《分析化学》课程教学课件（PPT讲稿）酸碱平衡与酸碱滴定法（acid-base equilibrium and titration）

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 5.2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

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 511 离子的活度与活度系数 ⊕ 配 ⊕ 配 母—Nat Q一C NaCI溶液中离子氛示意图 加东理2大深 Analytical Chemistry 2

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

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%。 0.01mol/LKC1(25℃) 86% 2、活度activity （有效浓度) c::某一离子的平衡浓度 0;=hC 片：某一离子的活度系数 一般，%<1：<c: 溶液无限稀时：=1 中性分子：y=1 山东理工大军 Analytical Chemistry 3

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 =  i ci 溶液无限稀时: i =1 中性分子:  i=1

3、活度系数： 德拜-休克尔(Debye-Huickel)公式（稀溶液c<0.1mol/L) -lg=0.512z2. i 1+Ba√I I:离子强度，=1/2∑cZ, 2:离子电荷； B:常数，(=0.0032825℃)，与温度、介电常数有关； i:离子体积参数(pm),约为水化半径。 山东理子大军 Analytical Chemistry 4

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） -lgi=0.512zi 2  I 1+Bå I 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)，约为水化半径

-lgy=0.512z2. 1+BaI 若较小 ↓ -lg=0.512z2/I (=1/2∑cZ2) 离子电荷乙↑，离子强度个，活度系数YN: 离子浓度c↑，离子强度个，活度系数Y: 离子体积a°↓，活度系数y小。 山东理2大军 Analytical Chemistry 5

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 -lgi=0.512zi 2  I 1+Bå I -lgi=0.512zi 2 I （ I=1/2∑ciZi 2 ）

二、平衡常数： 反应：HA十B一HB++A 活度常数四一与温度有关 aHACB 浓度常数心—与温度、 离子强度有关 Kc、 HB*][A]_aBaL×YHaA- 0 HA·B] aHaaB 酸碱平衡反应，溶液浓度较小， 忽略离子强度影响，心≈K 夕东理王大军 Analytical Chemistry 6

Analytical Chemistry 6 二、平衡常数： 反应：HA＋B HB+ +A- 活度常数 K0 ——与温度有关 HA B HB A a a a a K + − = 0 + − + − + − =  =  = + − H B A H B A H A B H A B c H B A K a a a a K       0 [HA] [B] [HB ][A ] 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

512 溶液中的酸碱反应与平衡常数 质子酸碱理论(Brosted-Lowry theory,1923) 酸：凡是能给出质子的物质（质子给予体) HAc、NH4 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厅 酸式酸根离子、弱酸 弱碱盐、两性溶剂、 氨基酸类 山本理王大军 Analytical Chemistry

Analytical Chemistry 7 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 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+=NH NH-NH3 HS04=H+S042- HS04-S042 例下列各组酸碱组分中，属于共轭酸碱对的是 (1)H30*-OH (2H,0*-H20 (3HPO4·P04 (4)NH3*CH2COOH-NH2CH2COO (5)H2S04-S042 加东理王大军 Analytical Chemistry 8

Analytical Chemistry 8 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、阴离子或阳离子； 3.酸碱的含义具有相对性： H中的共轭碱是什么？ ①同一物质在不同的共轭酸碱对中，可 H,O是酸还是碱？ ②溶剂不同时，同一物质表现出不同的酸 2、酸碱半反应：共轭酸碱对相互转化的反应。 共轭酸 共轭碱 H+ conjugate acid conjugate base proton 山东理子大军 Analytical Chemistry 9

Analytical Chemistry 9 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

3、酸碱反应 由两个酸碱半反应构成 例：HAc与NH3水中的反应 半反应： HAc Ac H+ 半反应： H++NH3NH H 总反应： HAc+NH NHAc 酸碱反应的实质 酸碱间的质子授受过程 质子的转移 中东理王大 Analytical Chemistry 10

Analytical Chemistry 10 3、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