四川大学：《分析化学》课程教学资源（课件讲稿）第二章 酸碱平衡和酸碱滴定法 Acid-Base Equilibrium and Acid-Base Titrimetry

1 第2章 酸碱平衡和酸碱滴定法 Acid-Base Equilibrium and Acid-Base Titrimetry

1 第2章 酸碱平衡和酸碱滴定法 Acid-Base Equilibrium and Acid-Base Titrimetry

2 2.1 活度、活度系数和酸碱解离常数 2.1.1 活度 (activity) 和活度系数(activity coefficient) 1、活度（a）与浓度（c）的关系 实际溶液中 i 离子的活度为： i i i a =γ ⋅c [ ]+ a + = + H H H γ 如已知 i 离子的平衡浓度，则计算式为： 单位： mol·L-1

2 2.1 活度、活度系数和酸碱解离常数 2.1.1 活度 (activity) 和活度系数(activity coefficient) 1、活度（a）与浓度（c）的关系 实际溶液中 i 离子的活度为： i i i a =γ ⋅c [ ]+ a + = + H H H γ 如已知 i 离子的平衡浓度，则计算式为： 单位： mol·L-1

3 2、离子的活度系数 表示实际溶液和理想溶液之间偏差的大小。 ①极稀溶液： a c Q γ i ≈1 , ∴ = ⎥⎥⎦⎤ ⎢⎢⎣⎡ + − = B a I I i Zi o 1 lg 0.512 2 γ i γ ②AB型电解质(如AlCl3)稀溶液 (c＜0.1mol·L-1)： 用德拜 - 休克尔（Debye-Hückel）公式计算

3 2、离子的活度系数 表示实际溶液和理想溶液之间偏差的大小。 ①极稀溶液： a c Q γ i ≈1 , ∴ = ⎥⎥⎦⎤ ⎢⎢⎣⎡ + − = B a I I i Zi o 1 lg 0.512 2 γ i γ ②AB型电解质(如AlCl3)稀溶液 (c＜0.1mol·L-1)： 用德拜 - 休克尔（Debye-Hückel）公式计算

4 ③当离子强度较小时，可按Debye-Hückel 极限公式计算： g Z I i i 2 − 1 γ = 0.5 ④如已知某些离子强度， 可查附录表 4 得活度系数。 3、中性分子的活度系数： γ ≈ 1

4 ③当离子强度较小时，可按Debye-Hückel 极限公式计算： g Z I i i 2 − 1 γ = 0.5 ④如已知某些离子强度， 可查附录表 4 得活度系数。 3、中性分子的活度系数： γ ≈ 1

5 4、离子强度 I 的计算： 2 2 1 i i i I = ∑ c Z 单位： mol·L-1 式中ci，Zi分别为第 i 种离子的浓度和电荷 如为了确定某物质的含量或矿石的品 位等，则可用浓度表示结果。 5、测定结果用浓度还是用活度表达： 当测量目的是为了说明化学反应速率 或反应能力等，应报出被测物质的活度

5 4、离子强度 I 的计算： 2 2 1 i i i I = ∑ c Z 单位： mol·L-1 式中ci，Zi分别为第 i 种离子的浓度和电荷 如为了确定某物质的含量或矿石的品 位等，则可用浓度表示结果。 5、测定结果用浓度还是用活度表达： 当测量目的是为了说明化学反应速率 或反应能力等，应报出被测物质的活度

6 2.1.2 酸碱解离常数 1、活度常数： 以弱酸 的解离为例 HA H A a a a a K + − = [ ] [ ][ ] HA H A Kca + − = K a是温度的函数 2、浓度常数：若各组分以浓度表示，则 + − HA ↔ H + A 若各组分均以活度表示，则活度常数 Ka 为

6 2.1.2 酸碱解离常数 1、活度常数： 以弱酸 的解离为例 HA H A a a a a K + − = [ ] [ ][ ] HA H A Kca + − = K a是温度的函数 2、浓度常数：若各组分以浓度表示，则 + − HA ↔ H + A 若各组分均以活度表示，则活度常数 Ka 为

7 3、Ka与 Kac 的关系及换算： [ ] [ ] [ ] HA H A a a a K HA H A HA H A a ⋅ ⋅ = = + − + − + − γ γ γ ℵ = ⋅ + − H A c Ka γ γ c Ka 与温度和离 子强度有关 碱的解离常数，本书用 Kb或 Kbc 表示

7 3、Ka与 Kac 的关系及换算： [ ] [ ] [ ] HA H A a a a K HA H A HA H A a ⋅ ⋅ = = + − + − + − γ γ γ ℵ = ⋅ + − H A c Ka γ γ c Ka 与温度和离 子强度有关 碱的解离常数，本书用 Kb或 Kbc 表示

8 4、附录表2中的解离常数的使用 分析化学： 处理溶液化学平衡的有关计算时， 一般忽略离子强度的影响， 不考虑浓度常数和活度常数的区 别。 书后附录表2中的解离常数（活度常 数）： 直接当作浓度常数使用

8 4、附录表2中的解离常数的使用 分析化学： 处理溶液化学平衡的有关计算时， 一般忽略离子强度的影响， 不考虑浓度常数和活度常数的区 别。 书后附录表2中的解离常数（活度常 数）： 直接当作浓度常数使用

9 2.2溶液中酸碱平衡组分的分布分数 2.2.1 分布分数(distribution fraction)的概念 分布分数用 δ 表示，它 能定量说明 溶液中各种酸碱组分的分布情况。 其定义式为： 该酸碱物质的总浓度 某酸碱组分的平衡浓度 δ =

9 2.2溶液中酸碱平衡组分的分布分数 2.2.1 分布分数(distribution fraction)的概念 分布分数用 δ 表示，它 能定量说明 溶液中各种酸碱组分的分布情况。 其定义式为： 该酸碱物质的总浓度 某酸碱组分的平衡浓度 δ =

10 2.2.2 分布分数 δ 的计算公式与用途 c Ac Ac [ ] − δ − = c HAc HAc [ ] δ = 1、一元酸（monoacid）、碱(monobase) 溶液中各组分的分布分数 以浓度为 c(mol·L-1) 的HAc溶液为例： + − HAc ↔ H + Ac ⑴ HAc 和 Ac-的分布分数定义式分别为： [ ] [ ] − c = HAc + Ac

10 2.2.2 分布分数 δ 的计算公式与用途 c Ac Ac [ ] − δ − = c HAc HAc [ ] δ = 1、一元酸（monoacid）、碱(monobase) 溶液中各组分的分布分数 以浓度为 c(mol·L-1) 的HAc溶液为例： + − HAc ↔ H + Ac ⑴ HAc 和 Ac-的分布分数定义式分别为： [ ] [ ] − c = HAc + Ac