酸碱滴定法 ppt课件
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新版第四章-酸碱滴定法课件.pptx
4NH4+ + 6HCHO == ( CH2 )6N4 + 4H+ + 6H2O 置换出来酸，可用NaOH滴定： H+ + OH- = H2O
4NH4+ ~ 4H+ ~ 4OH+-
nNH
4
nNaOH
1
n 2 n ( NH 4 )2 SO2
NaOH
m( NH 4 )2 SO4 M ( NH 4 )2 SO4
10 3 M Na2CO3 m试样
100 %
1 (0.2785 23.66 2) 103 106.0
2
100% 73.71%
0.9476
精选
8
11. 称取混合碱试样0.6524 g，以酚酞为指示剂，用0.1992 mol / L HCl标准溶液滴定至终点， 用去酸溶液21.76 mL。再加甲基橙指示剂，滴定至终点，又消耗酸溶液27.15 mL。求试样 中各组分的百分含量。
解： （1）第一化学计量点 NaOH + H3A == NaH2A + H2O
反应产物为NaH2A（两性物质），与其有关的K值为： ∴ pH = 4.00 指示剂为甲基橙
（2）第二化学计量点 NaOH + NaH2A == Na2H A + H2O
反应产物为Na2HA（两性物质），与其有关的K值为： ∴ pH = 9.00 指示剂为酚酞
解：KHC2O4·H2C2O4 + 3NaOH = KNaC2O4+ Na2C2O4 + 3H2O
1
3 n n NaOH
KHC2O4 H2C2O4 2H2O
1 m 3
KHC2O4 H 2C2O4 2H 2O
《分析化学》课件——3 酸碱滴定法
30
缓冲溶液
[H ]
Ka
c HA cA
取负对数，得：
最简式
pH
pKa
lg
cA cHA
可见，当cHA cA时，pH pKa
31
例6
计算 0.10 mol·L-1 NH4Cl 和 0.20 mol·L-1 NH3缓冲溶液的 pH？
解：Kb=1.8×10-5，Ka=5.6×10-10，浓度较大， 用最简式计算得：
24
例3
计算 0.10 mol·L-1 NH3 溶液的 pH？
解： Kb = 1.80×10-5，用最简式计算：
弱碱
[OH ] cKb 1.3 103 mol L1 pOH 2.89 pH 11.11
25
3. 多元酸（碱）溶液
二元酸 H2B 质子条件：
[H+] = [HB-] + 2[B2-] + [OH-]
PBE不含原始物质，质子转移多个时存在系数
17
例1
HAc NaCN
[H+] = [Ac-] + [OH-] [H+] + [HCN] = [OH-]]
H2O作零 水准
Na2S
[H+] + [HS-] + 2[H2S] = [OH-]
NaHCO3 [H+] + [H2CO3] = [CO32-] + [OH-]
NaH2PO4 [H+] + [H3PO4] = [HPO42-] + 2[PO43-] + [OH-]
(NH4)2HPO4 [H+]+[H2PO4-]+2[H3PO4]=[NH3]+[PO43-]+[OH-]
缓冲溶液
[H ]
Ka
c HA cA
取负对数，得：
最简式
pH
pKa
lg
cA cHA
可见，当cHA cA时，pH pKa
31
例6
计算 0.10 mol·L-1 NH4Cl 和 0.20 mol·L-1 NH3缓冲溶液的 pH？
解：Kb=1.8×10-5，Ka=5.6×10-10，浓度较大， 用最简式计算得：
24
例3
计算 0.10 mol·L-1 NH3 溶液的 pH？
解： Kb = 1.80×10-5，用最简式计算：
弱碱
[OH ] cKb 1.3 103 mol L1 pOH 2.89 pH 11.11
25
3. 多元酸（碱）溶液
二元酸 H2B 质子条件：
[H+] = [HB-] + 2[B2-] + [OH-]
PBE不含原始物质，质子转移多个时存在系数
17
例1
HAc NaCN
[H+] = [Ac-] + [OH-] [H+] + [HCN] = [OH-]]
H2O作零 水准
Na2S
[H+] + [HS-] + 2[H2S] = [OH-]
NaHCO3 [H+] + [H2CO3] = [CO32-] + [OH-]
NaH2PO4 [H+] + [H3PO4] = [HPO42-] + 2[PO43-] + [OH-]
(NH4)2HPO4 [H+]+[H2PO4-]+2[H3PO4]=[NH3]+[PO43-]+[OH-]
酸碱滴定优秀课件
KHB和KB-之间的关系如下：
Ka Kb
[H ][B [HB]
]
[HB] [OH [B ]
]
[H ][OH ] KW
2021/4/21
7
二元弱酸(H2A):
K a1K b2K a2K b 1K W
三元弱酸(H3A):
Ka1 Kb3 Ka2 Kb2 Ka3 Kb1 KW
2021/4/21
8
3.1.2 活度常数和浓度常数
13
三. 质子条件 (Proton balance equation-PBE)
又称质子平衡方程。 在平衡状态，体系中得失质子的物质的量相等的
数学表达式。（以各种型体的平衡浓度表示）
质子条件是处理酸碱平衡有关计算问题的基本关系 式，是核心内容。
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14
质子条件式的写法 代入法：将MBE代入CBE 图示法：
Ka HH A A， 酸 的 活 度 常 数]
]
H
A
HA
HA
H
A
1
Ka
H
A
K
c a
—
酸的浓度常数
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9
3.1.3 物料平衡，电荷平衡和质子条件
物料平衡方程(mass balance equation-MBE)
指在一个化学平衡体系中，某一给定物质的总浓 度，等于各有关形式平衡浓度之和。
碱(base)：溶液中凡能接受质子的物质。
HB + H2O 酸
B- +
H3O+
共轭碱 水合质子
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3
HAc
H Ac
HSO4 NH4 Fe(H2O)63
Ka Kb
[H ][B [HB]
]
[HB] [OH [B ]
]
[H ][OH ] KW
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二元弱酸(H2A):
K a1K b2K a2K b 1K W
三元弱酸(H3A):
Ka1 Kb3 Ka2 Kb2 Ka3 Kb1 KW
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3.1.2 活度常数和浓度常数
13
三. 质子条件 (Proton balance equation-PBE)
又称质子平衡方程。 在平衡状态，体系中得失质子的物质的量相等的
数学表达式。（以各种型体的平衡浓度表示）
质子条件是处理酸碱平衡有关计算问题的基本关系 式，是核心内容。
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质子条件式的写法 代入法：将MBE代入CBE 图示法：
Ka HH A A， 酸 的 活 度 常 数]
]
H
A
HA
HA
H
A
1
Ka
H
A
K
c a
—
酸的浓度常数
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3.1.3 物料平衡，电荷平衡和质子条件
物料平衡方程(mass balance equation-MBE)
指在一个化学平衡体系中，某一给定物质的总浓 度，等于各有关形式平衡浓度之和。
碱(base)：溶液中凡能接受质子的物质。
HB + H2O 酸
B- +
H3O+
共轭碱 水合质子
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3
HAc
H Ac
HSO4 NH4 Fe(H2O)63
酸碱滴定法ppt
H2O 既能接受质子又能给出质子→两性物质 发生在水分子间的质子转移→水的质子自递反应 该反应的平衡常数KW →水的质子自递常数
Kw = [H+][OH-]
Kw，也称为水的离子积，其值与浓度、压力无关， 而与温度有关。在25℃时，Kw =1.00×10−14。
2.酸碱离解常数
（2）酸碱离解常数
以HA代表一元弱酸，在水溶液中发生离解反应 HA + H2O H3O+ + A-
pKb越大）。
1.酸碱质子理论
酸碱反应的实质
醋酸与氨在水溶液中的中和反应
HAc + NH3
NH4+ + Ac-
共轭酸碱对
酸碱反应是两对共轭酸碱对共同作用的结果，酸碱反应 的实质就是酸失去质子，碱得到质子，即为酸碱之间发生 质子转移的过程
。
2.酸碱离解常数
（1）水的质子自递作用
H2O + H2O
H3O+ + OH –
强酸或强碱在水溶液中全部离解，当强酸或强碱溶液的浓度很小
（例如小于10-6 mol/L）时[H+] = Kw
3.酸碱溶液中的H+ 溶度的计算
一元弱酸（弱碱）溶液
一元弱酸的浓度为ca mol/L 当caKa≥20Kw时，且Kcaa ≥500时
[H+]
=
ca Ka
最简式
一元弱碱的浓度为Cb mol/L c
酸
HAC
H2CO3 HCO3－
NH4+ H6Y2+
碱
质子
A－
+
H+
HCO3－ +
H+
CO32－
《分析化学》-图文课件-第四章
将 代入PBE式并整理得
如果cKa2≥10Kw，c/Ka1≥10，即［HCO3-］≈cHCO3-，则水解 离的H+忽略，Ka1与［HCO3-］相加时可忽略，则上式可简化为
（4-7）
第二节 溶液的酸碱度和pH值的计算
【例4-5】
计算0.10 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH值。 解：已知H2CO3的Ka1=4.12×10-7，Ka2=5.62×10-11，符合cKa2≥10Kw， c/Ka1≥10。 根据式（4-7）得
因此，同浓度的NH3和CO3-2的碱性：CO3-2>NH3。
第二节 溶液的酸碱度和pH值的计算
一、 溶液的酸碱度
溶液的酸碱度是指溶液中氢离子、氢氧根离子的活度，常用 pH、pOH表示。它与溶液的浓度在概念上是不相同的，但当溶 液浓度不太大时，可用浓度近似地代替活度。溶液酸碱度的表达 式为
（4-3） 当温度为25 ℃时，水溶液Kw=［H+］·［OH-］=10-14，所 以 pH+pOH=pKw=14。 由此可见，pH值越小，酸度越大，溶液的酸性越强；pH越 大，酸度越小，溶液的碱性越强。同理，pOH越小，碱度越大， 溶液碱性越强；pOH越大，碱度越小，溶液的酸性越强。
实际上，酸碱半反应在水溶液中并不能单独进行，一种酸给 出质子的同时，溶液中必须有一种碱来接受。这是因为质子的半 径很小，电荷的密度比较高，游离的质子在水溶液中很难单独存 在。根据酸碱质子理论，各种酸碱反应实质上是共轭酸碱对之间 水合质子的转移过程。例如：
第一节 酸碱滴定法概述
在上述的反应中，溶剂水接受HAc所给出的质子，形成水合质 子H3O+，溶剂水也就起到碱的作用。同样，碱在水溶液中的解离， 也必须有溶剂水参加。以NH3在水溶液中的解离反应为例，NH3分 子中的氮原子上有孤对电子，可接受质子形成NH4+，这时，H2O 便起到酸的作用给出质子。具体反应如下：
如果cKa2≥10Kw，c/Ka1≥10，即［HCO3-］≈cHCO3-，则水解 离的H+忽略，Ka1与［HCO3-］相加时可忽略，则上式可简化为
（4-7）
第二节 溶液的酸碱度和pH值的计算
【例4-5】
计算0.10 mol·L-1 NaHCO3溶液的pH值。 解：已知H2CO3的Ka1=4.12×10-7，Ka2=5.62×10-11，符合cKa2≥10Kw， c/Ka1≥10。 根据式（4-7）得
因此，同浓度的NH3和CO3-2的碱性：CO3-2>NH3。
第二节 溶液的酸碱度和pH值的计算
一、 溶液的酸碱度
溶液的酸碱度是指溶液中氢离子、氢氧根离子的活度，常用 pH、pOH表示。它与溶液的浓度在概念上是不相同的，但当溶 液浓度不太大时，可用浓度近似地代替活度。溶液酸碱度的表达 式为
（4-3） 当温度为25 ℃时，水溶液Kw=［H+］·［OH-］=10-14，所 以 pH+pOH=pKw=14。 由此可见，pH值越小，酸度越大，溶液的酸性越强；pH越 大，酸度越小，溶液的碱性越强。同理，pOH越小，碱度越大， 溶液碱性越强；pOH越大，碱度越小，溶液的酸性越强。
实际上，酸碱半反应在水溶液中并不能单独进行，一种酸给 出质子的同时，溶液中必须有一种碱来接受。这是因为质子的半 径很小，电荷的密度比较高，游离的质子在水溶液中很难单独存 在。根据酸碱质子理论，各种酸碱反应实质上是共轭酸碱对之间 水合质子的转移过程。例如：
第一节 酸碱滴定法概述
在上述的反应中，溶剂水接受HAc所给出的质子，形成水合质 子H3O+，溶剂水也就起到碱的作用。同样，碱在水溶液中的解离， 也必须有溶剂水参加。以NH3在水溶液中的解离反应为例，NH3分 子中的氮原子上有孤对电子，可接受质子形成NH4+，这时，H2O 便起到酸的作用给出质子。具体反应如下：
分析化学课件 第四章 酸碱滴定法
[OH-]=(0.1000×0.02)/(20.00+20.02)
= 5.0×10-5 mol·L-1 pOH=4.30, pH=14-4.30= 9.70
2020年11月7日星期六3时
37分22秒
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讨论:强碱滴定强酸的滴定曲线
1）滴定前加入18mL,溶液pH变化仅 为:2.28-1=1.28；而化学计量点前 后共0.04 mL(约1滴),溶液pH 变化 为:9.70-4.30=5.40 (突跃)。
碱式色
2020年11月7日星期六3时 37分22秒
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→甲基橙（methyl orange，MO)-双色
pH≤ 3.1,酸式色，红色； pH 4.4, 碱式色，黄色； pH 3.1-4.4，两种形式共存，为混合色，橙色。
2020年11月7日星期六3时 37分22秒
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若±0.1%误差范围内突跃范围为 4.30~9.70
酚酞（8.0 ~ 10.0）：半滴溶液， 无色变粉红。
甲基红（4.4 ~6.2）：半滴溶液， 红变橙；
甲基橙（3.1 ~ 4.4）：半滴溶液， 橙变黄；
3）选择指示剂的原则：
1.变色范围全部或部分在突跃范围内的指示剂指示
终点，即可保证终点误差在允许的范围。
02.00.102000 1050..130 ~9.87.070
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5）影响强酸强碱滴定突跃范围大小的因素
酸碱的浓度：浓度变为原1/10，则计量点前后H+、OH-的浓度均 为原来的1/10，所以突跃范围约减小2个pH单位。 故：酸碱滴定中，滴定剂和被测物溶液的浓度不低于~ 0.1mol/L
酸碱平衡及酸碱滴定法.pptx
(1) 先选参考水平(大量存在,参与质子转移的物质)。参考 水平 在质子条件平衡式中不会出现。
(2) 将参考水平得质子后的形式写在等式的左边，失质子 后的
形式写在等式的右边. (3) 有关浓度项前乘上得失质子数，总的得失质子的物质
的量
第23页/共119页
例: 一元弱酸(HA)水溶液的质子条件式： 确定参考水平(Zero Level): H2O,
酸 HAc
质子 + 碱 H+ + Ac－
共轭酸碱对
第3页/共119页
关于共轭酸碱对的例子(p46)
酸
共轭碱 + 质子
HF
H
2P
O
4
H6Y2+
NH4+
F-
+
H+
H
P
O
24
+
H+
酸 碱
H5Y+
+
H+
半 反
NH3
+
H+
应
结论：酸碱可以是阳离子、阴离子、中性分子。
第4页/共119页
例: HAc在水中的离解反应（p47）
半反应1:
HAc
Ac- + H+
半反应2: H+ + H2O
总反应: HAc + H2O
简写为:
HAc
H3O+ Ac- + H3O+ Ac- + H+
在这里，溶剂水起到碱的作用！ 结论：酸碱反应的实质是质子转移
第5页/共119页
碱(NH3)在水溶液中的离解反应:
NH3 + H+ H2O
(2) 将参考水平得质子后的形式写在等式的左边，失质子 后的
形式写在等式的右边. (3) 有关浓度项前乘上得失质子数，总的得失质子的物质
的量
第23页/共119页
例: 一元弱酸(HA)水溶液的质子条件式： 确定参考水平(Zero Level): H2O,
酸 HAc
质子 + 碱 H+ + Ac－
共轭酸碱对
第3页/共119页
关于共轭酸碱对的例子(p46)
酸
共轭碱 + 质子
HF
H
2P
O
4
H6Y2+
NH4+
F-
+
H+
H
P
O
24
+
H+
酸 碱
H5Y+
+
H+
半 反
NH3
+
H+
应
结论：酸碱可以是阳离子、阴离子、中性分子。
第4页/共119页
例: HAc在水中的离解反应（p47）
半反应1:
HAc
Ac- + H+
半反应2: H+ + H2O
总反应: HAc + H2O
简写为:
HAc
H3O+ Ac- + H3O+ Ac- + H+
在这里，溶剂水起到碱的作用！ 结论：酸碱反应的实质是质子转移
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碱(NH3)在水溶液中的离解反应:
NH3 + H+ H2O
《酸碱滴定法》PPT课件
a
返回 4
二、浓度、活度和活度系数
浓度、活度和活度系数之间的关系： 偏差i为大i小的。活对度于系强数电，=解表质i达c 溶实液际，溶当液溶和液理的想浓溶度液极之稀间 时，离子之间的距离是如此之大，以致离子之间的 相互作用力可以忽略不计，活度系数就可以视为1， 即=c。
2021/2/12
a
返回 5
三、酸碱质子理论
2021/2/12
a
8
四、分布系数δ计算
4．δ计算及分布图 (1)一元酸溶液 如HAc：HAc，Ac-
HA [cH c]A [H c[H ]A []A A c]c c K [a H [H ]] Ac[A c]c[H[A ]A []A cc]cK a K [H a]
HAc Ac 1
2021/2/12
平衡浓度：溶解达到平衡时，溶液中存在的各组分的物质的 量浓度，用[ ]表示。
2．酸的浓度与酸度，碱的浓度与碱度
酸的浓度又叫酸的分析浓度，指单位体积溶液中所含某种酸 的物质的量(mol)，包括未解离的和已解离的酸的浓度。酸度是 指溶液中H+的浓度或活度，常用pH表示。
碱的浓度又叫碱的分析浓度，指单位体积溶液中所含某种碱 的物质的量(mol)，包括未解离的和已解离的碱的浓度。碱度是 指溶液中OH-的浓度或活度，常用pOH表示。
2021/2/12
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四、分布系数δ计算
(2)二元酸溶液 如草酸：H2C2O4， HC2O4- ，C2O42—
[H]2
0
[H]2Ka1[H]K1a K2a
1[H]2K K a1 a[1[H H ]]K1a K2a
2[H]2K K a1[1 H K a]2a K1K a2a
0121
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aHA aOH aA -
Ka及Kb为溶质的解离常数（dissociation constant）
8
多元酸碱的解离反应
H3PO4
Ka1 Kb3
H2PO4-
Ka2 Kb2
HPO42- Ka3 Kb1
PO43-
pKb1 + pKa3 = 14.00 pKb2 + pKa2 = 14.00 pKb3 + pKa1= 14.00
Ac- + H2O
OH- + HAc
共轭酸碱对(conjugate acid-base pair)
Cr32H2O Cr(OH)22H Ka [Cr(OH[C)2r3]][H]2
P113 例题3
11
➢ 酸碱半反应不可能单独发生 ➢ 酸碱反应是两对共轭酸碱对共同作用的结果 ➢ 酸碱反应的实质是质子的转移 ➢ 质子的转移是通过溶剂合质子来实现的
溶液无限稀时: g i =1，ai = ci 中性分子: g i =1
溶剂活度: a =1
3
Debye-Hückel公式： （稀溶液 I < 0.1 mol/L）
-lggi = 0.512zi2
I 1+Bå
I
-lggi=0.512zi2 I
I：离子强度（ionic strength）,
I=
1 2
四种滴定分析法： 酸碱滴定法 配位(络合)滴定法 氧化还原滴定法 沉淀滴定法
2
一. 离子的活度与活度系数
离子的活度：在化学反应中表现出来的有效浓度， 通常用ai表示 （activity）
ai = gi ci
Ci（equilibrium concentration）
gi （activity coefficient）
n
cizi2
i=1
B: 常数, (=0.00328 ，25℃), 与温度、介电常数有关,
å：离子体积参数(pm) ；
zi：i离子电荷数,
P111：例题1、2，
结论：I 对高价离子影响大。
4
二.溶液中的酸碱反应与平衡常数
酸碱质子理论:凡能给出质子的物质是酸；反之为碱。
酸
共轭碱 + 质子
HF
F-
+
H+
第5章 酸碱滴定法
5.1 溶液中的酸碱反应与平衡
5.2 酸碱组分的平衡浓度与分布分数δ
5.3 溶液中H+浓度的计算
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
1
5.1 溶液中的酸碱反应与平衡
四大平衡体系： 酸碱平衡 配位平衡 氧化还原平衡 沉淀平衡
1.溶剂分子之间的质子转移反应（质子自递反应）
H2O + H2O
H3O+ + OH- (25°C)
Kw= aH + aOH - =1.0×10-14
C 2H 5 O H C 2H 5 O HC 2H 5 O H 2 C 2H 5 O K s [C 2H 5 O H 2][C 2H 5 O ] 1 1 0 1 9
ggg g K m ixa （ [B H B ][ ） H [A A ] ]a(H a B B a )H a A (A )
B H AK a
A
A
以 醋 酸 为 例 ， p K m i x 4 .6 5 ( I 0 .1 )
H A c:Kc K m ixKo
14
三. 溶液中的其他相关平衡——MBE;CBE;PBE
17
质子平衡 溶液中酸失去质子数目等于碱得到质子数目。
质子条件式（PBE） (1) 先选零水准 (大量存在, 参与质子转移的物质)，
一般选取投料组分及H2O (2) 将零水准得质子产物写在等式一边,失质子产物
共轭酸碱对(HA-A)的Ka与Kb的关系为
Ka Kb =
aH + aA aHA
aHA aOH aA -
= Kw
pKa + pKb = pKw= 14.00
7
2.一元弱酸(碱)的解离反应
半反应 HA + H2O
A- + H3O+
解离常数
Ka=
aH + aA aHA
A- + H2O
HA + OH- Kb=
15
物料平衡 各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度。
质量平衡方程（MBE）
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
H2PO4-
HPO42- +
H+
H6Y2+
H5Y+ +
H+
NH4+
NH3
+
H+
通式: HA
A + H+
酸碱半反应
5
例: HF在水中的离解反应
半反应:
HF
半反应: 总反应:
H+ + H2O HF + H2O
F- + H+ H3O+ F- + H3O+
简写:
HF
F- + H+
酸碱反应的实质是质子转移
6
[NH3] +[Zn(NH3) 2+] +2[Zn(NH3)2Байду номын сангаас+] +3[Zn(NH3)32+] +4[Zn(NH3)42+] = 0.2 mol/L
16
电荷平衡 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)。 电荷平衡方程（CBE) Na2C2O4水溶液 [Na+] + [H+] = [OH-] + [HC2O4-] + 2[C2O42-]
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平衡常数 反应：HA＋B
HB+ +A-
活度常数 K◦ ——与温度有关
K◦=
aHB + aA aBaHA
浓度常数 Kc ——与温度和离子强度有关
Kc =
[HB+][A-] [B][HA]
=
aHB + aA aBaHA
gB gHAgHB+ gA-
=
K◦
gHB+ gA-
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混合常数 （mixed constant）Kmix
Kbi =
Kw Ka(n-i+1)
9
3.酸碱中和反应(滴定反应) 滴定反应
H+ + OH-
H2O
H+ + Ac-
HAc
OH- + HAc
H2O + Ac-
酸碱反应常数Kt
Kt =
1 =10 14.00 Kw
Kt =
1= Ka
Kb Kw
Kt =
1 =
Kb
Ka Kw
10
4.水解反应
NaAc的水解（相当于Ac -弱碱的离解）
物料平衡 (Material (Mass) Balance): 各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度。
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)。
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。