-+H+酸碱+质子共共轭轭酸酸碱碱对对共轭关系共轭关系H2CO3第7页/共87页第8页/共87页 任何一个酸碱反应都是由较强酸和较任何一个酸碱反应都是由较强酸和较强碱反应生成较弱的酸和碱。强碱反应生成较弱的酸和碱。 根据质子理论，根据质子理论，酸碱反应的实质是两个酸碱反应的实质是两个共轭酸碱对之间的质子转

4、移反应。共轭酸碱对之间的质子转移反应。第9页/共87页wK=c (H+ )/cc (OH-)/c第10页/共87页第11页/共87页HAc + H2OAc-+ H3O+3a(HAc)/)/(Ac)/O(HKccccccHAcAc-+ H+(HAc)(Ac)(HcccKaHAc+ H2OAc-+OH -)Ac( c)OH( c)HAc( cKb 简写简写第12页/共87页第13页/共87页wbaKccKK)(OH)(H)(Ac(HAc)第14页/共87页HAcAc-+ H+(HAc)(Ac)(HcccKa平衡浓度平衡浓度c(1-)cc12c当当 5%时时Ka=c 2c/Ka 稀 释 定稀 释 定

5、律律6.2 6.2 酸碱平衡的移动酸碱平衡的移动1.1.浓度对酸碱平衡的影响浓度对酸碱平衡的影响第15页/共87页0.1molL-1HAc甲基橙滴加0.1molL-1NaAc第16页/共87页第17页/共87页 同离子效应存在的同时，也存在盐效应，但盐同离子效应存在的同时，也存在盐效应，但盐效应很弱，一般计算中可忽略。效应很弱，一般计算中可忽略。第18页/共87页第19页/共87页变大变小变小变小变小变大变小变大变大变大第20页/共87页水的离子积1. 水溶液的水溶液的pH值值6.3 6.3 酸碱平衡中有关浓度的计算酸碱平衡中有关浓度的计算第21页/共87页第22页/共87页第23页/共87页

6、第24页/共87页n 强酸（碱）强酸（碱）完全电离完全电离 例例: 计算计算1 10-7mol .L-1 HCl溶液中的溶液中的H+浓度。浓度。3.3.酸碱溶液酸碱溶液pHpH值的计算值的计算 第25页/共87页cKcca)(HcKccb)(OHn 一元弱酸（碱）一元弱酸（碱） B: HA: 例例: 分别计算分别计算0.10mol .L-1 HAc 和和 0.10mol .L-1 NaAc 溶液溶液的的pH值值。第26页/共87页n 多元弱酸（碱）多元弱酸（碱）cK)H( c1a c/Ka1 500时时 在在二元弱酸二元弱酸中，中，Ka1 Ka2 , 忽略第二步忽略第二步电离，其电离，其酸根浓

7、度近似等于酸根浓度近似等于Ka2 。第27页/共87页第28页/共87页S)(H)(S)(H22cccKK22a1a在在H2S溶液中：溶液中：第29页/共87页n 两性物质两性物质HA- : HA-+H2OH2AOH-+HA-H+A2-2a1aKKc)(H例：分别计算例：分别计算0.20 mol .L-1 NaH2PO4、 Na2HPO4 溶液的溶液的pH 。第30页/共87页分布系数分布系数 ：酸（碱）溶液中，某组分的酸（碱）溶液中，某组分的平衡浓度占酸（碱）总浓度的分数平衡浓度占酸（碱）总浓度的分数HAc溶液溶液a1Kcccc)(H)(H(HAc)aa0KcKcc)(H)(Ac第31页/共

8、87页第32页/共87页第33页/共87页1.1.缓冲溶液的缓冲原理缓冲溶液的缓冲原理缓冲溶液：缓冲溶液：能抵抗外加少量强酸、强碱或能抵抗外加少量强酸、强碱或 水的影响，保持水的影响，保持pH基本不变的溶液基本不变的溶液。溶液的这种作用称为溶液的这种作用称为缓冲作用缓冲作用缓冲溶液的组成：缓冲溶液的组成：弱酸及其共轭碱弱酸及其共轭碱弱碱及其共轭酸弱碱及其共轭酸6.4 6.4 缓冲溶液缓冲溶液(Buffer Solution)第34页/共87页第35页/共87页4.74pH10.19.9(HAc)(Ac)(H得，(HAc)(Ac)(H又1019.910110.11011000.1)(Ac1011

9、0.110110.11011000.1(HAc)AcHHAcaaaKccKccccKccn加入加入1ml0.1molL-1HCl溶液溶液:第36页/共87页4.76pH9.910.1K)(H10110.110110.11011000.1)(Ac1019.910110.11011000.1(HAc)减小，Ac平衡右移，HAc多促使HAc 电使HOH OHHa2ccc第37页/共87页)()(弱)(H共轭碱酸ccKca)轭酸(碱)(弱)(OH共ccKcb 缓冲溶液的缓冲溶液的pH值主要决定于酸（碱）的值主要决定于酸（碱）的pKa （pKb ），其次与），其次与c(酸酸)/c(碱碱)有关。对一确定有

10、关。对一确定缓冲缓冲体系，可通过在一定范围内改变体系，可通过在一定范围内改变c(酸酸)/c(碱碱)，调节，调节缓冲溶液的缓冲溶液的pH值。值。第38页/共87页2. 将将25ml1.0molL-1 NH3 .H2O与与25ml 1.0 molL-1 NH4Cl混合组成缓冲液，求其混合组成缓冲液，求其pH值。若在该缓冲值。若在该缓冲溶液中加入溶液中加入1mL1.0molL 1 NaOH，pH为多少为多少?第39页/共87页4.75pKlgppOHL0.5mol501.025bClNHOHNHbClNH1OHNH423423ccKcc第40页/共87页9.28pH4.722426lgppOH512

11、4511.01510.550)(NH5126511.01510.550O)H(NH423bKcc第41页/共87页缓冲容量缓冲容量：1升缓冲溶液的升缓冲溶液的pH值改变一值改变一个单位时所需加入的强酸或强碱的量。个单位时所需加入的强酸或强碱的量。第42页/共87页4.4.缓冲溶液的选择与配制缓冲溶液的选择与配制缓冲组分不能与反应物或产缓冲组分不能与反应物或产物发生化学反应物发生化学反应缓冲系的缓冲系的pKa尽量接近尽量接近pH 缓冲组分浓度控制一定范围缓冲组分浓度控制一定范围：0.05molL1 0.5molL-1第43页/共87页例例1 如何配制如何配制具有中等缓冲能力具有中等缓冲能力的缓冲

12、溶液？的缓冲溶液？第44页/共87页1.78)(Ac(HAc)0.25)(Ac(HAc)故lg)(Ac(HAc)lgppHNaAcHAc5.04.75pHAc,ccccccKKaa又缓冲系选用解：解：第45页/共87页640ml)(Ac360ml ；(HAc)1000ml)(Ac(HAc)1.78(HAc)(Ac(HAc)(HAc)(Ac)(Ac(HAc)(AcL0.1mol(HAc)(Ac1VVVVVVVcVccccc令第46页/共87页 例例2：欲配制的缓冲溶液：欲配制的缓冲溶液, 应在应在500mL 0.1mol .L-1 NH3.H2O溶液中加入多少克溶液中加入多少克NH4Cl(s)?

13、 2）在一定量弱酸）在一定量弱酸 / 碱溶液中加入固体共碱溶液中加入固体共轭碱轭碱 / 酸酸 来配制来配制解：Cl)(NHCl)(NHCl)(NHO)H(NHppH,44423wcccKb第47页/共87页第48页/共87页123141123L0.025mol0.03750.0625O)H(NHL0.0375mol)(NHL0.0375mol80300.1(HCl)L0.0625mol80500.1O)H(NHcccc两者混合后，解：解：第49页/共87页组成缓冲溶液即ClNHL与0.0375molOHNHL0.025mol41231第50页/共87页9.424.5714pH4.570.037

14、50.025lg4.75lgppOHsbccKb第51页/共87页6.5 酸碱指示剂酸碱指示剂1.1.定义定义第52页/共87页甲基橙指示剂结构与颜色：甲基橙指示剂结构与颜色： 酚酞指示剂结构与颜色：酚酞指示剂结构与颜色：2.2.酸碱指示剂的作用原理酸碱指示剂的作用原理第53页/共87页 指示剂的变色的影响因素：指示剂的变色的影响因素：用量；温度；溶剂用量；温度；溶剂HIn+H2O H3O+ In- KHIn = CH.CIn- /CHIn pKHIn-1 pH pKHIn+1第54页/共87页第55页/共87页 酸碱滴定的基本原理酸碱滴定的基本原理以滴定剂的加入量为横坐标，溶液的以滴定剂的加

15、入量为横坐标，溶液的pHpH值为值为纵坐标作图，就能得到纵坐标作图，就能得到酸碱滴定曲线酸碱滴定曲线。 1.1.强碱滴定强酸强碱滴定强酸第56页/共87页第57页/共87页Strong Base and Strong Acid /Weak Acid Titration第58页/共87页The slope of the titration curve is steepest at the equivalence point第59页/共87页(1) (1) 确定滴定终点时，消耗的滴定剂体积；确定滴定终点时，消耗的滴定剂体积； (2) (2) 判断滴定突跃大小；判断滴定突跃大小； (3) (3) 确

16、定滴定终点与化学计量点之差；确定滴定终点与化学计量点之差；(4) (4) 选择指示剂；如何计算滴定曲线？选择指示剂；如何计算滴定曲线？滴定曲线滴定曲线的作用：的作用：第60页/共87页突跃范围大小与突跃范围大小与C有关有关:以以mol L-1为宜。为宜。第61页/共87页2.2.强碱滴定弱酸强碱滴定弱酸第62页/共87页2)2)影响滴定突跃大小的因素影响滴定突跃大小的因素第63页/共87页例例:能否用能否用mol L-1 NaOH直接滴定直接滴定 mol L-1 NH4Cl ？强酸滴定弱碱：强酸滴定弱碱：与强碱滴定弱酸类似。与强碱滴定弱酸类似。第64页/共87页3.3.多元酸多元碱和混合酸碱的

17、滴定多元酸多元碱和混合酸碱的滴定 NaOH+H2A = NaHA +H2O NaOH+NaHA = Na2A +H2O 8102acK42110/aaKK第65页/共87页混合酸（碱）的滴定混合酸（碱）的滴定8102bcK4102b1bK/K第66页/共87页 基准物质基准物质:H2C2O4 2H2O KHC8H4O4酸酸(HCl)(HCl)标准溶液的标定标准溶液的标定: :碱碱(NaOH)的标定的标定:第67页/共87页5.5.酸碱滴定中酸碱滴定中COCO2 2的影响的影响1)CO1)CO2 2的来源的来源第68页/共87页2)CO2)CO2 2在水溶液中的溶解及离解平衡在水溶液中的溶解及离

18、解平衡第69页/共87页3)CO3)CO2 2的影响的影响第70页/共87页4)CO4)CO2 2影响的消除影响的消除第71页/共87页1.1.混合碱的分析混合碱的分析第72页/共87页OHOH- - H H+ + H H2 2O HO H+ + H H2 2O OCOCO3 32-2- V V1 1ml HCOml HCO3 3- - V V2 2mlml H H2 2O+COO+CO2 2 酚酞酚酞 甲基橙甲基橙1)1)烧碱中烧碱中NaOHNaOH与与NaNa2 2COCO3 3含量的测定含量的测定第73页/共87页2)2)纯碱中纯碱中NaNa2 2COCO3 3与与NaHCONaHCO3 3含量的测定含量的测定第74页/共87页第75页/共87页样mMCV1000NaOH)21(HCl)(2NaOH)(1样mMcVV1000)NaHCO(HCl)()()NaHCO(3123第76页/共87页3)3)未知碱样的组成判断未知碱样的组成判断 V1和和V2体积的变化体积的变化 试样的成分试样的成分nV10 V20 NaOHn V10 V20 NaHCO3n V1V20 Na2CO3n V1V20 NaOHNa2CO3n V2V10 Na2CO3NaHCO3第77页/共87页第78页/共87页例：取相同体积的两份混合碱溶液例：取相同体积的两份混