第2章酸碱平衡和酸碱滴定法 本章内容 简介分布系数 质子条件 酸碱溶液pH的计算 酸碱缓冲溶液 酸碱指示剂 酸碱滴定基本原理 终点误差 应用 非水滴定
第2章 酸碱平衡和酸碱滴定法 本章内容 • 简介分布系数 • 质子条件 • 酸碱溶液 pH的计算 • 酸碱缓冲溶液 • 酸碱指示剂 • 酸碱滴定基本原理 • 终点误差 • 应用 • 非水滴定
第2章酸碱平衡和酸碱滴定法 2.1酸碱平衡 酸碱滴定法 以酸碱反应(水溶液中的质子转移反应)为 基础的定量分析法 “酸度”决定各反应物的存在型体,影响 物质 在資鲨点的分布和平衡 (1)酸碱平衡理论 (2)各类酸碱溶液的pH值计算方法 (3)酸碱滴定基本原理和指示剂的选择
2.1 酸碱平衡 Ø酸碱滴定法 以酸碱反应(水溶液中的质子转移反应)为 基础的定量分析法 第2章 酸碱平衡和酸碱滴定法
、酸碱质子理论 ·酸:溶液中凡能给出质子的物质。 碱:溶液中凡能接受质子的物质。 两性物质:既能给质子又能得质子的物质 HB+ H2o= b+ H3o 酸 共轭碱水合氢离子 acid conjugate base hydronium ion 酸碱共轭关系 理解酸碱质子理论:<酸碱反应的实质 ≮酸碱的强度
一、酸碱质子理论 • 酸：溶液中凡能给出质子的物质。 • 碱：溶液中凡能接受质子的物质。 • 两性物质：既能给质子又能得质子的物质。 理解酸碱质子理论： HB + H2O B- + H3O+ 酸 共轭碱 水合氢离子 acid conjugate base hydronium ion 酸碱共轭关系 酸碱反应的实质 酸碱的强度
1、酸碱共轭关系「共轭酸,·共轭碱+H HCO=H +co 2)HoCO=HI+hco (3)NH4=H++NH3 )+NH2-(C2H4)-NH3=NH3-(C2H4)-NH2+H (乙二胺盐) (乙二胺盐) (5 tNH CHo COOH=NH.CHoCOO+h (氨基酸盐)(氨基酸) (1)酸碱可以是中性分子、阴离子或阳离子。 (2)同一物质在不同的共轭酸碱对中,可表现出不同的酸碱性 问题:H的共轭碱是什么型体?H2O是酸还是碱?
共轭酸 共轭碱 + H+ 2- 3 - 1 HCO H CO （） - 2 H2CO3 H HCO （ ） 3 NH4 H NH3 （ ） （乙二胺盐） （乙二胺盐） （ ） （ ） （ ） 4 NH3 C2H4 NH3 NH3 C2H4 NH2 H （1）酸碱可以是中性分子、阴离子或阳离子。 （2）同一物质在不同的共轭酸碱对中，可表现出不同的酸碱性。 氨基酸盐） 氨基酸） （ ） ( ( 5 NH CH COOH NH CH COO H - 3 2 3 2 H2O是酸还是碱？
2、酸碱反应的实质—质子的转移 酸碱半反应:酸给出质子和碱接受质子的反应 酸的离解: 水的自递: HAC=H+Ac H,O+H=HtO H+Hoo=hro H,O=H+Oh 口AcLO=HO+Ac H,O+H2O=H3O+OH 忙:直Ae=r+AC 碱的离解: 酸碱反应: Nh+hT=Nh HAC=H+ +Ac HO=H+OH NH3+H*t=NH4 +0=NHI +OHT HAC+NH3=Ac+NH4
酸的离解： HAc H Ac HAc H O H O Ac H H O H O HAc H Ac 2 3 2 3 简化： 碱的离解： NH H O NH OH H O H OH NH H NH 3 2 4 2 3 4 水的自递： H O H OH H O H O H O OH H O H OH H O H H O 2 2 2 3 2 2 3 简化： H+ H+ H+ 酸碱半反应: 酸给出质子和碱接受质子的反应 酸碱反应： HAc=H+ +Ac - NH3+H+=NH4 + HAc+NH3=Ac -+NH4 +
结论(conc|uson) 酸碱半反应不可能单独发生 酸碱反应是两对共轭酸碱对共同作用的结果 酸碱反应的实质是质子的转移 >质子的转移是通过溶剂合质子来实现的
Ø 酸碱半反应不可能单独发生 Ø 酸碱反应是两对共轭酸碱对共同作用的结果 Ø 酸碱反应的实质是质子的转移 Ø 质子的转移是通过溶剂合质子来实现的 结论(conclusion)!
3、酸碱的强度 酸碱的强度决定于它将质子给予溶剂的能力和溶剂分子接受质 子的能力。在水溶液中,可用酸碱平衡常数(解离常数)来衡 量。酸碱的解离常数反映了酸碱的强度,酸碱的解常数越大, 酸碱的强度越强。酸越强,其共轭碱就越弱;酸越弱,其共轭 碱就越强。 共轭酸碱对关系 一元弱酸(HA):KxKb=K,=1.0×1014 二元弱酸H2A):K,×K,=KnxK=Km 元弱酸(H2A:knxK=Km×K K×R,=K, W
酸碱的强度决定于它将质子给予溶剂的能力和溶剂分子接受质 子的能力。在水溶液中，可用酸碱平衡常数（解离常数）来衡 量。酸碱的解离常数反映了酸碱的强度，酸碱的解常数越大， 酸碱的强度越强。酸越强，其共轭碱就越弱；酸越弱，其共轭 碱就越强。 3、酸碱的强度 共轭酸碱对关系 ：一元弱酸(HA): Ka ×Kb = Kw =1.0 ×10-14 二元弱酸(H2A): 三元弱酸(H3A): a b W a b a b K K K K K K K 3 1 1 3 2 2
表4-1常见弱酸及其共轭碱的强度 酸 K 碱 Ko HaPO. 6.9×10-3 H, PO 1.4X10-1 HF 6.8×10-4 F 1.5X10-11 HNO. 5.1×10-4 NO2 2.0×10-1 的 HCOOH 1.7×10-4 的HCoo 5.9×10-11 强 HAc 1.8×10-6 强 5.6X10-10 度 度 由;H2CO3 4.3×10-7 由HCO3 2.3×10-8 强 i HS 8.9×10-8 弱 HS- 1.1×10-7 而 弱H2PO 6.2X108 强HPO2 1.6×10 HCN 4.9×10-10 CN 2.0×10-5 H, BO3 5.8×10-10 H2B0; 1.7×10-6 NH+ 5.6×10-10 NH3 1.8×10-6
酸碱反应(滴定反应) K1一滴定反应常数 强酸滴定强碱 H++oh-=ho K 1 1014.00 强酸滴定弱碱 b H+ Ac - HAc 强碱滴定弱碱 oH-+ HAc H,0+Ac- K b
H+ + OH- H2O H+ + Ac - HAc OH- + HAc H2O + Ac - 酸碱反应(滴定反应) Kt — 滴定反应常数 1 Kt = =10 14.00 Kw 1 Kt = = Ka Kb Kw 1 Kt = = Kb Ka Kw 强酸滴定强碱 强碱滴定弱碱 强酸滴定弱碱
二、酸碱反应的平衡常数——解离常数 活度与浓度 活度:在化学反应中表现出来的有效浓度, 通常用a表示 ai li ci 溶液无限稀时:y=1 中性分子:y=1 溶剂活度:a=1
活度与浓度 ai = gi ci 活度：在化学反应中表现出来的有效浓度， 通常用a表示 溶液无限稀时: g =1 中性分子: g =1 溶剂活度: a =1 二、 酸碱反应的平衡常数——解离常数