分析化学—酸碱滴定法
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分析化学经典课件酸碱滴定法PPT
1）双色指示剂：甲基橙
Kin
H
In
HIn
变色点pH取决于酸、碱式体浓度的比值，与CHIn无关
2）单色指示剂：酚酞
Kin [In ] a [H ] [HIn] C a
变色点pH取决于C ；C↑ 则pH↓，变色点酸移
✓ 例：50~100ml溶液中加入酚酞 2~3滴，pH=9变色 15~20滴，pH=8变色
➢ 形成的多元共轭酸碱对中最强酸的解离常数 Ka1对应最弱共轭碱的解离常数Kb3
Ka1 Kb3 Ka2 Kb2 Ka3 Kb1 KW 1.0 1014
例：计算HS-的pKb值
解： HS- + H2O
H2S + OH-
pKb2 = pKw －pKa1 = 14.00－7.02 = 6.98
2．温度的影响
T → Kin → 变色范围 ！注意：如加热，须冷却后滴定
3．溶剂的影响
电解质→离子强度→Kin → 变色范围
4．滴定次序
无色→有色，浅色→有色 ✓ 例： 酸滴定碱 → 选甲基橙
碱滴定酸 → 酚酞
➢ 组成
1．指示剂+惰性染料 例：甲基橙+靛蓝（紫色→绿色） 2．两种指示剂混合而成 例：溴甲酚绿+甲基红（酒红色→绿色）
1．滴定过程中pH值的变化 2．滴定曲线的形状 3．影响滴定突跃的因素和指示剂的选择 4．弱酸被准确滴定的判别式
1．滴定过程中pH值的变化 （1）滴定开始之前
[H ] Ca K a 1.810 5 0.1000 1.34 10 3 mol / L pH 2.88
（2）滴定开始至化学计量点之前
➢ 共轭酸碱对HA和A- 有如下关 系
Ka Kb Kw
Ka Kb Ks
分析化学 第05章 酸碱滴定法3
.17.
4) 化学计量点（SP）后： NaOH + NaAc 由于过量NaOH存在，抑制Ac-的离解，因此溶液的pH由 过量的NaOH决定。也就是说化学计量点后的溶液pH和 强碱滴定强酸的情况一样。 pH决定于过量的NaOH. 设滴入20.02mL NaOH。 （相对误差+0.1%）
[OH ] 0.1000 (20.02 20.00) 5.00 105 (mol / L) 20.00 20.02
.3.
(1) 滴定过程中pH值的变化 例： 0.1000mol· L-1 NaOH溶液滴定 20.00mL 0.1000mol· L-1 HCl 溶液 1) 滴定开始前: HCl 溶液的pH值等于HCl的原始浓度的pH。 [H+]=c(HCl)=0.1000mol· L-1 pH=1.00 2) 滴定开始至等SP前： HCl +NaCl VHCl VNaOH H 0.1000 如滴入18.00mLNaOH VHCl VNaOH 0.1000 (20.00 18.00) pH 2.28 [H ] 5.26 103 (mol / L) 20.00 18.00
HAc
Ac-
Ac-+OH-
pH
a
.19.
(3) 影响滴定突跃的因素和指示剂的选择 影响因素：被滴定酸的性质，浓度.
滴定突跃：pKa+3 ～-lg[Kw/cNaOH(剩余)] 浓度: 增大10倍，突跃增加1个pH单位（上限） Ka：增大10倍，突跃增加1个pH单位（下限） 指示剂的选择： ⊿pH =7.74～9.7，选碱性范围变色的酚酞，百里酚酞 (4) 弱酸能被准确滴定的判别式：（终点误差± 0.1%以内）。 ca •Ka≥ 10-8
4) 化学计量点（SP）后： NaOH + NaAc 由于过量NaOH存在，抑制Ac-的离解，因此溶液的pH由 过量的NaOH决定。也就是说化学计量点后的溶液pH和 强碱滴定强酸的情况一样。 pH决定于过量的NaOH. 设滴入20.02mL NaOH。 （相对误差+0.1%）
[OH ] 0.1000 (20.02 20.00) 5.00 105 (mol / L) 20.00 20.02
.3.
(1) 滴定过程中pH值的变化 例： 0.1000mol· L-1 NaOH溶液滴定 20.00mL 0.1000mol· L-1 HCl 溶液 1) 滴定开始前: HCl 溶液的pH值等于HCl的原始浓度的pH。 [H+]=c(HCl)=0.1000mol· L-1 pH=1.00 2) 滴定开始至等SP前： HCl +NaCl VHCl VNaOH H 0.1000 如滴入18.00mLNaOH VHCl VNaOH 0.1000 (20.00 18.00) pH 2.28 [H ] 5.26 103 (mol / L) 20.00 18.00
HAc
Ac-
Ac-+OH-
pH
a
.19.
(3) 影响滴定突跃的因素和指示剂的选择 影响因素：被滴定酸的性质，浓度.
滴定突跃：pKa+3 ～-lg[Kw/cNaOH(剩余)] 浓度: 增大10倍，突跃增加1个pH单位（上限） Ka：增大10倍，突跃增加1个pH单位（下限） 指示剂的选择： ⊿pH =7.74～9.7，选碱性范围变色的酚酞，百里酚酞 (4) 弱酸能被准确滴定的判别式：（终点误差± 0.1%以内）。 ca •Ka≥ 10-8
分析化学酸碱滴定2
d.化学计量点后
加入滴定剂体积 20.02 mL
[OH-] = (0.10000.02) / (20.00+20.02)
=5.010-5 mol/L pOH=4.30 pH=14-4.3=9.70 滴加体积：0—19.98 mL； pH=7.74-2.87=4.87 (p75) 滴加体积：19.98 —20.02 mL； pH=9.70-7.74=1.96 滴定开始点pH抬高，滴定突跃范围变小。
滴加体积：0—19.98 mL； pH=3.3 (p72)
滴 加 体 积 ： 19.98 —20.02 mL ； 相 当 于 化 学 计 量 点 前 后 （ ±0.1%）的范围； pH=5.4 滴定突跃
强碱滴定强酸滴定曲线的讨论：
a.根据突跃范围选择适当指 示剂：原则为，指示剂的变色范围 处于或部分处于化学计量点附近 ±0.1%的pH突跃范围内。 或根据化学计量点的pH和指示剂 的变色点来选 b.指示剂变色点（滴定终点）与
三、多元碱的滴定与多元酸类似
有关多元酸滴定，分步滴定的结论同样适用于 多元碱，只需将Ka换成Kb即可。 最主要的是工业纯碱，Na2CO3 Na2CO3在水中分步离解 CO3 2-＋H2O HCO3-＋OH-
Kb1 = Kw / Ka2 = 1.8×10-4
HCO3-＋H2O H2CO3＋OH-
化学计量点并不一定相同，但相差不超
过±0.02mL，相对误差不超过±0.1% 。符合滴定分析要求。（p74） c.滴定过程中，酸碱溶液越浓，滴定曲线上化学计量点附 近的滴定突跃越大。
（2）强碱滴定弱酸
例：0.1000mol/L NaOH 溶液滴定20.00mL 0.1000mol/L HAc溶液。 绘制滴定曲线时, 通常用最简式来计算溶液的pH值。 a. 滴定开始前，一元弱酸(用最简式计算)
酸碱滴定法—水溶液中酸碱三大平衡(分析化学课件)
03
质子平衡
三、质子平衡
酸碱反应达平衡时酸失去的质子数等于碱得到的质子数。
质子平衡式（质子条件式）PBE
1．零水准法（质子参考水准） ➢零水准物质的选择 a．溶液中大量存在的 b．参与质子转移反应 ➢质子条件式书写方法 等式左边——得质子后产物 等式右边——失质子后产物 根据质子得失相等原则列出质子条件式
质子平衡式（质子条件式）PBE
质子平衡式（质子条件式）PBE
质子平衡式（质子条件式）PBE
练习：
1.C mol/mL的NH3水溶液的质子平衡式 2.C mol/mL的NH4Cl水溶液的质子平衡式
质子平衡式（质子条件式）PBE
例1：C mol/mL的NH4 H2PO4的质子条件式
零水准——NH4+，H2PO4-，H2O [H3PO4] + [H +] = [NH3] + [HPO42-] + 2[PO43-]+ [OH-]
例3：C mol/mL的Na2HPO4的电荷平衡式 [Na+] + [H+] = [H2PO4-] +2[HPO42-] +3[PO43-]+ [OH-]
例4：C mol/mL的NaCN的电荷平衡式 [Na+] + [H +] = [CN-] + [OH-]
练习：
1.C mol/mL的NH3水溶液的电荷平衡式 2.C mol/mL的NH4Cl水溶液的电荷平衡式
水溶液中酸碱三大平衡
CONTENTS 目 录
01 物料平衡 02 电荷平衡 03 质子平衡
01
物料平衡
Hale Waihona Puke 一、物料平衡化学平衡中，每一给定的分析浓度等于各存在型体平 衡浓度之和。
分析化学第4章 酸碱滴定法
解：已知Csp=0.05000mol/L, 终点溶液pH=4, [H+]=10-4mol/L
[OH ] [ H ] 1010 104 TE % 100% 100% 0.2% CSP 0.05000
例：同上题，若以酚酞为指示剂，滴定至 pH=9为终点，计算终点误差。 解：已知Cb=0.05000mol/L, 终点溶液pH=9, [H+]=10-9mol/L，则[OH-]=10-14/10-9=10-5 mol/L。
（2）一元弱酸碱滴定
0.1000mol/L NaOH滴定20.00mL 0.1000mol/L HAc
HAC+OH-=AC-+H2O
滴定前：
[ H ] Ca K a
计量点前: HAC-NaAC缓冲系
[ HAC] [H ] Ka [ AC ]
滴入NaOH 19AC ] 20 .00 19 .98
共轭酸碱对概念 例：区分下列物质是酸还是碱？并指出共轭酸碱对
HAc H2CO3 H3PO4 NaAc NaHCO3 NaH2PO4 Na2HPO4 Na3PO4 H2O
NaCO3
酸碱反应的实质
酸碱共轭体系不能单独存在 HAc(酸1)H++Ac-(碱1) H++H2O(碱2) H3O+(酸2)
C C
HAc+OH-
K
b
OH HAc Ac
W
10
14
25C
C
pKa+pKb=pKw
酸的强度与其共轭碱的强度是反比关系。 酸愈强（ pKa愈小），其共轭碱愈弱（ pKb愈 大 ），反之亦然。
[OH ] [ H ] 1010 104 TE % 100% 100% 0.2% CSP 0.05000
例：同上题，若以酚酞为指示剂，滴定至 pH=9为终点，计算终点误差。 解：已知Cb=0.05000mol/L, 终点溶液pH=9, [H+]=10-9mol/L，则[OH-]=10-14/10-9=10-5 mol/L。
（2）一元弱酸碱滴定
0.1000mol/L NaOH滴定20.00mL 0.1000mol/L HAc
HAC+OH-=AC-+H2O
滴定前：
[ H ] Ca K a
计量点前: HAC-NaAC缓冲系
[ HAC] [H ] Ka [ AC ]
滴入NaOH 19AC ] 20 .00 19 .98
共轭酸碱对概念 例：区分下列物质是酸还是碱？并指出共轭酸碱对
HAc H2CO3 H3PO4 NaAc NaHCO3 NaH2PO4 Na2HPO4 Na3PO4 H2O
NaCO3
酸碱反应的实质
酸碱共轭体系不能单独存在 HAc(酸1)H++Ac-(碱1) H++H2O(碱2) H3O+(酸2)
C C
HAc+OH-
K
b
OH HAc Ac
W
10
14
25C
C
pKa+pKb=pKw
酸的强度与其共轭碱的强度是反比关系。 酸愈强（ pKa愈小），其共轭碱愈弱（ pKb愈 大 ），反之亦然。
分析化学-酸碱滴定的应用
去(pH≈8)。
生成的: 2NH3 + 2H+ = 2NH4+ PO43- + H+ = HPO42-
所以，1mol (NH4)2HPO4•12MoO3•H2O 要消耗24mol的碱， 计量关系：1P ≎ 24OH据此求出试样中的含量：
1 [(cV ) NaOH (cV ) HCl ] M P P % 24 ms
1、蒸馏法
(1) 往铵盐试样溶液中加入过量的浓碱溶液，并加热使NH3释放出来。
NH4++OH-＝NH3↑+H2O (2) 释放出来的NH3吸收于H3BO3溶液中。NH3+ H3BO3= NH4+ + H2BO3(3) 然后用酸标准溶液滴定H3BO3吸收液。 滴定反应 H+ + H2BO3- = H3BO3 (对于0.1mol/L，pHsp=5.1)
2、碱度的测定及种类
⑴ 碱度种类：
氢氧化物碱度：其离子状态为OH-离子。
碳酸盐碱度：CO32-存在，主要是强碱的碳酸盐。
重碳酸盐碱度： HCO3-。
⑵ 测定碱度：双指示剂法
双指示剂法：是利用两种指示剂在不同化学计量点的颜
色变化，得到两个终点，分别根据各终点时所消耗的酸标准 溶液的体积，计算各碱性成分的含量。 测定原理：可用甲基橙和酚酞两种指示剂，以酸标准溶 液连续滴定。
醛、酮的测定
醛类化合物既非酸又非碱，当然不能用酸碱滴定 法直接测定。但醛类化合物可通过某些化学反应，释 放出相当量的酸或碱，便可间接地测定其含量。
用酸碱滴定法测醛酮常用盐酸羟胺法和亚硫酸钠
法。
例如：丙烯醛与盐酸羟胺在醇溶液中起反应，释放出相当量
的盐酸(HCl)：
大专分析化学-酸碱滴定法
的溶液pH=7 如: c’(H+)=1×10-7的溶液 × pOH= -lg c’(OH-) 常温下 pH+ pOH =14
c '(H ) ⋅ c '(OH ) = KW
+ -
θ
pH+pOH=pKW当溶液的某种性质（pH 值等） 值等）在一定范围内发生 变化时， 变化时，能够通过自身颜 色改变体现这种变化的物 质
任务一
问题二：如何利用上面这个反应？ 问题二：如何利用上面这个反应？
可以取一定量的HCl溶液放在锥形瓶中，将NaOH 溶液放在锥形瓶中， 可以取一定量的 溶液放在锥形瓶中 一滴一滴加入， 溶液一滴一滴加入 直到二者完全反应， 溶液一滴一滴加入，直到二者完全反应，通过记 录消耗NaOH的体积即可利用上述反应求出 的体积即可利用上述反应求出HCl的 录消耗 的体积即可利用上述反应求出 的 浓度。 浓度。
酸碱滴定法
无机及分析化学 2012
任务一
用已知准确浓度（ 用已知准确浓度（0.1000mol/L）的NaOH ） 溶液测出HCl溶液的浓度？ 溶液的浓度？ 溶液测出 溶液的浓度 问题一： 遇到HCl会发生什么反应？ 会发生什么反应？ 问题一：NaOH遇到 遇到 会发生什么反应 NaOH+HCl=NaCl+H2O OH- + H+ = H2O NaOH与HCl恰好完全反应的一点称为 恰好完全反应的一点称为—— 与 恰好完全反应的一点称为 化学计量点
指示剂与滴定终点
*****计算α＝99.9％，100.0％，100.1％时体
系的pH值 pHsp=7.00， 突跃范围： pH为4.30-9.70； 指示剂： pKa在突跃范围内。
sp：stoichiometric point
c '(H ) ⋅ c '(OH ) = KW
+ -
θ
pH+pOH=pKW当溶液的某种性质（pH 值等） 值等）在一定范围内发生 变化时， 变化时，能够通过自身颜 色改变体现这种变化的物 质
任务一
问题二：如何利用上面这个反应？ 问题二：如何利用上面这个反应？
可以取一定量的HCl溶液放在锥形瓶中，将NaOH 溶液放在锥形瓶中， 可以取一定量的 溶液放在锥形瓶中 一滴一滴加入， 溶液一滴一滴加入 直到二者完全反应， 溶液一滴一滴加入，直到二者完全反应，通过记 录消耗NaOH的体积即可利用上述反应求出 的体积即可利用上述反应求出HCl的 录消耗 的体积即可利用上述反应求出 的 浓度。 浓度。
酸碱滴定法
无机及分析化学 2012
任务一
用已知准确浓度（ 用已知准确浓度（0.1000mol/L）的NaOH ） 溶液测出HCl溶液的浓度？ 溶液的浓度？ 溶液测出 溶液的浓度 问题一： 遇到HCl会发生什么反应？ 会发生什么反应？ 问题一：NaOH遇到 遇到 会发生什么反应 NaOH+HCl=NaCl+H2O OH- + H+ = H2O NaOH与HCl恰好完全反应的一点称为 恰好完全反应的一点称为—— 与 恰好完全反应的一点称为 化学计量点
指示剂与滴定终点
*****计算α＝99.9％，100.0％，100.1％时体
系的pH值 pHsp=7.00， 突跃范围： pH为4.30-9.70； 指示剂： pKa在突跃范围内。
sp：stoichiometric point
分析化学实验
分析化学实验引言分析化学实验是化学领域中的一种重要实验方法，通过对物质进行定性和定量分析，可以获得有关它们组成、结构、性质以及相互关系的重要信息。
分析化学实验具有广泛的应用领域，包括环境监测、食品安全、药物研发等。
本文将介绍几种常见的分析化学实验方法，包括酸碱滴定法、气相色谱法和原子吸收光谱法。
1. 酸碱滴定法酸碱滴定法是一种常用的分析化学实验方法，用于测定溶液中酸碱度的浓度。
它基于酸和碱在水溶液中的中和反应，通过滴定试剂使溶液由酸性或碱性转变为中性，从而确定酸碱物质的浓度。
在酸碱滴定法中，常用的指示剂有酚酞和溴酚蓝等。
酚酞在酸性溶液中呈现无色，而在碱性溶液中呈现粉红色。
溴酚蓝则在酸性溶液中呈现黄色，而在碱性溶液中呈现蓝色。
通过观察指示剂的颜色变化，可以确定溶液的中和点，进而计算出酸碱物质的浓度。
2. 气相色谱法气相色谱法是一种用于分离和分析混合物中化合物的分析化学实验方法。
它基于化合物在气相和固定相之间的相互作用，通过气相色谱柱将化合物分离，并通过检测器对其进行检测和定量。
气相色谱法的原理是将待分析样品蒸发为气态，并通过气相色谱柱分离混合物中的化合物。
常用的气相色谱柱包括毛细管柱和填充柱。
毛细管柱具有高分离效率和低逆相选择性，适用于分析复杂样品，而填充柱则适用于分析相对简单的样品。
通过气相色谱法，可以快速、高效地分析复杂混合物中的化合物，常用于食品、药物、环境等领域的分析。
3. 原子吸收光谱法原子吸收光谱法是一种用于分析样品中金属元素的分析化学实验方法。
它基于金属元素的原子在特定波长下吸收特定波长的光线，通过测量其吸收光谱来确定金属元素的浓度。
原子吸收光谱法通常使用火焰原子吸收光谱法或石墨炉原子吸收光谱法。
火焰原子吸收光谱法将样品溶解在适当的溶剂中，通过火焰将金属元素原子化，并通过光谱仪测量其吸收光谱。
石墨炉原子吸收光谱法则将样品直接放置在石墨炉中，通过加热将金属元素原子化，并测量其吸收光谱。