《分析化学》课程教学资源（课件讲稿）第五章 酸碱滴定法

第五章酸碱平衡与酸碱滴定法acid-base eguilibrium and titration5.1溶液中的酸碱反应与平衡5.2酸碱组分平衡浓度与分布分数5.3溶液中的H+浓度计算5.4对数图解法5.5酸碱缓冲溶液5.6酸碱指示剂酸碱滴定原理5.7终点误差5.85.9酸碱滴定法的应用5.10非水溶液酸碱滴定简介

1 5.1  溶液中的酸碱反应与平衡 5.2  酸碱组分平衡浓度与分布分数 5.3  溶液中的H+浓度计算 5.4  对数图解法 5.5  酸碱缓冲溶液 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 第五章 酸碱平衡与酸碱滴定法 （acid-base equilibrium and titration）

5. 1溶液中的酸碱反应与平衡5. 1. 1离子的活度与活度系数NatCINaC1溶液中离子氛示意图山东翟工大2HANDONGUNIVTSTOTTCIINOLOGAnalytical Chemistry

Analytical Chemistry 2 溶液中的酸碱反应与平衡 NaCl溶液中离子氛示意图 离子的活度与活度系数

一、强电解质的离解：1、表观电离度由于离子间的相互作用，电离度小于100%。186%0.01 mol/L KCI (25°C)（有效浓度）2、活度activityc：某一离子的平衡浓度a,=gi Ci：某一离子的活度系数一般，<1a;<c溶液无限稀时：9；=1中性分子：g;=1山东翟工大学3HANDONGUNIVTSTOTTCHINOLOGAnalytical Chemistry

Analytical Chemistry 3 一、强电解质的离解： １、表观电离度       0.01 mol/L KCl (25℃）     86％   由于离子间的相互作用，电离度小于100％ 。 ２、活度activity （有效浓度） ci：某一离子的平衡浓度 ￾ i：某一离子的活度系数 一般，￾ i＜１ ai ＜c i ai = gi ci 溶液无限稀时: gi =1 中性分子: g i=1

3、活度系数：德拜-休克尔(Debye-Hickel)公式（稀溶液c<0.1mol/L）-gg;=0.512z2口1+Ba /IraI：离子强度，zi：离子电荷;C,Z2i=1B:常数,(=0.00328 25°C),与温度、介电常数有关：ai：离子体积参数(pm)，约为水化半径。山东翟工大学4HANDOOUNVSRTOTTCINOLOAnalytical Chemistry

Analytical Chemistry 4 3、活度系数： 德拜-休克尔(Debye-Hückel)公式（稀溶液 c<0.1 mol/L）         -lggi=0.512zi 2￾ I 1+Bå I I：离子强度，                                     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)，约为水化半径

/-Igg,=0.512z口1+Ba/1若I较小n"a2-lgg,=0.512z,2/C,z2i-1离子电荷z.↑，离子强度I，活度系数;l；离子浓度c↑，离子强度I，活度系数;l;一离子体积aol，活度系数;l。山东翟工大学5HANDONGUNIVTSRTOTICINOLOGAnalytical Chemistry

Analytical Chemistry 5  —— 离子电荷 zi↑，离子强度 I↑，活度系数 ￾ i↓；  —— 离子浓度 ci↑ ，离子强度 I↑，活度系数 ￾ i↓；  —— 离子体积 a 0 ↓，活度系数 ￾ i↓。 若I较小 -lggi=0.512zi 2￾ I 1+Bå I -lggi=0.512zi 2    I

二、平衡常数：反应：HA十BHB+ +A:活度常数 Ko与温度有关=~HB+aKoaHAAB浓度常数 Kc与温度、离子强度有关KoaHBaA_gHAgB=-K°=[HB3+[A"[HA] B]aHAAB8HB-8A8HB+8A酸碱平衡反应，溶液浓度较小，忽略离子强度影响，0～ Kc山东翟工大家6HANDONGUNIVTSTOTTCHINOLOGAnalytical Chemistry

Analytical Chemistry 6 二、平衡常数： 反应：HA＋B               HB+ +A-   活度常数 K0 ——与温度有关 浓度常数 Kc  ——与温度、离子强度有关 酸碱平衡反应，溶液浓度较小， 忽略离子强度影响， K0 ≈ Kc

例 1 计算0.10 mo1/L的HC1溶液中H+的活度系数解:n0([H+]z2 +[C]' ]z]a2i-12 +1 0.1' 12 = 0.10mol / L112022查附录表3得H+的a=900 pm，带入公式V-1ggμ+ = 0.51z1 +B&/V0.10=0.51=0.841+0.00328^900＇V0.10= 0.83g山东月江大学7Analytical Chemistr

Analytical Chemistry 例 1 计算0.10 mol/L的HCl溶液中H +的活度系数。 7 解： 查附录表3得H+的å =900 pm，带入公式

5. 1. 2溶液中的酸碱反应与平衡常数质子酸碱理论(Brosted-Lowry theory, 1923)HAc.NH4酸：凡是能给出质子的物质（质子给予体）AcNH,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酸式酸根离子、弱酸弱碱盐、两性溶剂、氨基酸类山东翟工大学8HANDONGUNIVTSTOTICHINOLOGAnalytical Chemistry

Analytical Chemistry 8 质子酸碱理论（Brösted-Lowry theory，1923） 溶液中的酸碱反应与平衡常数 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

酸碱反应的实质因一个质子的得失而相互转化的一对酸碱1、共轭酸碱对：如:HAc-AcHAc= Ac+ H+NH3 + H+= NHNH+-NH3HSO4 =H+ + SO42- -→HS04 - S02例下列各组酸碱组分中，属于共轭酸碱对的是(1) H,0+-0H(2H0+-H0(3)HPO2--PO(4)) NH,CH,COOH-NH,CH,COO(5) H,SO4-SO2山东理工大学9HANDONGUNIVSRTOTICINOLAnalytical Chemistry

Analytical Chemistry 9 1、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-        NH3   + H+ = NH4 +                → NH4 + -NH3              HSO4 -  = H+  + SO4 2-  →     HSO4 -  - SO4 2- 一、酸碱反应的实质 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-

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→43.酸碱的含义具有相对性H+的共轭碱是什么？①同一物质在不同的共轭酸碱对H,O是酸还是碱？碱性。②溶剂不同时，同一物质表现出不同的酸碱性共轭酸碱对相互转化的反应。2、酸碱半反应：共轭酸共轭碱H++conjugate acidconjugate baseproton山东翟工大字10HANDONGUNIVTSTOTTCIINOLOGAnalytical Chemistry

Analytical Chemistry 10 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。              ? H+ 的共轭碱是什么？ H2O是酸还是碱？    共轭酸           共轭碱     +     H+ conjugate  acid         conjugate  base             proton 2、酸碱半反应：共轭酸碱对相互转化的反应