普通高等教育课程电子教案系列 naab DUT §4.1酸碱平衡的理论基础 §4.2分布曲线 第4章§43酸碱溶液pH的计算 酸碱滴定法§44酸碱滴定终点的指示方法 Acid-Base §4.5一元酸碱的滴定 TItration §4.6多元酸碱、混合酸的滴定 化学分析 验发 §4.7酸碱标准溶液的配制和标定 叫§4.8酸碱滴定法结果计算示例 §49非水溶液中的酸碱滴定
2021年6月24日4时 52分 第 4 章 酸碱滴定法 Acid –Base Titration §4.1 酸碱平衡的理论基础 §4.2 分布曲线 §4.3 酸碱溶液pH的计算 §4.4 酸碱滴定终点的指示方法 §4.5 一元酸碱的滴定 §4.6 多元酸碱、混合酸的滴定 §4.7 酸碱标准溶液的配制和标定 §4.8 酸碱滴定法结果计算示例 §4.9 非水溶液中的酸碱滴定
大连理工大学 Anal chem §4.1酸碱平衡的理论基础 酸碱电离理论: Ha +HO H3O +A A-+HO HA +OH 酸碱发生中和反应生成盐和水: NaoH+ HAc NaOActH,O 电离理论有一定局限性,它只适用于水溶液,不 适用于非水溶液,而且也不能解释有的物质(如NH3等) 不含OH,但却具有碱性的事实 2021年6月24日4时52 分
2021年6月24日4时52 分 §4.1 酸碱平衡的理论基础 酸碱电离理论： 酸碱发生中和反应生成盐和水： HA + H2O H3O+ + A - A- +H2O HA +OH - 电离理论有一定局限性，它只适用于水溶液，不 适用于非水溶液，而且也不能解释有的物质(如NH3等) 不含OH－，但却具有碱性的事实。 NaOH ＋ HAc NaOAc＋H2O
大连理工大学 Anal chem 41.1酸碱质子理论( proton theory) 1923年由布朗斯台德( Bronsted)提出。 凡是能给出质子(H)的物质是酸;凡是能接受 质子的物质是碱。 酸一质子+碱 HAc H++ OAc 共轭酸碱对 这种因一个质子的得失而互相转变的每一对酸碱, 称为共轭酸碱对。 2021年6月24日4时52 分
2021年6月24日4时52 分 4.1.1 酸碱质子理论(proton theory) 1923年由布朗斯台德（Bronsted）提出。 凡是能给出质子（H+）的物质是酸； 凡是能接受 质子的物质是碱。 酸 质子 + 碱 HAc H+ + OAc－ 这种因一个质子的得失而互相转变的每一对酸碱， 称为共轭酸碱对。 共轭酸碱对
大连理工大学 Anal chem 酸碱半反应: HCIO4 H+ CIO4 HSO4 H++So2 NH4 H+NH3 H2PO4 H++HPO.2 HPO. H++ PO3 tHaN-R-NH+ H++ tHN-R-NH 可见酸碱可以是阳离子、阴离子,也可以是中性分子。 当一种酸给出质子时,溶液中必定有一种碱接受质子: HAc(酸) H++Ac(碱 H2O(碱2)+H H3Ot(酸2) HAc(酸)+H2O(碱2)一H13O(酸)+AC(碱) 溶剂水起碱的作用 2021年6月24日4时52 分
2021年6月24日4时52 分 酸碱半反应： HClO4 H+ + ClO4 － HSO4 － H+ + SO4 2－ NH4 + H+ + NH3 H2PO4 － H+ + HPO4 2－ HPO4 2－ H+ + PO4 3－ +H3N-R-NH3 + H+ + +H3N-R-NH2 可见酸碱可以是阳离子、阴离子，也可以是中性分子。 当一种酸给出质子时，溶液中必定有一种碱接受质子： HAc (酸1 ) H+ + Ac－ (碱1 ) H2O (碱2 ) + H+ H3O+ (酸2 ) H3O+ (酸2 )+Ac－ (碱1 HAc (酸 ) 1 )+ H2O (碱2 ) 溶剂水起碱的作用
大连理工大学 Anal chem 碱在水溶液中接受质子的过程: NHa +H+ NH4 H++Oh NH +hO OH +Nh4 必须有溶剂水分子参加。在这里,溶剂水起到酸 的作用。 水是一种两性溶剂: HoO+ HO H,O++OH 2021年6月24日4时52 分
2021年6月24日4时52 分 碱在水溶液中接受质子的过程: 必须有溶剂水分子参加。在这里，溶剂水起到酸 的作用。 水是一种两性溶剂： NH3 + H+ NH4 + H2O H+ + OH－ NH3 + H2O OH－ + NH4 + H2O + H2O H3O+ + OH－
大连理工大学 Anal chem 水的质子自递常数 在水分子之间存在着的质子传递作用,称为水的 质子自递作用。这种作用的平衡常数称为水的质子自 递常数: Kw=H3OJOHT I 或 Kw=HILOHT T 在25℃: Kw=1014 pK=14 2021年6月24日4时52 分
2021年6月24日4时52 分 水的质子自递常数 在水分子之间存在着的质子传递作用，称为水的 质子自递作用。这种作用的平衡常数称为水的质子自 递常数： Kw = [H3O+ ][OH－] 或： Kw= [H+ ][OH－] 在25℃： Kw = 10-14 pKw = 14
大连理工大学 Anal chem 酸碱中和反应也是一种质子的转移过程: HCI+ho- Hot+ cl H,++NH NH++hO 盐的水解过程,实质上也是质子的转移过程: HAC +hO HO++Ac 解离 H2O+ NH3 NH++Oh 解离 酸1碱2 酸2碱 HO+ Ac HAc +OH 水解 NH++HO H3O++NH3 水解 酸1碱2 酸2碱 各种酸碱反应过程都是质子转移过程 2021年6月24日4时52 分 页
2021年6月24日4时52 分 酸碱中和反应也是一种质子的转移过程： HCl + H2O H3O+ + Cl－ H3O+ + NH3 NH4 + + H2O 盐的水解过程，实质上也是质子的转移过程： HAc + H2O H3O+ + Ac－ 解离 H2O + NH3 NH4 + + OH－ 解离 酸1 碱2 酸2 碱1 各种酸碱反应过程都是质子转移过程 H2O + Ac－ HAc + OH－ 水解 NH4 + + H2O H3O + +NH3 水解 酸1 碱2 酸2 碱1
大连理工大学 Anal chem 4.1.2酸碱解离平衡 酸碱的强弱取决于物质给出质子或接受质子能力 用解离常数Ka和K定量地说明它们的强弱程度。 HAc +hO HO+ +Ac HT JAC K=1.8×10 5 K HAc HAc的共轭碱的解离常数Kb为 Ac+HO HAc +oh K.= HACJLOH T LAc KaKb=[H[OH]=K=1014(25℃) 2021年6月24日4时52 分
2021年6月24日4时52 分 4.1.2 酸碱解离平衡 酸碱的强弱取决于物质给出质子或接受质子能力。 用解离常数 Ka 和 Kb 定量地说明它们的强弱程度。 HAc + H2O H3O+ + Ac－ HAc [H ][Ac ] a + − K = 5 a 1 8 10− K = . HAc 的共轭碱的解离常数 Kb 为： Ac－+ H2O HAc + OH－ [Ac ] [HAc][OH ] b − − K = Ka·Kb = [H+ ][OH－] = Kw = 10-14 （25℃）
大连理工大学 Anal chem 多元酸K2与K的对应关系 三元酸H3A在水溶液中: H3A+H2O K=K=K H,O++HA HA+H,O HA+OH HA+HO H,O++HA K HA2+H2O HA +OH K HA2-+HO H3O++A3 A+H2o Kol HA2-+OH AI: KaI Kn3= Ka2 Kn2=Ka3 KbI=[H*[OH]=K, 2021年6月24日4时52 分 观使B 页
2021年6月24日4时52 分 多元酸Ka与Kb 的对应关系 三元酸H3A在水溶液中： 则： Ka1·Kb3 = Ka2·Kb2 = Ka3·Kb1 = [H+ ][OH－] = Kw H3A + H2O H3O+ + H2A－ Ka1 H2A－ + H2O H3A + OH－ Kb3 H2A－ + H2O H3O+ + HA2－ Kb2 HA2－ + H2O H2A－ + OH－ Ka2 HA2－ + H2O H3O+ + A3－ Ka3 A3－ + H2O HA2－ + OH－ Kb1
大连理工大学 Anal chem 例1: 试求HPO42的pKb2和Kb2° 解:经查表可知K2=6.3×108,即pK2=7.20 由于 Ka2Kb2=1014 所以 pKb2=14-pKa2 =14-7.20 6.80 Kb2=1.6×107 2021年6月24日4时52 分
2021年6月24日4时52 分 例1： 试求 HPO4 2- 的 pKb2和 Kb2。 解：经查表可知 Ka2 = 6.3×10-8 ，即 pKa2 = 7.20 由于 Ka2·Kb2 = 10-14 所以 pKb2 = 14 - pKa2 = 14 - 7.20 = 6.80 即 Kb2=1.6×10 -7