武汉大学化学与分子科学学院：《分析化学——定量分析化学》第五章 酸碱平衡及酸碱滴定法

劣博字化学与分子科学学院 COLLEGE DF CHEMIS TRY RND MOLECULAR 5CIENEES WUHRN UNIVERSITY 第5章酸碱平衡及酸碱滴定法 51滴定分析中化学平衡 52平衡浓度及分布分数 5.3酸碱溶液的H浓度计算 54对数图解法 5.5缓冲溶液 56酸碱指示剂 5.7酸碱滴定原理 58终点误差 5.9酸碱滴定法的应用 5.10非水溶液酸碱滴定简介 @博字 Wuhan University

第5章 酸碱平衡及酸碱滴定法 5.1 滴定分析中化学平衡 5.2 平衡浓度及分布分数 5.3 酸碱溶液的H+浓度计算 5.4 对数图解法 5.5 缓冲溶液 5.6 酸碱指示剂 5.7 酸碱滴定原理 5.8 终点误差 5.9 酸碱滴定法的应用 5.10 非水溶液酸碱滴定简介

5.1滴定分析中化学平衡多博穹化学与分子科学学院 COLLEGE DF CHEMIS TRY RND MOLECULAR 5CIENEES WUHRN UNIVERSITY 四大平衡体系: 四种滴定分析法: 酸碱平衡 酸碱滴定法 配位平衡 配位滴定法 氧化还原平衡 氧化还原滴定法 沉淀平衡 沉淀滴定法 @博字 Wuhan University

5.1 滴定分析中化学平衡 四大平衡体系： 酸碱平衡 配位平衡 氧化还原平衡 沉淀平衡 四种滴定分析法： 酸碱滴定法 配位滴定法 氧化还原滴定法 沉淀滴定法

1酸碱平衡 劣博字化学与分子科学学院 COLLEGE DF CHEMIS TRY RND MOLECULAR 5CIENEES WUHRN UNIVERSITY 酸 共轭碱+质子 HF F H hPO hPo2-+ 2+ hYt NH4 NH 通式:HA +H+ 酸碱半反应 @博字 Wuhan University

酸 共轭碱 + 质子 1 酸碱平衡 HF F - + H+ H2PO4 - HPO4 2- + H+ H6Y2+ H5Y+ + H+ NH4 + NH3 + H+ 通式: HA A + H+ 酸碱半反应

劣博字化学与分子科学学院 COLLEGE DF CHEMIS TRY RND MOLECULAR 5CIENEES WUHRN UNIVERSITY 例:HF在水中的离解反应 半反应: HF -F-+ H+ 半反应:H+H2O=H3O 总反应:HF+H2O=~F+H3O 简写: HF -eF-+ h 酸碱反应的实质是质子转移 @博字 Wuhan University

例: HF在水中的离解反应 半反应: HF F- + H+ 半反应: H+ + H2O H3O+ 总反应: HF + H2O F- + H3O+ 简写: HF F- + H+ 酸碱反应的实质是质子转移

2酸碱反应类型及平衡常数博六字化学与分子科学学院 COLLEGE DF CHEMIS TRY RND MOLECULAR 5CIENEES WUHRN UNIVERSITY 元弱酸(碱)的解离反应 TH A HA +ho a+ho k HA A+H2O÷HA+OHK1 aHA OH @博字 Wuhan University

2 酸碱反应类型及平衡常数 HA + H2O A- + H3O+ A + H2O HA + OH- − 一元弱酸(碱)的解离反应 aH + aA - Ka = aHA aHA aOH￾Kb = aA -

劣博字化学与分子科学学院 COLLEGE DF CHEMIS TRY RND MOLECULAR 5CIENEES WUHRN UNIVERSITY 多元酸碱的解离反应 HaPO HPO Kaz HPo42- PO,3 K b3 b2 b pKb1+pKa3=14.00 K pKb2+pK2=14.00 bi a(n-i+1) pKb3+pKa1=14.00 @博字 Wuhan University

多元酸碱的解离反应 pKb1 + pKa3 = 14.00 pKb2 + pKa2 = 14.00 pKb3 + pKa1= 14.00 H3PO4 H2PO4 - HPO4 2- PO4 3- Kb2 Kb1 Kb3 Ka1 Ka2 Ka3 Kbi = Kw Ka(n-i+1)

劣博字化学与分子科学学院 COLLEGE DF CHEMIS TRY RND MOLECULAR 5CIENEES WUHRN UNIVERSITY 溶剂分子的质子自递反应 H2O+H20÷~H3O++OH(25°c want·aoH-=1.0×10-14 K 共轭酸碱对(HA-A)的K与K的关系为 aA aOH KKb= pKa+ pkb= pKw=14.00 @博字 Wuhan University

H2O + H2O H3O+ + OH- (25°C) 共轭酸碱对(HA-A)的Ka与Kb的关系为 溶剂分子的质子自递反应 aH + aA - Ka Kb = = Kw aHA aHA aOH￾aA - Kw= aH +  aOH - =1.0×10-14 pKa + pKb = pKw= 14.00

劣博字化学与分子科学学院 酸碱中和反应(滴定反应) RY月NDH日LEc山LRR5 K一滴定反应常数 H++oh-HO =101400 H+ Ac- HAc K OH+ hac- ho+Ac K 1 a b @博字 Wuhan University

H+ + OH- H2O H+ + Ac- HAc OH- + HAc H2O + Ac- 酸碱中和反应(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

3活度与浓度 劣博字化学与分子科学学院 COLLEGE DF CHEMIS TRY RND MOLECULAR 5CIENEES WUHRN UNIVERSITY 活度:在化学反应中表现出来的有效浓度, 通常用a表示 ai ri ci 溶液无限稀时:y=1 中性分子:y=1 溶剂活度:a=1 @博字 Wuhan University

3 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

劣博字化学与分子科学学院 Debye-Hcke公式: COLLEGE DF CHEMIS TRY RND MOLECULAR 5CIENEES WUHRN UNIVERSITY (稀溶液Ⅰ<01mo) -lgy=0.512z2 1+Ba/I gm=0.512z2 I:离子强度,=1/2∑c;Z12, z:离子电荷 B:常数,(=0.0328@25℃),与温度、介电常数有关, a:离子体积参数(pm) @博字 Wuhan University

Debye-Hückel公式： （稀溶液I<0.1 mol/L） I：离子强度, I=1/2∑ciZi 2 , zi：离子电荷, B: 常数, (=0.00328 @25℃), 与温度、介电常数有关, å：离子体积参数(pm) -lgg i=0.512zi 2  I 1+Bå I -lgg i=0.512zi 2 I