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第6章 酸碱滴定法1 6.1 溶液中的酸碱反应与平衡(重点) 6.2 水溶液中弱酸碱各型体的分布(重点) 6.3 酸碱溶液的H+浓度计算(既是重点,又是难点) 6.4 对数图解法(了解) 6.5 缓冲溶液(重点) 6.6 6.7 6.8 酸碱指示剂(重点) 酸碱滴定原理(既是重点,又是难点) 终点误差(重点) 6.9 酸碱滴定法的应用(既是重点,又是难点) 6.1 溶液中的酸碱反应与平衡 一、酸碱的定义 1、酸碱电离理论: 酸:凡在水溶液中电离能够产生H+的物质; 碱:凡在水溶液中电离能够产生OH-的物质; 缺点:1) 只适用于水溶液(不适用于非水溶液); 2)具有局限性,不能解释像NH3不含 OH-却具有碱性的事实。 2、酸碱质子理论: 酸:凡能给出质子的物质都是酸。 碱:凡能接受质子的物质都是碱 。 这种因一个质子的得失而相互转化的一对酸碱称为共轭酸碱对。 酸 共轭碱 + 质子 写出下列各酸的共轭碱:H2O、 H2C2O4、 HCO3- 、 C6H5OH 、 HS写出下列各碱的共轭酸:H2O 、NO3- 、HSO4C6H5O- HS- 二、酸碱反应的实质 例: HF在水中的解离反应 半反应: HF F- + H+ 半反应: H+ + H2O H3O+ 总反应: F- + H3O+ 简写: HF + H2O HF F- 酸碱反应的实质是质子转移 + H+ 三、酸碱反应类型及平衡常数 1、溶剂分子的质子自递反应 H2O + H2O H3O+ + OH- Kw= a H+ a OH- =1.0×10-14 pKa + pKb = pKw= 14.00 (25°C) 2、一元弱酸(碱)的解离反应 aH aA aHA + HA + H2O A- + H2O A- + H3O+ - HA + OH Ka= aHA aOH Kb= aA 共轭酸碱对(HA-A-)的Ka与Kb的关系为? - - - 3、多元酸碱的解离反应 Ka2 Ka1 Ka3 2H3PO4 H2PO4 HPO4 Kb3 Kb2 Kb1 pKb1 + pKa3 = pKw pKb2 + pKa2 = pKw pKb3 + pKa1= pKw Kbi = PO43- Kw Ka(n-i+1) 4、酸碱中和反应(滴定反应) Kt — 滴定反应常数 H+ + OH- H+ + AcOH- + HAc 1 14.00 K = =10 H2O t Kw Kb 1 HAc Kt = = Ka Kw Ka 1 H2O + Ac Kt = = Kb Kw 四、溶液中的其它平衡 分析浓度与平衡浓度: 分析浓度:溶液中溶质的总浓度,用符号c表示。 平衡浓度:在平衡状态时,溶质或溶质各型体的浓 度,用[ ]表示。 例如:0.10mol·L-1的NaCl和0.10mol·L-1 HAC等体积 混合。 c NaCl= c HAC= [ Na+]= [ Ac-]= 1、物料平衡 (Material (Mass) Balance):各物种的平 衡浓度之和等于其分析浓度。 例:2 10-3 mol/L ZnCl2 和 0.2 mol/L NH3 [Cl-] = 4 10-3 mol/L [Zn2+] +[Zn(NH3) 2+] +[Zn(NH3)22+] +[Zn(NH3)32+] +[Zn(NH3)42+] = 2 10-3 mol/L [NH3] +[Zn(NH3) 2+] +2[Zn(NH3)22+] +3[Zn(NH3)32+] +4[Zn(NH3)42+] = 0.2 mol/L 2、电荷平衡 (Charge Balance):溶液中正离子 所带正电荷的总数等于负离子所带负电荷的总 数(电中性原则)。 电荷平衡(电荷平衡方程(CBE)) 例 Na2C2O4水溶液: [Na+] + [H+] = [OH-] + [HC2O4-] + 2[C2O42-] 3、质子平衡 (Proton Balance):溶液中酸失去质 子数目等于碱得到质子数目。 质子平衡(质子条件式(PBE)) (1) 先选零水准 ,大量存在并参与质子转移的 物质, 一般选取酸碱组分及H2O; (2) 将零水准得质子产物写在等式一边,失质 子产物写在等式另一边; (3) 浓度项前乘上得失质子数。 例:Na2HPO4水溶液 [H+] + [H2PO4- ]+2[H3PO4] = [OH-] +[PO43-] Na2CO3水溶液: [H+] + [HCO3-] + 2[H2CO3] = [OH-] Na(NH4)HPO4水溶液: [H+] + [H2PO4- ]+2[H3PO4] = [OH-] +[NH3] + [PO43-]