第四章 酸碱滴定法 Acid-base titration 分析化学Chap.4酸碱滴定法
分析化学 Chap.4 酸碱滴定法 1 第四章 酸碱滴定法 Acid-base titration
序言 酸碱滴定法(acid-base titration)是以质子转移反 应为基础的滴定分析方法,在药物分析、食品检验 、检验检疫等方面应用广泛。 ◆ 酸碱滴定常用直接滴定法,以强酸标准液测定碱性 物质或以强碱标准液测定酸性物质。 ◆ 若被滴定物质酸碱性太弱不足以实现水溶液体系酸 碱滴定,可能需要非水酸碱滴定。 ◆ 酸碱组分分布系数、酸碱溶液H+计算、酸碱滴定计 量点、滴定突跃范围、指示剂选择等为本章重点掌 握的内容。 分析化学Chap.4酸碱滴定法
2 序言 ◆ 酸碱滴定法(acid-base titration)是以质子转移反 应为基础的滴定分析方法,在药物分析、食品检验 、检验检疫等方面应用广泛。 ◆ 酸碱滴定常用直接滴定法,以强酸标准液测定碱性 物质或以强碱标准液测定酸性物质。 ◆ 若被滴定物质酸碱性太弱不足以实现水溶液体系酸 碱滴定,可能需要非水酸碱滴定。 ◆ 酸碱组分分布系数、酸碱溶液H+计算、酸碱滴定计 量点、滴定突跃范围、指示剂选择等为本章重点掌 握的内容。 分析化学 Chap.4 酸碱滴定法
学习要求 掌握 口水溶液中酸碱各型体的分布和分布系数的含义、计算 口各种滴定类型化学计量点pH的计算、滴定突跃范围,并据此选择合 适的指示剂 口 各类型酸、碱能否被准确滴定, 多元酸碱能否分布滴定的判断条件 ▣ 酸碱滴定分析结果有关计算(化学计量计算) 口非水滴定中均化效应和区分效应的概念 ◆ 熟悉 影响各类型滴定的因素(K或Kb,c) 非水滴定的性质及特点 了解 口各种类型酸碱标准溶液的配制、标定及应用 分析化学Chap.4酸碱滴定法 3
3 学习要求 ◆ 掌握 水溶液中酸碱各型体的分布和分布系数的含义、计算 各种滴定类型化学计量点pH的计算、滴定突跃范围,并据此选择合 适的指示剂 各类型酸、碱能否被准确滴定,多元酸碱能否分布滴定的判断条件 酸碱滴定分析结果有关计算(化学计量计算) 非水滴定中均化效应和区分效应的概念 ◆ 熟悉 影响各类型滴定的因素(Ka或Kb,c) 非水滴定的性质及特点 ◆ 了解 各种类型酸碱标准溶液的配制、标定及应用 分析化学 Chap.4 酸碱滴定法
本章主要内容及重点难点 - 第一节酸碱质子理论(复习巩固) 第二节溶液中酸碱组分的分布 掌握一元、二元、三元弱酸分布系数公式及应用 第三节酸碱溶液的pH计算(核心内容) 掌握一元弱酸碱溶液、两性物质溶液、缓冲溶液H计算 第四节酸碱指示剂(熟悉变色原理和变色范围) " :第五节酸碱滴定法的基本原理(重点) 掌握酸碱滴定曲线、突跃范围、计量点pH计算、滴定结果 计算 第六节酸碱滴定误差— 掌握酸碱滴定误差计算 第七节非水溶液中的酸碱滴定法 分析化学Chap.4酸碱滴定法
4 本章主要内容及重点难点 第一节 酸碱质子理论(复习巩固) 第二节 溶液中酸碱组分的分布 掌握一元、二元、三元弱酸分布系数公式及应用 第三节 酸碱溶液的pH计算(核心内容) 掌握一元弱酸碱溶液、两性物质溶液、缓冲溶液pH计算 第四节 酸碱指示剂(熟悉变色原理和变色范围) 第五节 酸碱滴定法的基本原理(重点) 掌握酸碱滴定曲线、突跃范围、计量点pH计算、滴定结果 计算 第六节 酸碱滴定误差——掌握酸碱滴定误差计算 第七节 非水溶液中的酸碱滴定法 分析化学 Chap.4 酸碱滴定法
第一节酸碱质子理论(复习,重要!) 酸碱质子理论的基本概念 二.酸碱反应的实质 三. 酸碱的强弱关系 分析化学Chap.4酸碱滴定法 5
5 第一节 酸碱质子理论(复习,重要!) 一. 酸碱质子理论的基本概念 二.酸碱反应的实质 三. 酸碱的强弱关系 分析化学 Chap.4 酸碱滴定法
一、】 酸碱质子理论基本概念 ◆ 1923年由Bronsted和Lowry2分别独立提出 ◆ 酸碱概念: 酸:凡能给出质子即H)的分子或离子 碱:凡能接受质子)的分子或离子 注:因自然界氢原子99.985%为H,核内只有1个质子,故质子与 H同义,但为概念逻辑严密应该使用质子而非+来定义。 ◆优点: a.扩大了酸碱范围; b.理论体系简明严谨; c.易进行定量计算。 ◆局限性:无法解释某些无质子转移的酸碱反应 分析化学Chap.4酸碱滴定法 6
分析化学 Chap.4 酸碱滴定法 6 一、酸碱质子理论基本概念 ◆1923年由Bronsted和Lowry分别独立提出 ◆酸碱概念: 酸:凡能给出质子(即H+ )的分子或离子 碱:凡能接受质子(即H+ )的分子或离子 注:因自然界氢原子99.985%为1H,核内只有1个质子,故质子与 H+同义,但为概念逻辑严密应该使用质子而非H+来定义。 ◆优点: a. 扩大了酸碱范围; b. 理论体系简明严谨; c. 易进行定量计算。 ◆ 局限性:无法解释某些无质子转移的酸碱反应
酸碱质子理论的酸碱概念解析 要点: 1. 酸是质子的给予体,碱是质子的接受体。 2.酸HA给出质子后即具备接受质子可能,变为 碱A;碱A接受质子后即具备给出质子可能, 变为质子酸HA。(对立统一关系) 3. 必须是分子或离子。 分析化学Chap.4酸碱滴定法
7 酸碱质子理论的酸碱概念解析 ◆要点: 1. 酸是质子的给予体,碱是质子的接受体。 2. 酸 HA 给出质子后即具备接受质子可能,变为 碱A-;碱 A- 接受质子后即具备给出质子可能, 变为质子酸HA。(对立统一关系) 3. 必须是分子或离子。 分析化学 Chap.4 酸碱滴定法
酸碱质子理论的酸碱概念解析 思考1:哪些常见分子或离子属于质子酸或质子碱? 解答:质子酸或碱必须是分子或离子,必须能接受或给出质子。一般 来说,中学里学过的酸基本属于能给质子的共价型化合物,属于质子 酸,如HC、H2SO4NO,等。而中学里面学过的碱除了少数有机碱 、氨分子等之外,通常所说氢氧化物并不属于质子碱。(WY?) 思考2:单质、离子型化合物能作为质子酸或质子碱吗? 解答:单质涉及的变化通常是氧化还原变化,有化合价的变化,电子 的得失转移或偏移,而质子酸碱在得失质子过程中不伴随化合价变化 和电子的得失转移或偏移,故单质一般不属于质子酸碱范畴。 而离子型化合物是由正负离子至少2种离子构成,不符合酸碱概念 对待离子型化合物,必须每种离子单独分析。 分析化学Chap.4酸碱滴定法 8
8 酸碱质子理论的酸碱概念解析 思考1:哪些常见分子或离子属于质子酸或质子碱? 解答:质子酸或碱必须是分子或离子,必须能接受或给出质子。一般 来说,中学里学过的酸基本属于能给质子的共价型化合物,属于质子 酸,如HCl、H2SO4、HNO3等。而中学里面学过的碱除了少数有机碱 、氨分子等之外,通常所说氢氧化物并不属于质子碱。(WHY?) 思考2:单质、离子型化合物能作为质子酸或质子碱吗? 解答:单质涉及的变化通常是氧化还原变化,有化合价的变化,电子 的得失转移或偏移,而质子酸碱在得失质子过程中不伴随化合价变化 和电子的得失转移或偏移,故单质一般不属于质子酸碱范畴。 而离子型化合物是由正负离子至少2种离子构成,不符合酸碱概念 ,对待离子型化合物,必须每种离子单独分析。 分析化学 Chap.4 酸碱滴定法
共轭酸碱对的概念 酸HA给出质子后即具备接受质子可能,变为碱A; 碱A接受质子后即具备给出质子可能,变为质子酸 HA。我们称其为酸碱共轭关系。酸碱一定是成对出 现的,质子酸一定有其共轭碱;质子碱一定有其共 轭酸。 ◆ 酸碱的对立统一关系: HAA+H L共轭 i HA: A的共轭酸 A HA的共轭碱 conjugate acid conjugate base 分析化学Chap.4酸碱滴定法 9
分析化学 Chap.4 酸碱滴定法 9 共轭酸碱对的概念 ◆ 酸 HA 给出质子后即具备接受质子可能,变为碱A-; 碱 A- 接受质子后即具备给出质子可能,变为质子酸 HA。我们称其为酸碱共轭关系。酸碱一定是成对出 现的,质子酸一定有其共轭碱;质子碱一定有其共 轭酸。 ◆ 酸碱的对立统一关系: HA A- + H+ 共轭 HA: A-的共轭酸 A-: HA的共轭碱 conjugate acid conjugate base
根据质子理论,分子或离子可被分为: ◆ 质子酸:只能给出质子,无法接受质子 如:HCI,H2S04,HNO3,NH4 ◆ 质子碱:只能接受质子,无法给出质子 如:0Ⅲ,S2,S042 两性物质:既能给出质子,又能接受质子 e 如:HO,HAc,NH3,HS,HSO4 ◆ 非酸非碱:不能给质子,也不能接受质子 如:Na·,K*,A3*等绝大多数金属阳离子 分析化学Chap.4酸碱滴定法 10
分析化学 Chap.4 酸碱滴定法 10 根据质子理论,分子或离子可被分为: ◆质子酸:只能给出质子,无法接受质子 如:HCl,H2SO4,HNO3,NH4 + ◆质子碱:只能接受质子,无法给出质子 如:OH-,S 2-,SO4 2- ◆两性物质:既能给出质子,又能接受质子 如:H2O,HAc,NH3,HS-,HSO4 - ◆非酸非碱:不能给质子,也不能接受质子 如:Na+ ,K+ ,Al3+等绝大多数金属阳离子