无机及分析化学课件 第3章.ppt
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无机化学 酸碱平衡
②质子酸碱两性物质。 ③分子酸、分子碱，离子酸、离子碱；排除盐的概念。
3
中国石油大学 《无机及分析化学》 课件 2、酸碱反应的实质、方向 酸碱反应的实质: 两个共轭酸碱对之间的质子传递。
H3O+ + OH− → H2O + H2O HCl + NH3 → NH4+ + Cl− HCl + H2O → H3O+ + Cl－ HAc + H2O H3O+ + Ac− NH3 + H2O OH− + NH4+ Ac− + H2O OH− + HAc NH4+ + H2O H3O+ + NH3
c eq ( H 3O + ) ⋅ c eq ( HS − ) =1.07×10−7 K a1 ( H 2 S ) = eq c (H2 S )
HS −(aq) +H2O(l)
H3O+(aq) + S2− (aq)
c eq ( H 3O + ) ⋅ c eq ( S 2 − ) ϑ =1.26×10－13 Ka2 ( H2 S ) = c eq ( HS − )
c eq ( H 3 O + ) ⋅ c eq ( Ac − ) 简写: K a ( H Ac ) = c eq ( H Ac )
ϑ
NH3 (aq) + H2O(l)
NH4+ (aq) + OH－ (aq)
+ c eq (OH − ) ⋅ c eq ( NH 4 ) ϑ K b ( NH 3 ) = c eq ( NH 3 )
6
中国石油大学 《无机及分析化学》 课件 思考：根据酸碱质子理论，下列分子或离子： PO43-、NH4+、H2O、HCO3-、S2-、Ac-中，哪 些是酸(不是碱)、哪些是碱(不是酸) 、哪些是 两性物质？写出各自的共轭碱或共轭酸。 酸: NH4+ NH3 HPO42-、 HS-、HAc H3O+、H2CO3
大学化学《无机及分析化学》第3章 定量分析基础
仪器及试剂误差 由仪器性能及所用试剂的性 质（仪器准确度不够、器皿间不配套、试剂不 纯等）所决定
个人误差 又称主观误差，是由于分析人员 的主观原因。(如个人对颜色的敏感程度不同， 在辨别滴定终点的颜色或偏深或偏浅）
2. 随机误差:——由测量过程中一系列有关因 素的微小的随机波动而引起的误差，具有 统计规律性，可用统计的方法进行处理。 多次测量时正负误差可能相互抵消。无法 严格控制，仅可尽量减少。
Er 00 .1 .060 30 181 0 % 00.0% 6
¤ 再Байду номын сангаас性(reproducibility)—不同分析工作者在 不同条件下所得数据的精密度。
¤ 重复性(repeatability)—— 同一分析工作者 在同样条件下所得数据的精密度。
5)准确度与精密度的关系——精密度高不一
定准确度好(可能有系统误差) ， 而欲得高
允许误差 （? ）
1~3 3 10
20-50 50-100 ～100
在定量分析中误差是不可避免的，为了获 得准确的分析结果，必须尽可能地减少分 析过程中的误差。可采用如下办法：
1、选择合适的分析方法
容量分析的准确度高。仪器分析灵敏度高。
2、减少测量误差
应减少每个测量环节的误差，天平称量应取样 0.2 克以上，滴定剂体积应大于20毫升。
1%
0.01－1% 0.01%
分析化学的分类
根据测量原理分类
化学分析 Chemical analysis 以化学反应为基础的方法，常量分析，准确度高。
重量分析法—测物质的绝对值 容量分析法—测物质的相对量（滴定分析法） 仪器分析 Instrumental analysis
以被测物质的物理及物理化学性质为基础的分析方法， 微量分析，快速灵敏，相对误差较大，绝对误差不大。
个人误差 又称主观误差，是由于分析人员 的主观原因。(如个人对颜色的敏感程度不同， 在辨别滴定终点的颜色或偏深或偏浅）
2. 随机误差:——由测量过程中一系列有关因 素的微小的随机波动而引起的误差，具有 统计规律性，可用统计的方法进行处理。 多次测量时正负误差可能相互抵消。无法 严格控制，仅可尽量减少。
Er 00 .1 .060 30 181 0 % 00.0% 6
¤ 再Байду номын сангаас性(reproducibility)—不同分析工作者在 不同条件下所得数据的精密度。
¤ 重复性(repeatability)—— 同一分析工作者 在同样条件下所得数据的精密度。
5)准确度与精密度的关系——精密度高不一
定准确度好(可能有系统误差) ， 而欲得高
允许误差 （? ）
1~3 3 10
20-50 50-100 ～100
在定量分析中误差是不可避免的，为了获 得准确的分析结果，必须尽可能地减少分 析过程中的误差。可采用如下办法：
1、选择合适的分析方法
容量分析的准确度高。仪器分析灵敏度高。
2、减少测量误差
应减少每个测量环节的误差，天平称量应取样 0.2 克以上，滴定剂体积应大于20毫升。
1%
0.01－1% 0.01%
分析化学的分类
根据测量原理分类
化学分析 Chemical analysis 以化学反应为基础的方法，常量分析，准确度高。
重量分析法—测物质的绝对值 容量分析法—测物质的相对量（滴定分析法） 仪器分析 Instrumental analysis
以被测物质的物理及物理化学性质为基础的分析方法， 微量分析，快速灵敏，相对误差较大，绝对误差不大。
无机及分析化学-分析化学 第3章
基准物质 primary standa溶液浓度 的物质
基准物质应具备的条件：
1. 组成与化学式完全相符(包括结晶水)； 2. 纯度高(99.9 % 以上)； (比如加热干燥时不分解， 3. 性质稳定；
称量时不吸湿， 不吸收空气中的 CO2 , 不被空气所氧化。)
若测定时称取试样 0.5580 g（即称取试样的 质量比每毫升标准溶液相当于被测物的质 量大 100 倍时），
则滴定度又可表示为: T(Fe/K2Cr2O7) = 0.01000 / mL 表示 1 mL K2Cr2O7 标准溶液相当于试样中 铁的质量分数为 1.000 % ， 因为 0.005580 g / 0.5580 g = 0.01000(1.000%) 用此标准溶液滴定不同含铁量的样品时， 只要称取试样的质量均为 0.5580 g，那么消 耗几毫升 K2Cr2O7 标准溶液，则被测物 Fe 的质量分数就是百分之几。 （得出测定结果更为方便）
解 由 Na2B4O7+2HCl+5H2O=4H3BO3+2NaCl
m(Na2B 4O7 · 10 H 2O) c(HCl)V (HCl) 得 M (Na2B 4O7 · 10 H 2O) 2
2m(Na2B 4O7 · 10 H 2O) c(HCl) M (Na2B 4O7 · 10 H 2O)V (HCl)
Cr2O 6 I 14 H 2 Cr 3 I 2 7 H 2O
27 -
3
2 S 2O I 2 S 4O 2 I
23 26
-
置换滴定法适用范围？
置换滴定法适用范围：不符合滴定分析对 化学反应的要求(1), 即反应不能定量完成。 4. 间接滴定法 indirect titration
基准物质应具备的条件：
1. 组成与化学式完全相符(包括结晶水)； 2. 纯度高(99.9 % 以上)； (比如加热干燥时不分解， 3. 性质稳定；
称量时不吸湿， 不吸收空气中的 CO2 , 不被空气所氧化。)
若测定时称取试样 0.5580 g（即称取试样的 质量比每毫升标准溶液相当于被测物的质 量大 100 倍时），
则滴定度又可表示为: T(Fe/K2Cr2O7) = 0.01000 / mL 表示 1 mL K2Cr2O7 标准溶液相当于试样中 铁的质量分数为 1.000 % ， 因为 0.005580 g / 0.5580 g = 0.01000(1.000%) 用此标准溶液滴定不同含铁量的样品时， 只要称取试样的质量均为 0.5580 g，那么消 耗几毫升 K2Cr2O7 标准溶液，则被测物 Fe 的质量分数就是百分之几。 （得出测定结果更为方便）
解 由 Na2B4O7+2HCl+5H2O=4H3BO3+2NaCl
m(Na2B 4O7 · 10 H 2O) c(HCl)V (HCl) 得 M (Na2B 4O7 · 10 H 2O) 2
2m(Na2B 4O7 · 10 H 2O) c(HCl) M (Na2B 4O7 · 10 H 2O)V (HCl)
Cr2O 6 I 14 H 2 Cr 3 I 2 7 H 2O
27 -
3
2 S 2O I 2 S 4O 2 I
23 26
-
置换滴定法适用范围？
置换滴定法适用范围：不符合滴定分析对 化学反应的要求(1), 即反应不能定量完成。 4. 间接滴定法 indirect titration
《无机及分析化学》课件
《无机及分析化学》PPT 课件
欢迎来到《无机及分析化学》PPT课件，本课程旨在介绍无机化学和分析化学 的基础知识和研究范围。让我们开始这个充满化学魅力的探索之旅！
课程介绍
1 无机化学的定义和研究范围
探索无机化学的概念、涵盖的领域以及其在 现代科学发展中的重要性。
2 分析化学的定义和研究范围
了解分析化学的定义、研究领域以及其在解 决现实问题中的应用。
配合物和有机金属化合物
深入研究配合物和有机金属化合物的特性及其在化学反应中的作用。
非金属氧化物和金属氧化物
学习非金属氧化物和金属氧化物的性质，探索它们在材料科学和环境领域中的应用。
分析化学基础
定性分析和定量分析
介绍定性分析和定量分析的原理 和方法，了解它们在实验室中的 应用。
化学分析方法和仪器
样品的处理和制备
探讨常用的化学分析方法和仪器， 以及它们在分析化学中的作用。
学习样品处理和制备的重要性， 以及在分析化学实验中的步骤和 注意事项。
实验室技巧
1 无机实验室的操作和安全
了解在无机化学实验室中安全操作的重要性以及实验室常用的技巧和注意事项。
无机化学基础
1
元素和原子的结构
揭示元素和原子的内部结构，了解它们如何影响元素的性质和反应。
2
3
元素化合价和电子结构
学习元素化合价和电子结构的概念，以及它们在无机化学中的重要性。
无机化合物的分类
离子化合物和分子化合物
了解离子化合物和分子化合物的区别，并探索它们在自然界和实验室中的应用。
欢迎来到《无机及分析化学》PPT课件，本课程旨在介绍无机化学和分析化学 的基础知识和研究范围。让我们开始这个充满化学魅力的探索之旅！
课程介绍
1 无机化学的定义和研究范围
探索无机化学的概念、涵盖的领域以及其在 现代科学发展中的重要性。
2 分析化学的定义和研究范围
了解分析化学的定义、研究领域以及其在解 决现实问题中的应用。
配合物和有机金属化合物
深入研究配合物和有机金属化合物的特性及其在化学反应中的作用。
非金属氧化物和金属氧化物
学习非金属氧化物和金属氧化物的性质，探索它们在材料科学和环境领域中的应用。
分析化学基础
定性分析和定量分析
介绍定性分析和定量分析的原理 和方法，了解它们在实验室中的 应用。
化学分析方法和仪器
样品的处理和制备
探讨常用的化学分析方法和仪器， 以及它们在分析化学中的作用。
学习样品处理和制备的重要性， 以及在分析化学实验中的步骤和 注意事项。
实验室技巧
1 无机实验室的操作和安全
了解在无机化学实验室中安全操作的重要性以及实验室常用的技巧和注意事项。
无机化学基础
1
元素和原子的结构
揭示元素和原子的内部结构，了解它们如何影响元素的性质和反应。
2
3
元素化合价和电子结构
学习元素化合价和电子结构的概念，以及它们在无机化学中的重要性。
无机化合物的分类
离子化合物和分子化合物
了解离子化合物和分子化合物的区别，并探索它们在自然界和实验室中的应用。
无机化学课件：第三章 酸碱反应和沉淀反应
(2)能溶于水且能电离出OH 的为碱,
NaOH ,Ca(OH )2等
2、酸碱中和： H+ + OH- = H2O
电离理论的不足：NH3和HCl的中和反应为： NH3 + HCl =
NH4Cl 质子理论,电子理论（Lewis）
质子理论
(a)能提供质子的分子和离子都为酸（质子给体） （ b）能接受质子的分子和离子都为碱（质子受体）
第三章 酸碱反应和沉淀反应
3.1 水的电离和溶液的酸碱性 3.2 弱电解质的离解反应 3.3 盐类水解反应 3.4 沉淀反应
3.1 水的解离反应和溶液的酸碱度
一.电离理论（阿累尼乌斯提出）
1、酸碱的概念
(1)能溶于水却且能电离出H 的含H物质为酸：
HF
,
HCl
,
H
2
SO4
,
H
3
PO4
,
HAc等；
在 HOAc 溶 液 中 加 入 含 有 相 同 离 子 的 易 溶 强 电 解 度 如 NaOAc，
c(H+)会减小， 降低。
例：HOAc中加入NaOAHc OAc H+ + OAc平衡移动方向
NaOAc
Na+ + OAc-
同样，在弱碱中如 NH3·H2O溶液中，加入NH4Cl也会使 c(OH-) 减小。 同离子效应：在弱电解质溶液中加入含有相同离子的强电解
K
a
K
w
所以可忽略水的解离
(
K
HOAc
1.810 5 )
c / c
K
a
0.1 1.8105
5.56103 5560 500
HA
H+ + OAc-
无机及分析化学三章节化学热力学基础及化学平衡
五、热力学能U（内能）
1、热力学能U （内能）—— 系统内部一切能量 的总和（分子平动能、转动能、振动能、 位能、 核能、键能等）。单位：J
2、特点： 热力学能U（内能）是系统的状态 函数。状态一定时，热力学能U有确定值（U不能 测）；热力学能的改变值 U只与始、终态有关 （ U可计算）。
六、 热力学的标准状态
利用化学反应等温方程式计算吉布斯自由 能，并判断反应在非标准态下自发进行的 方向。
了解浓度、温度、压力对平衡常数及化学 平衡移动的影响。
• 本章重点：第2、3、4节。
• 本章难点：热力学能、焓、熵、吉布斯 自由能的意义及应用；化学反应等温方 程式
• 计划学时：8
热力学——定量的研究能量相互转化过程中 所遵循规律的学科。
了解热力学第一定律和盖斯定律，掌握有 关计算。
掌握化学反应在标准状态下的rHm 、 rSm 、 rGm 的计算。
熟练运用吉布斯-赫姆霍兹方程判断反应自 发进行方向及计算标准状态下自发进行的 最高或最低温度。
了解化学平衡的概念，掌握标准平衡常数 K的意义、表示方法及有关平衡的计算， 掌握多重平衡的计算；
气体的状态可由温度(T)、压力(p)、体积(V)及 各组分的物质的量(n)等宏观性质确定.
例如： 1mol理想气体，确定了压力 p=101kPa、体积V=22.4L，即可说，该气体 所处的状态为标准状态；
改变某一性质,状态就发生了变化.
特点：
(1)系统的状态确定了,则系统的所有性质就都确定.
(2) “所有性质就都确定了”并不一定所有性质都有确 定值,如：PV=nRT ，则P、V、n确定了, T 值必然确 定. (3)若有一个(或多个)性质发生变化,则系统的状态也就改 变了,改变 前称为始态,改变后的状态称为终态.
无机及分析化学第三章酸碱平衡
c(H )1. 310－ 3
pH2.89
c(H )1.313 01.312 01.3%
c0
0.1
28
Question
(2) 0.10 mol·L–1的HAc溶液中加入少量固体NaAc，使NaAc的浓度为0.10 mol·L–1
解:在HAc水溶液中加入NaAc固体，由于同离子效应， HAc的解离度更小
25
3.2.5 同离子效应和盐效应
向HAc溶液中加入少量固 体NaAc固体可以使甲基橙指示 剂由红色变成黄色，为什么？
向体系中加入NaAc固体后， Ac¯浓度增大， 平衡向逆反应方向移动，HAc解离度降低。
HAc H+ + AcNaAc →Na+ + Ac-
在弱酸或者弱碱中加入其共轭碱或者共轭 酸，从而使平衡向着降低弱酸或者弱碱解离度方 向移动的作用称为同离子效应。
27
Question
解：
例3-1 计算下列两溶液的pH值和HAc的解离度： (1) 0.10 mol·L–1的 HAc溶液；
（1） 在HAc水溶液中存在如下解离平衡
HA + H2O
H3O+ + A¯
Ka (HA c(cH c)() H c(A A － )c c 1).810 5 K a (H A c c((c H H )2 ) A c(H 0 c .1 ))21.815 0
c0
0 .1
29
3.3 弱酸（碱）溶液中的型体分布
3.3.1酸（碱）的分析浓度
酸（碱）的浓度（分析浓度）是指某溶液中所含某酸 （碱）的总的物质的量浓度，它等于溶液中酸（碱） 各种型体的浓度之和，通常以c0来表示。
溶液的酸（碱）度是指溶液中H+（OH－）的浓度，通常 以pH（pOH）来表示。
无机及分析化学 第3章
1）体系达到平衡时，各组 分浓度不再随时间变化， 但微观上反应仍在进行。 2）若平衡条件不变，化学 平衡可以保持；当条件 改变时，平衡会被破坏， 但在新的条件下又可建 立新的平衡。
正 逆
正=逆
t
2.化学平衡
平衡条件：正 = 逆 平衡标志：各物质浓度不再随时间改变。 平衡是可逆反应的最大限度。 化学平衡是有条件的动态平衡 改变条件，平衡破坏，在新的条件下达到 新的平衡----平衡移动。
慢
AB+C
过渡态
3.4 催化剂 catalyst
1. 催化剂和催化作用 能改变反应的速率，而其 本身的数量和化学性质基本不 变的物质，称为催化剂。
如：合成氨反应: N2 + 3H2 → 2NH3
无催化剂时，Ea = 326.4 kJ· -1 mol
Fe催化时，Ea = 176 kJ· -1 mol
3. Dolton
分压定律
定温时，混合理想气体中某组分 气体占有与混合气体相同体积时所 表现的压力称为该组分气体的分压
partial pressure
p总 p(A) p(B) p(C) p(B)
p(B) n(B) RT/V x(B) p(总)
B
例 在3 .0L的容器内盛有8g O2和14g N2 , 求300K时混合气
化学反应所经历的途径称为反应
机理(mechanism of reaction )，或反
应历程。化学动力学研究的重要任务
之一就是研究反应机理，确定反应历
程，深入地揭示反应速率的本质，这
在理论上和实践中都有重要意义。
例如反应
2N2O5====4NO2+O2
是由三个步骤组成的复杂反应： N 2 O5 慢 N 2 O 3 O 2 （1） （2） N 2 O 3 快 NO 2 NO （3） N 2O5 NO 慢 3NO 2 这三个基元反应的组成表示了总反应经 历的途径。
正 逆
正=逆
t
2.化学平衡
平衡条件：正 = 逆 平衡标志：各物质浓度不再随时间改变。 平衡是可逆反应的最大限度。 化学平衡是有条件的动态平衡 改变条件，平衡破坏，在新的条件下达到 新的平衡----平衡移动。
慢
AB+C
过渡态
3.4 催化剂 catalyst
1. 催化剂和催化作用 能改变反应的速率，而其 本身的数量和化学性质基本不 变的物质，称为催化剂。
如：合成氨反应: N2 + 3H2 → 2NH3
无催化剂时，Ea = 326.4 kJ· -1 mol
Fe催化时，Ea = 176 kJ· -1 mol
3. Dolton
分压定律
定温时，混合理想气体中某组分 气体占有与混合气体相同体积时所 表现的压力称为该组分气体的分压
partial pressure
p总 p(A) p(B) p(C) p(B)
p(B) n(B) RT/V x(B) p(总)
B
例 在3 .0L的容器内盛有8g O2和14g N2 , 求300K时混合气
化学反应所经历的途径称为反应
机理(mechanism of reaction )，或反
应历程。化学动力学研究的重要任务
之一就是研究反应机理，确定反应历
程，深入地揭示反应速率的本质，这
在理论上和实践中都有重要意义。
例如反应
2N2O5====4NO2+O2
是由三个步骤组成的复杂反应： N 2 O5 慢 N 2 O 3 O 2 （1） （2） N 2 O 3 快 NO 2 NO （3） N 2O5 NO 慢 3NO 2 这三个基元反应的组成表示了总反应经 历的途径。