《分析化学》课程教学资源（课件讲稿）第4章 -第1部分

第4章酸碱滴定法 4.1酸碱平衡的理论基础 4.2酸碱溶液中的分布分数 4.3酸碱溶液pH的计算 4.4酸碱指示剂 4.5酸碱滴定曲线 元酸碱和多元碱的滴定 4.6酸碱滴定应用示例

1 4.1 酸碱平衡的理论基础 4.2 酸碱溶液中的分布分数 4.3 酸碱溶液pH的计算 4.4 酸碱指示剂 4.5 酸碱滴定曲线 一元酸碱和多元碱的滴定 4.6 酸碱滴定应用示例 第4章 酸碱滴定法

41 酸碱平衡的理论基础 酸碱质子理论 1、酸碱质子理论 :(Brosted-Lowry theory,1923) 酸：凡是能给出质子的物质（质子给予体)(HAc、NH 碱：凡是能接受质子的物质（质子接受体) Ac、NH3 两性物质：既能接受质子也能给出质子的物质 酸式酸根离子、弱 酸弱碱盐、两性溶 剂、氨基酸类 山东理子大军 Analytical Chemistry 2

Analytical Chemistry 2 酸碱平衡的理论基础 1、酸碱质子理论 （Brösted-Lowry theory，1923） 酸碱质子理论 酸：凡是能给出质子的物质（质子给予体） 碱：凡是能接受质子的物质（质子接受体） 两性物质：既能接受质子也能给出质子的物质 HAc、 NH4 + Ac-、 NH3 酸式酸根离子、弱 酸弱碱盐、两性溶 剂、氨基酸类

2、共轭酸碱对：因一个质子的得失而相互转化的一对酸碱。 如： HAc=Ac+H+ → HAc-Ac NH +H+=NH NH+-NH HS04=H++S02→HS04-S02 3、酸碱半反应：共轭酸碱对相互转化的反应。 共轭酸 二共轭碱 H+ conjugate acid conjugate base proton 山东露2大军 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Analytical Chemistry 3

Analytical Chemistry 3 2、共轭酸碱对：因一个质子的得失而相互转化的一对酸碱。 共轭酸 共轭碱 + H+ conjugate acid conjugate base proton 如: HAc = Ac- + H+ → HAc-Ac- NH3 + H+ = NH4 + → NH4 + -NH3 HSO4 - = H+ + SO4 2- → HSO4 - - SO4 2- 3、酸碱半反应：共轭酸碱对相互转化的反应

例下列各组酸碱组分中，属于共轭酸碱对的是 (1)H,0*-0H (2)H0*-H20 (3)HP042-P043 (4)NH,CH,COOH-NH,CH,COO (5)HS04-S042 4、共轭酸碱对特点： 1.共轭酸碱对是仅相差一个质子的一对物质； 2.酸碱可以是中性分子、阴离子或阳离子： 3.酸碱的含义具有相对性： H,0是酸还是碱？ ①同一物质在不同的共轭酸碱对中，可表现出不同的酸碱性。 ②溶剂不同时，同一物质表现出不同的酸碱性。 Analytical Chemistry

Analytical Chemistry 4 例 下列各组酸碱组分中，属于共轭酸碱对的是 （1）H3O+－OH- （2）H3O+－H2O （3）HPO4 2-－PO4 3- （4）NH3 +CH2COOH -NH2CH2COO- （5）H2SO4－SO4 2- 4、共轭酸碱对特点： 1. 共轭酸碱对是仅相差一个质子的一对物质； 2. 酸碱可以是中性分子、阴离子或阳离子; 3. 酸碱的含义具有相对性： ① 同一物质在不同的共轭酸碱对中，可表现出不同的酸碱性。 ② 溶剂不同时，同一物质表现出不同的酸碱性。 H2O是酸还是碱？

5、酸碱反应 由两个酸碱半反应构成 例：HAc与NH,水中的反应 半反应： HAc Ac+H+ 半反应： H++NHNH+ H中 总反应： HAc NH3 NHAc 酸碱反应的实质 酸碱间的质子授受过程 质子的转移 山东露2大军 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Analytical Chemistry 5

Analytical Chemistry 5 5、酸碱反应 酸碱反应的实质——酸碱间的质子授受过程 质子的转移 ——由两个酸碱半反应构成 总反应: HAc + NH3 NH4Ac H+ 半反应: H+ + NH3 NH4 + 半反应: HAc Ac- + H+ 例: HAc与NH3 水中的反应

酸碱解离平衡 1、酸碱溶质与溶剂分子间的反应一酸碱的解离 HA+HO≥A+H,O HA≌H+A K,=H,O][A]/[HA] K。=H][A]/HA] K。一酸的解离常数 B+H,O≌HB+OH K。—碱的解离常数 K,=[HB][OH-]/[B-] 2、溶剂分子之间的质子转移反应 H,O+H,O=H,O+OH H,O、≥H+OH K.=H][OH]=1.0×10-14K一水的离子积常数 出本程子大军 Analytical Chemistry 6

Analytical Chemistry 6 酸碱解离平衡 2 3 3 H A H O A H O [H O ][A ] /[H A] K a        B H O H B OH 2 [H B][OH ] /[B ] Kb        1、酸碱溶质与溶剂分子间的反应—酸碱的解离 H A H A [H ][A ] /[H A] K a       Ka—酸的解离常数 Kb—碱的解离常数   H2 O H2 O  H3 O OH 2、溶剂分子之间的质子转移反应 14 [H ][OH ] 1.0 10 K w       H O H OH 2    Kw—水的离子积常数

Ka Kp=Kw 种酸的酸性越强，其共轭碱的碱性越弱 例1：H,PO,水溶液中的共轭酸碱对及其酸碱强度关系 如何？ Kal Kb3=Ka2K62 Ka3 Kbl Kyv 例2：已知HS的pKaI和pK2,求HS的pKb。 解 HS+Ht亡H2S pKR=pKw-pKa1=14.00-6.88=7.12 KaKb2 Ka2Kb1 K 山东理工大军 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Analytical Chemistry

Analytical Chemistry 7 例1： H3PO4水溶液中的共轭酸碱对及其酸碱强度关系 如何？ K K K K K K K a b a b a b w 1 3 2 2 3 1    例2：已知H2S的pKa1和pKa2，求HS-的pKb 。 解 HS + H + H2 S p p - p 14 .00 6.88 7.12 2 w 1     b a K K K K K K K K a b a b w 1 2 2 1   Ka Kb= Kw 一种酸的酸性越强，其共轭碱的碱性越弱

42 酸碱溶液中的分布分数 分析浓度和平衡浓度 对一元弱酸： HAH+AK=HJA [HA] 平衡浓度：HA,[A] 分析浓度：酸的总浓度c c=[HA]+[A] HA,[A]随pH的变化而变化 酸的总浓度c不随pH变化 山东覆王大军 HANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Analytical Chemistry 8

Analytical Chemistry 8 酸碱溶液中的分布分数 分析浓度和平衡浓度 对一元弱酸： [H ][A ] H A H A [H A] K a       分析浓度：酸的总浓度c 平衡浓度：[HA], [A- ] c [HA] [A ]    [HA], [A- ]随pH的变化而变化 酸的总浓度c不随pH变化

分布分数 分布分数（分布系数）的定义： 酸碱以某一形式（型体)存在的平衡浓度与 其分析浓度的比值。 ⑧=某一型体] C 山东理工大军 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Analytical Chemistry 9

Analytical Chemistry 9 分布分数 分布分数（分布系数）的定义： [ ] i c   某一型体 酸碱以某一形式（型体）存在的平衡浓度与 其分析浓度的比值

1、一元弱酸的分布分数： HAH'+A K-HIA] [HA] [HA] [HA] [H] [HA]+[A] [H*]+Ka [A]_ [A] K。 [HA]+[A] H]+K。 δA+δA=1,=f(Ka,pH 山东覆王大军 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Analytical Chemistry 10

Analytical Chemistry 10 1、一元弱酸的分布分数 ： [H ][A ] H A H A [H A] K a       HA [HA] [HA] [H ] [HA] [A ] [H ] a c K          A [A ] [A ] [HA] [A ] [H ] a a K c K            HA A     1 ( ,pH) i a   f K