溶剂的拉平效应与区分效应
酸碱平衡与酸碱滴定习题答案
思考题1. 根据酸碱质子理论，什么是酸？什么是碱？酸碱反应的实质是什么？【答】酸碱质子理论：凡能放出质子(氢离子)的分子或离子都是酸，凡能与质子(氢离子)结合的分子或离子都是碱。
酸碱反应的实质是质子转移反应。
2. 根据酸碱电子理论，什么是酸？什么是碱？酸碱反应的实质是什么？【答】酸碱的电子理论：凡是能给出电子对的分子、离子或原子团都叫做碱，也叫做路易斯碱；凡是能接受电子对的分子、离子或原子团都叫做酸，也叫做路易斯酸。
酸碱反应的实质是配位键的形成并生成酸碱配合物。
3. 说明下列名词的意义：(1) 酸碱共轭对；(2) 两性物质；(3) 溶剂的质子自递反应；(4) 拉平效应和区分效应；(5) 酸的强度和酸度；(6) 稀释定律；(7) 分析浓度和平衡浓度；(8) 分布系数；(9) 质子平衡条件；(10) 同离子效应和盐效应；(11) 化学计量点和滴定终点；(12) 酸碱滴定突跃范围。
【答】(1) 质子酸失去一个质子变为质子碱，质子碱得到一个质子转为酸。
因一个质子的得失而相互转变的每一对酸碱就称为共轭酸碱对(2) 有些酸碱物质，在不同的酸碱共轭酸碱对中，有时是质子酸，有时是质子碱，把这类物质称为酸碱的两性物质。
如：HPO42－、H2PO4－、HS－、H2O等。
(3) 仅仅在溶剂分子之间发生的质子传递作用称为溶剂的质子自递反应，反应的平衡常数称为溶剂的质子自递常数。
(4) 拉平效应：在某溶剂中，不能区分酸性强弱的现象。
区分效应：在某溶剂中，能区分酸性强弱的现象。
(5) 酸的强度：表示给出质子的能力。
酸度：表示溶液中[H+]浓度或[OH－]浓度的大小。
通常以pH 或pOH表示。
(6) 弱电解质的解离度是随着浓度的减小而增大，这一规律就称为稀释定律。
(7) 在酸(或碱)的解离反应式中，当共轭酸碱对处于平衡状态时，溶液中存在着多种酸碱组分，这些组分的浓度称为平衡浓度，以[ ]表示；各组分平衡浓度之和称为分析浓度(或总浓度)，通常以c 表示。
高中化学竞赛 中级无机化学 质子理论 溶剂体系理论及其拉平效应和区分效应(共24张PPT)
(酸)
2)3HCO3- +3H2O → 3H2O + 3CO2 + 3OH- (碱) 3)3H3O+ + 3OH- → 6H2O
1)+2)+3) :
Fe3+ + 3HCO3- → Fe(OH)3↓ + 3CO2 ↑
NH3 中
CH3COOH + NH3 → CH3COO- + NH4+ (酸)
KH + NH3 → K+ + H2↑ + NH2-
2. 溶剂的拉平效应和区分效应
溶剂不能辨别不同酸碱相对强度的效应叫做溶剂的拉平 效应。
溶剂能辨别不同酸碱相对强度的效应叫做溶剂的区分效 应。
在水中为强酸的物质：如HClO4，HBr，HCl，HI 在水中不能存在 不能区分酸强度：把质子转移给H2O，形成H3O+
Ka > 1
pKa < 0
——强度被水“拉平”到水合质子H3O+的强度
NH4+ + NH2-
与水相似
K = 10-33
中和反应：
水：KOH + H3OI → KI + 2H2O
NH3： KNH2 + NH4I → KI + 2NH3
两性反应：
过量OH-
水：Zn2+ + 2OH- → Zn(OH)2 → Zn(OH)42过量NH2-
NH3： Zn2+ + 2NH2- → Zn(NH2)2 → Zn(NH2)42-
① 纯H2SO4
HAc、HNO3也显碱性 CH3CO2H + H2SO4 → CH3CO2H2+ + HSO4HNO3 + 2H2SO4 → NO2+ + H3O+ + 2HSO4-
溶剂的分类
溶剂性质对溶液酸碱性的影响
同一种溶质在不同溶剂中常常表现出不同的酸 碱性，甚至相反的酸碱性质,说明溶液的酸碱 性并不完全取决于溶质，溶剂的酸碱性也起很 大作用。例如，乙酸在水中是弱酸，在液氨中 是强酸，而在无水硫酸中则显碱性。
溶剂对溶质氧化还原性的影响
在不同溶剂中，溶质的氧化还原性也受到溶剂本身氧化还 原性质的影响和限制。 1) 以液氨为例，电子在液氨溶液中能够存在相当长的 时间。液氨中。可以将钠作为有机化合物的好的还 原剂； 2) 而在水中，由于水优先被钠还原，则无法使钠起到 这一作用。
稀释剂：用来调节粘度，降低树脂一溶剂系统的间 格，偶而亦能起到使树脂溶解的作用，常为芳 香族或脂肪族烃类。如烃类化合物对硝基纤维 素来说是稀释剂。
涂料中使用溶剂目的
其目的是为了降低成膜物质的粘度，便于施工， 以得到均匀的保护涂层。这些溶剂在成膜之后， 应能全部蒸以除去，而无残留，故大多是挥发 性有机液体。 涂料用的成膜物质都是无定形的有机高聚物， 用适当溶剂溶解后，溶液的粘度随浓度的增大 而增大，控制溶液的粘度是由施工条件决定， 而不是象一般化合物，有溶解度的限制。 要想达到最好的成膜性能，选择溶剂是十分 重要的。
二、溶剂的功能
通常有以下几种： 1、萃取提纯：从混合物中萃取出某一固体或液体， 以达到提纯之目的。 2、化学反应场所：绝大多数的化学反应都借助不 同的溶剂来进行，对于同一个反应不同的溶剂 会有不同的效果，某些能促进反应而另外一些 可能抑制反应，甚至不发生反应。 3、用作涂料或其它高分子化合物的载体，以调整 粘度。
碱性溶剂
酸性溶剂 两性溶剂
易接受质子的溶剂
很难与质子结合但易给出质子的溶剂 既能给出质子，又能接受质子的溶剂
质子惰性溶剂 既不给出质子又不接受质子的溶剂
非水溶液酸碱滴定法简介
非水溶液酸碱滴定法简介
一、 溶剂的分类和作用 1. 溶剂的分类
（1）两性溶剂。 两性溶剂既可给出质子，又能接受质子，常用的两性
溶剂有甲醇、乙醇、异丙醇等。
（2）惰性溶剂。 惰性溶剂给出质子和接受质子的能力都很弱，与溶质之
间几乎没有质子的转移，质子只在溶质分子之间进行传递。 苯、丙酮、四氯化碳都属于惰性溶剂。
非水溶液酸碱滴定法简介
2. 滴定终点的确定
非水滴定滴定终点的确定常用电势法和指示剂法两种方式，电势 法将在第九章电势分析法中详细介绍。常用的指示剂如表4-6所示。
表4-6 非水滴定中常用的指示剂
非水溶液பைடு நூலகம்碱滴定法简介
三、 非水滴定的应用
由于采用不同性质的非水溶剂，一些酸碱 的强度得到增强，也增加了反应的完全程度， 扩大了酸碱滴定的范围。
如果把这四种酸溶解到冰醋酸介质中，则由于冰醋酸是酸性 溶剂，接受质子的能力较弱，这四种酸就不能把质子全部转移给 HAc，酸的强度就显示出差异，实验证明酸的强度次序为
HClO4>H2SO4>HCl>HNO3
非水溶液酸碱滴定法简介
二、 非水滴定溶剂的选择和滴定终点的确定 1. 溶剂的选择
在非水滴定中溶剂的选择非常重要：滴 定弱碱时，一般选择酸性溶剂；滴定弱酸时， 一般选择碱性溶剂。惰性溶剂无明显的酸碱 性，没有拉平效应，使各种物质的酸碱性差 异得以保存，具有很好的区分效应。同时选 择溶剂时，还应综合考虑溶剂的纯度、挥发 性、安全性以及价格等因素。
非水溶液酸碱滴定法简介
（3）酸性溶剂。 酸性溶剂给出质子的能力比水强，接受质子的能 力比水弱。冰醋酸、甲酸、硫酸属于酸性溶剂。
（4）碱性溶剂。 碱性溶剂具有一定的两性，但其碱性比水强，接受 质子的能力比水大，是亲质子溶剂。乙二胺、丁胺、 二甲基甲酰胺属于碱性溶剂。
南京中医药大学分析化学名词解释题库
一、名词解释滴定分析1．滴定(titration)：将标准溶液从滴定管滴加到被测物质溶液中的操作过程称为滴定。
2．标定(calobration)：利用基准物质或标准溶液来测定待标液浓度的操作过程称为标定。
3．化学计量点(stoichiometric point)：标准溶液与被测组分按化学反应式的计量关系恰好反应完全的那一点。
4．滴定终点(titration end-point)：被滴定的溶液的颜色或电位、电导、电流、光度等发生突变之点。
5．返滴定法(back-titration)：先在被测物质溶液中加入一定过量的标准溶液，待与被测物质反应完全后，再用另一种滴定剂滴定剩余的标准溶液的方法。
此法也称回滴定法或剩余量滴定法。
6．置换滴定法(replacement titration)：先用适当的试剂与被测物质反应，使之置换出一种能被定量滴定的物质，然后再用适当的滴定剂滴定的方法。
7．标准溶液(standard solution)：已知准确浓度的溶液。
8．基准物质(primary standard substance)：用来直接配制标准溶液或标定标准溶液的物质称为基准物质。
9．物质的量浓度(amount-of-substance concentration)：指单位体积溶液中所含溶质的物质的量，单位为mol/L。
10．滴定度(titer)：常指每毫升滴定剂相当于被测物质的克数，单位g/mL。
用T T/A表示，T是滴定剂的化学式，A是被测物的化学式。
非水滴定1．非水酸碱滴定法(non-aqueous acid-base titration)：在水以外的溶剂中进行的酸碱滴定法。
2．拉平效应(leveling effect)：溶剂把不同强度的酸拉平到溶剂合质子水平及把不同强度的碱拉平到溶剂阴离子水平的作用叫拉平效应。
3．拉平性溶剂(leveling effect)：，具有拉平效应的溶剂称为拉平性溶剂。
4．区分效应(differentiating effect)：能区分酸碱强弱的作用叫区分效应。
非水溶液中的酸碱滴定
溶剂的分类
两性溶剂：这类溶剂既能给出质子，有酸
的性质，又能接受质子，有碱的性质，还有 质子自递作用典型的这类溶剂有甲醇、乙醇 和异丙醇。
酸性溶剂：这类溶剂也具有一定的两性，
但这类溶剂的酸性较水强，如甲酸，冰醋酸。 醋酸酐等。
碱性溶剂：这类溶剂碱性较水强，易于接
受质子。如乙二胺、丁胺、乙醇胺等。
使得HCl和HOAc都转变成同一种酸——氨和质子NH4+
区分效应
能区分酸碱强度的效应，称为溶 剂的区分效应
例如，HClO4、H2SO4、HCl和HNO3四种强酸，在 水中它们的强度显示不出什么差别。溶于冰醋酸中。 它们的强度就有明显的区别。
实验证明，这四种酸的强度依次为 HClO4 > H2SO4 > HCl > HNO3
参考文献
《非水滴定》孙谨 吴莲宝 科学出版社， 1983 《实用分析化学》肖新亮 古风才 赵桂英 天津大学出版社，2000 《实用分析化学》 天津大学分析化学教研室 天津大学出版社，1995 《分析化学》 武汉大学 高等教育出版社 2000
在非水滴定中
利用溶剂的拉平效应可以测 定各种酸或碱的总浓度；利用溶 剂的区分效应可以分别测定各种 酸或各种碱的含量。
酸碱的滴定
滴定酸所选用的溶剂应该是容易溶解被滴 定的物质，既选用碱性溶剂。如果对有机 酸混合物的滴定，溶剂的碱性不要太强， 以免产生拉平效应。 碱的滴定通常在酸性溶剂醋酸中滴定，最 常用的滴定剂是在醋酸中的过氯酸
惰性溶剂：这类溶剂既不能给出质子，也
不能接受质子。这类溶剂中质子的转移只发 生在溶质分子之间。如苯、氯仿、四氯化碳、 石油醚等。
拉平效应、区分效应
拉平效应原理简介亦称“校平效应（leveling effect）”。
通过溶剂的作用，使不同强度的酸或碱显示同等强度的效应。
例如，盐酸、硝酸和高氯酸在冰醋酸中酸强度是不同的（即酸性不同），但以水为溶剂时，则难于区分他们的酸强度（可认为他们都是强酸，酸性一样）。
这是由于水对质子有较大的亲和力，从而掩盖了这些酸给出质子能力的差异，而把这些酸不同的强度拉平了。
同样，当二甲胺和苯胺溶于甲酸中，由于甲酸具有较强的给出质子的能力，因此也把这两种碱的强度拉平了。
研究拉平效应，有助于认识溶剂对酸碱强度的影响，在化学研究上有一定的意义。
详细内容根据酸碱质子理论，一种物质在某种溶液中表现出的酸或碱的强度，不仅与酸碱的本质有关，也与溶剂的性质的有关。
如HClO4在水中是一种强酸，趋近于完全离解，但在冰醋酸中却不能完全离解。
水并不是唯一的溶剂，若用S代表任一溶剂，酸HB在其中的离解平衡为HB+S--〉HS++B-，HB+HAc--〉H2Ac-+B-实验证明，HClO4、H2SO4、HCl和HNO3的酸强度是有差别的，其强度顺序为HClO4＞H2SO4＞HCl＞HNO3，可在水溶液中看不到它们的强度差别。
这是因为强酸在水溶液中给出质子的能力都很强，水的碱性已足够接受这些酸给出的质子，只要这些酸的浓度不是太大，则它们将定量地与水作用，全部转化为H3O+，即HClO4+H2O→H3O++ClO4-等即它们的酸的强度全部被拉平到H3O+的水平，这种将不同强度的酸拉平到溶剂化质子（这里根据酸碱质子理论，一种物质在某种溶液中表现出的酸或碱的强度，不仅与酸碱的本质有关，也与溶剂的性质的有关。
如HClO4在水中是一种强酸，趋近于完全离解，但在冰醋酸中却不能完全离解。
水并不是唯一的溶剂，若用S代表任一溶剂，酸HB在其中的离解平衡为HB+S=（可逆）SB++B-，HB+HAc=（可逆）H2Ac-+B-实验证明，HClO4、H2SO4、HCl和HNO3的酸强度是有差别的，其强度顺序为HClO4>H2SO4>HCl>HNO3，可在水溶液中看不到它们的强度差别。
拉平效应和区分效应
拉平效应：根据酸碱质子理论，一种物质在某种溶液中表现出的酸或碱的强度，不仅与酸碱的本质有关，也与溶剂的性质的有关。
如HClO 4在水中是一种强酸，趋近于完全离解，但在冰醋酸中却不能完全离解，为弱酸；实验证明，HClO4、H 2SO 4、HCl 和HNO 3的酸强度是有差别的，其强度顺序为HClO 4>H 2SO 4>HCl>HNO 3，可在水溶液中看不到它们的强度差别。
这是因为强酸在水溶液中 给出质子的能力都很强，水的碱性已足够接受这些酸给出的质子，只要这些酸的浓度不是太大，则它们将定量地与水作用，全部转化为H 3O +，即HClO 4+H 2O→H 3O ++ClO 4-等；即它们的酸的强度全部被拉平到H 3O +的水平，这种将不同强度的酸拉平到溶剂化质子（这里是水化质子H 3O +）水平的效应，称为拉平效应。
具有拉平效应的溶剂称为拉平溶剂。
在这里水是HClO 4、H 2SO 4、HCl 和HNO 3的拉平溶剂。
又如在水溶液中，HCl 和HAc 的强度不同，但在液氨中二者的强度差异消失，即被液氨拉平到NH 4+的强度水平。
因此液氨是HCl 和HAc 的拉平溶剂。
区分效应：能区分酸（或碱）强弱的作用为区分效应。
具有区分效应的溶剂为区分溶剂。
例如，在水溶液中上述四种酸的强度相等，但在冰醋酸中，它们的强度就有了差别，即可被冰醋酸区分开来：因此，冰醋酸是上面四种酸的区分性溶剂。
溶剂的拉平效应和区分效应与溶质和溶剂的酸碱相对强度有关。
例如，水是上述四种酸的拉平溶剂，但它却是这四种酸和醋酸的区分溶剂，因为醋酸在水中只显很弱的酸性。
在分析化学中，利用溶剂的拉平效应和区分效应，可使某些在水溶液中不能进行的酸碱滴定反应，能在非水溶剂中进行。
例如，苯酚在水溶液中不能直接用强碱滴定，但利用拉平效应却可在乙二胺中滴定。
而HCl 和HClO4的分别滴定，则可在甲基异丁酮中进行，这是应用区分效应的一个例子。
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溶剂的拉平效应与区分效应
溶剂是化学反应中不可或缺的一部分，它可以影响反应的速率、选择性和产物的性质等。
在溶液中，溶剂分子与反应物或产物分子之间发生相互作用，这种相互作用可以分为拉平效应和区分效应。
一、拉平效应
拉平效应是指溶剂分子对反应物或产物分子的空间取向进行调整，使得它们更容易相互接触和反应。
这种效应通常发生在极性溶剂中，因为极性溶剂分子具有极性键和极性分子中心，可以与反应物或产物分子中的极性键或极性分子中心形成氢键、离子键或范德华力等相互作用。
例如，在水中，氨分子可以与水分子形成氢键，使得氨分子的氢原子朝向水分子的氧原子，氨分子的氮原子朝向水分子的氢原子，从而使得氨分子的空间取向更加有序，更容易与其他反应物或产物分子发生反应。
二、区分效应
区分效应是指溶剂分子对反应物或产物分子的化学性质进行调整，使得它们在反应中表现出不同的活性和选择性。
这种效应通常发生在非极性溶剂中，因为非极性溶剂分子不具有极性键和极性分子中心，不能与反应物或产物分子形成氢键、离子键或范德华力等相互
作用。
例如，在苯中，苯酚和苯胺的活性和选择性有所不同。
苯酚可以与苯分子形成氢键，使得苯酚分子的羟基更容易被质子化，从而表现出更强的酸性。
而苯胺则不能与苯分子形成氢键，使得苯胺分子的氨基更容易被质子化，从而表现出更强的碱性。
溶剂的拉平效应和区分效应是化学反应中不可忽视的因素，它们可以影响反应的速率、选择性和产物的性质等。
因此，在进行化学反应时，需要考虑溶剂的选择和使用条件，以充分利用溶剂的作用，实现反应的最佳效果。