一元弱酸HAc分布系数与溶液pH关系曲线
ph=3时hac的分布系数
ph=3时hac的分布系数
当pH值为3时，HAC（弱酸）的分布系数可以通过以下步骤计
算得出：
首先，HAC是一种弱酸，它可以解离成为H+和AC-。
其解离平
衡可以表示为HAC ⇌ H+ + AC-。
解离平衡常数Ka可以表示为Ka = [H+][AC-]/[HAC]，其中[H+]代表氢离子的浓度，[AC-]代表AC-离子的浓度，[HAC]代表HAC的
浓度。
根据pH的定义，pH = -log[H+]，因此在pH=3的情况下，[H+]的浓度为10^-3 mol/L。
假设初始时HAC的浓度为C，而H+和AC-的浓度均为0。
在平衡时，HAC的浓度为C [H+]，H+和AC-的浓度均为[H+]。
代入解离平衡常数的表达式，得到Ka = ([H+][AC-])/([HAC]) = ([H+][C [H+]])/([H+]) = ([H+][C [H+]])/([H+]) = ([H+][C [H+]])/([H+]) = [C [H+]]。
解出[H+]的值，可以得到[H+] = (C Ka)/C。
将Ka和C的值代入上式，可以计算出[H+]的浓度。
然后再根据[H+]的浓度，可以计算出AC-的浓度为[H+]，HAC的浓度为 C [H+]。
最后，分布系数Kd可以表示为Kd = [AC-]/[H+]，代入AC-和[H+]的浓度，就可以得到HAC的分布系数Kd的值。
综上所述，当pH值为3时，HAC的分布系数可以通过上述步骤
计算得出。
酸碱滴定法
2013年7月30日7时18分
Байду номын сангаас
酸碱指示剂
滴定终点的两种指示方法
a.仪器法：通过测定滴定过程中电位等参数的变化。 可以确定化学计量点(等当点)附近电位的突跃。 b.指示剂法：化学计量点时指示剂颜色的突变。 简单、方便。
2013年7月30日7时18分
酸碱指示剂的变色原理
酸碱指示剂：一类有颜色的有机物质，随溶液pH的不同呈现 不同颜色，颜色与结构相互关联。
解 零水准：S2-、H2O
PBE：c(H3O+) + c(HS-) + 2c(H2S) = c(OH-)
2013年7月30日7时18分
(1) 一元弱酸(碱)溶液酸碱度的计算
近似式
最简式 近似式
c2r,e(H＋) ＋ Kacr,e(H＋) － cKa ＝ 0
cr,e(H+) ＝
cK a
c2r,e(OH-) ＋ Kbcr,e(OH-) － cKb ＝ 0
酸碱指示剂的变色范围
只有当pH从pK(HIn)－1 变化到pK(HIn)＋1时，可以看到指 示剂的颜色变化，所以指示剂变色的范围： pH = pK (HIn) ± 1 2.变色点 c(In-) /c (HIn) = 1 时： 混合色 对应的 pH = pK(HIn) 理论上指示剂的变色范围应是2个pH单位，实际略有变化。
酚酞：变色范围： 8.0～10.0 ，无色变红色。
2013年7月30日7时18分
甲基橙指示剂
甲基橙：有机弱碱，黄色的甲基橙分子，在酸性溶液中获得一 个H+，转变成为红色阳离子。 偶氮类结构，酸滴碱时用。 变色范围：
3.1 ～ 4.4 橙红色变黄色。
2013年7月30日7时18分
酸碱滴定法小结
KIn In− = + H [HIn]
2）单色指示剂：酚酞 单色指示剂： 变色点pH取决于CHIn ； CHIn↑ 则 pH↓，变色点 变色点pH取决于C pH↓， pH 取决于 酸移
HCl:4.3-9.7 HCl:4.3-
O O
10.0 9.7 7.76
百里酚酞 酚酞
HAc:7.7HAc:7.7-9.7 HB:9.7HB:9.7-10.0 对于0.1mol L 对于0.1mol·L-1 0.1mol 的HB, 确滴定. 确滴定.
HB pKa=7 HAc pKa=4.76 HCl
cH
( )c
+
θ
= Ka
HA
× Ka
HB
6.共轭酸碱体系(HB+B 6.共轭酸碱体系(HB+B-)（如：HAc + NaAc ） 共轭酸碱体系 精确式： 精确式：
c H c (HB ) c θ c a c θ − c H + c θ + c OH c = × Ka = − θ c B c c b c θ + c H + c θ − c OH
+
KW [H + ]
2 K a2 [ H ] = K a1 [ H 2 B ]1 + [ H + ] + KW
+
10， )/K 若：Ka1/Ka2≥10，(c/c )/Ka2≥102.44，则可忽略 H2B的第二级解离。 的第二级解离。
3.3.1 分布系数与分布曲线
第三章酸碱平衡及酸碱滴定法3.3 酸碱平衡中的计算3.3.1 分布系数与分布曲线分布系数：溶液中某酸碱组分的平衡浓度占其总浓度的分数，用δ表示“δ” 将平衡浓度与分析浓度联系起来[HA]＝δHA c HA , [A-]= δA-c HA一元弱酸溶液多元弱酸溶液[HAc][HAc]K a[HAc]+[H +]=分布系数－一元弱酸c HAc =[HAc]+[Ac -][HAc]==c HAcdef [H +]=[H +]+ K aδHAc [HAc]+[Ac -][HAc]=[Ac -] [Ac -]== =c HAc [HAc]+[Ac -]def [H +]+ K aK a =δAc -a [][][]H A c K H A c +−=➢δHA ＋δA -＝1分布系数的一些特征➢δ仅是pH 和p K a 的函数，与酸的分析浓度c 无关➢对于给定弱酸，δ仅与pH 有关[H +]=[H +]+ K aδHA[H +]+ K aK a=δA -例计算pH4.00和8.00时HAc 的δHAc 、δAc -解: 已知HAc 的K a =1.75×10-5pH = 4.00时pH = 8.00时δHAc = 5.7×10-4, δAc -≈ 1.0[H +]δHAc == 0.85[H +]+ K aK a δ Ac -== 0.15[H +]+ K a对于一元弱碱，可以转化成其共轭酸处理。
例：已知NH 3的p K b = 4.75, 求pH = 2.00 时NH 3和共轭酸的分布分数。
解：25.975.400.14p p p =−=−=b w a K K K 00.2pH =0.1101010]H []H [00.225.900.2NH 4=+=+=−−−+++a K δ824.700.224.924.9NH 106.510101010]H [3−−−−−+⨯==+=+=a a K K δ先思考：什么为主要存在型体？不同pH下的δHA 与δA-pHp K a-2.0 *p K a-1.3 p K a-1.0 *p K a p K a+ 1.0 *p K a+ 1.3 p K a+ 2.0δHAδA-0.990.01 0.950.05 0.910.09 0.500.50 0.090.91 0.050.95 0.010.99对于给定弱酸，δ对pH 作图→分布分数图HAc 的分布系数图（p K a =4.76）3.46 6.06p K a ± 1.3pHHAcAc -4.76优势区域图δHF 的分布系数图（p K a =3.17）HFF -p K a 3.17pH1.00.50.0δ0 2 4 6 8 10 12 pH3.17HF F -例：已知HF 的p K= 3.17, 欲用HF 掩蔽Al (III)a离子，pH 应控制在多大？答：pH >3.17 。
酸碱滴定法第三节酸碱滴定曲线
pOH 4.30 pH 14.00 4.30 9.70
氢氧化钠溶液滴定HAc溶液时,体系的pH变化 （p353）
V(NaOH)/mL 中和% 过量NaOH体积/mL
)/cθ
}
K
a1
K
w
同理
HA OH A2 H 2O
K
t2
K
a2
K
w
强碱滴定弱酸时 弱酸能否准确滴定的条件
cK
a
10 8
弱酸能否被分步滴定，取决于相邻的两个突跃是否
能够被分开，即相邻的两个Ka的比值大小。
K
a1
/
K an1
10 5
例题：用0.20molL-1NaOH滴定0.20molL-1H3PO4,计算 各化学计量点pH并选择指示剂（P356）。
c(H ) 2.001010 mol L-1 pH 9.70
氢氧化钠溶液滴定盐酸溶液时,体系的pH变化
V(NaOH)/mL HCl被滴定% c(H+)
0.00
0.00
1.00×10-1
pH 0.00 1.00
18.00 19.80
90.00 99.00
5.26×10-3 2.28 5.02×10-4 3.30
c(H )/c c(OH )/c KW 107.00 pH 7.00
4.化学计量点后
加入NaOH溶液20.02mL时，滴定百分数T=100.1%
c(OH ) 0.1000mol L-1 20.02mL 20.00mL 5.00105 mol L-1 20.00mL 20.02mL
酸碱溶液中各型体的分布系数与分布曲线 ppt课件
酸碱滴定法
二、一元弱酸（碱）溶液中各型体的分布系数与分布曲线
以醋酸为例，它在水溶液中以HAc和Ac-两种型体存在。设其总浓 度为c(HAc)，也称为分析浓度， HAc和Ac-的平衡浓度分别为 [HAc]和[Ac-]。
物料平衡 解离常数 分布系数
c （ H A c ） = [ H A c ] + [ A c ]
… …
n=[H ]n+[H K ]n-a1 1K K aa1 2 + ...K ..+ anK a1K a2..K an
++...+n=1
化学化工学院
酸碱滴定法
分布分数的总结 ➢ δ 仅是pH和pKa 的函数，与酸的分析浓度c无关 ➢ 对于给定弱酸， δ 仅与pH有关 ➢ 同一物质的不同型体的分布分数的和恒为1
化学化工学院
料平衡方程（material balance equation），用MBE表示。
化学化工学院
酸碱滴定法
物料平衡(Material Balance)
例如NaHCO3溶液中，同时存在H2CO3、HCO3-和CO32-三种型体。其总浓 度c又称为分析浓度（即该组分加入溶液中的总浓度），三种型体
的分析浓度分别表示为[H2CO3]、[HCO3-]和[CO32-] 则分析浓度与平衡浓度的关系是：
pH pKa- 2.0 pKa- 1.3 pKa- 1.0
*pKa pKa+ 1.0 pKa+ 1.3 pKa+ 2.0
酸碱滴定法
δ HAc 0.99 0.95 0.91 0.50 0.09 0.05 0.01
δAc0.01 0.05 0.09 0.50 0.91 0.95 0.99
酸碱溶液中各型体的分布系数与分布曲线
[H ] Ka （HAc） = ; （Ac ） = [H ] Ka [H ] Ka
化学化工学院
酸碱滴定法
分布分数的一些特征
[H ] Ac= [H ] Ka
δHAc＋ δAc-＝1
Ac
Ka = [H ] Ka
H2CO3
pKa1HCO3- pKa2 CO32△pKa = 3.87
化学化工学院
酸碱滴定法
磷酸(H3A)的分布系数图
1.0 H3PO4
δ
H2PO4-
HPO42PO43-
0.0
0
优势区域图
2
2.16 pKa1 H3PO4
4
6
8
10
12
pH
pKa 5.05 7.21 H2PO4pKa2
pKa 5.11 12.32 HPO42pKa3 PO43化学化工学院
分布系数
2
Ka1[H ] （HCO3 ） = 2 [H ] Ka1[H ] Ka1Ka2 Ka1Ka2 2 （CO3 ） = 2 [H ] Ka1[H ] Ka1Ka2
（H2CO3）+（HCO3 ） （CO3 ） =1
化学化工学院
2
酸碱滴定法
… …
化学化工学院
Ka1Ka2..Kan n= n n-1 [H ] +[H ] Ka1+...+Ka1Ka2..Kan
++...+n=1
酸碱滴定法
分布分数的总结
δ 仅是pH和pKa 的函数，与酸的分析浓度c无关
对于给定弱酸， δ 仅与pH有关
一元弱酸浓度对数图的作图法由浓度对数图计算pH由浓度对数图计算
[ HA]sp csp ( HA)
10
RN
10
1/ 2(14 pC pKa )
(10 cKa )
pH
14
1/ 2
(cKt )
1/ 2
Et
10
pH
10 1/ 2 ( Kt csp )
由 图 可 以 直 接 读 出 终 点 误 差
参考文献:
彭崇慧 酸碱平衡的处理 北京大学出版社 1982 李克安 分析化学教程 北京大学出版社 2006 武汉大学主编 分析化学（第四版） 高等教育出版社 2004 周权 利用浓度对数图确定酸碱滴定的终点误差 安徽师大学报(自然科学版) 第21卷2期1 9 9 8年6月
不可忽略[OH-]，需作校正线 MM’R为等腰直角三角形 先不考虑 [OH-]，求出M点的值
0.79
1 6.61 0.04 1 pH 6.57 4) 6.61 pH ( pK pC ) (9.21 2
a
2
0.2mol L 二氯乙酸（HB）
M点位于曲线部分，不能基于图的几何关系准确求出。
10 mol L HCN ( pKa 9.21)
lg[CN ] lg[OH ] .079
[CN ] 10 10
[CN ] [OH ]
4
1
14 0.07 pC pK a 0.79
[CN ]
[CN ]
[ OH ] 10 [ CN ] 将lg[CN ]线向上平移0.07单位 lg([CN 0.16[-CN ]-])线 得 ]+[OH
由图读出pH约为1.15
NaOH滴定一元p [ HA]ep csp ( HA)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.二元酸:以草酸（H2C204）为例 2 存在形式： H2C2O4 ( 2 ); HC2O ( ); C O 4 1 2 4 ( 0 );
总浓度:
c [H2C2O4 ] [HC2O ] [C2O ]
4
2 4
[ H ]2 2 2 [ H ] Ka1[ H ] Ka1Ka 2
第四章 酸碱滴定法
4.1 溶液中的酸碱反应与平衡
4.2 酸碱组分的平衡浓度与分布分数
4.3 溶液中的H+浓度计算
4.4 对数图解法
4.5 酸碱缓冲溶液 4.6 酸碱指示剂 4.7 酸碱滴定原理 4.8 终点误差
4.9 酸碱滴定法的应用
一、酸碱质子理论 1．酸碱的定义和共轭酸碱对
1、定义（分布系数）： 平衡时溶液中某物种的浓度占总浓度的分数。 用δ表示：δi = [ci] / c 当溶液的pH值发生变化时,平衡随之移动,以致
酸碱存在形式的分布情况也发生变化。分布系数δ
与溶液pH值间的关系曲线称为分布曲线。
不同pH值溶液中酸碱存在形式的分布—
—分布曲线
1. 一元酸:以醋酸（HAc）为例 HAc在水溶液中以HAc和Ac- 两种形式存在， 它们的平衡浓度分别为[HAc]和[Ac- ]，则 总浓度（分析浓度）：
HA +OH-
H3O+ + A- Ka = [H +][A-] / [HA]
Kb =[HA][OH-] / [A-]
4.1.3 活度与浓度
a c
溶液无限稀时: 1 中性分子: 1 溶剂活度:a 1
Debye-Hü ckel公式:
0.509 z i2 I lg i 。 （适用于I 0.1) 1 Ba I
c
[HAc] + [Ac- ]
设： HAc 的分布系数为δ1 ； Ac-的分布 系数为δ0 ；
则：
[ HA] [ HA] [H ] HA c [ HA] [ A] K a [ H ] Ka [ A ] c [H ] Ka
且
HA A 1
由上式，以δ对pH作图： 一元弱酸HAc 分布系数与溶液pH关系曲线： 讨论：
δ0 + δ1= 1
HAc 分布系数与溶液pH关系曲线的讨论：
(1) δ0 + δ1= 1 (2) pH = pKa 时； δ0 = δ1= 0.5 (3) pH < pKa 时； HAc（δ1）为主 (4) pH > pKa 时； Ac- （δ0）为主
质子理论定义：凡是能给出质子的物质是酸，
能接受质子的物质是碱。
酸（HB） 质子 （ H +） + 碱（ B-）
酸给出质子后,转化成它的共轭碱；碱接受质子 后，转化成它的共轭酸。因此，因一个质子的得 失而互相转变的每一对酸碱，称为共轭酸碱对。 例如： H2CO3 H+ + HCO 3
HCO
3 2 H CO3
3. 三元酸:以H3PO4为例 四种存在形式： H3PO4 ; H2PO ; HPO ; PO ; 分布系数： δ3 δ2 δ1 δ0
共轭酸碱对的Ka和Kb有下列关系：
Ka· Kb= Kw = 10-14 (25℃) 或 pKa+ pKb = pKw = 14
对于多元酸或多元碱，要注意Ka和Kb的对应关系， 如三元酸有三级离解常数，其Ka和Kb的关系如下：
例HA + H2O A- +H2O
K a1· K b3 = K a2· K b2 = K a3· Kb1 = Kw
小
3. 0 ~ 0.1, 0.1 ~ 0.5两段
H+
M + ,AM 2+ ,A2M 3+ ,A3M4+ ,A40.1 0.2 0.3 0.4 0.5
0.5
I / mol· L-1
二、分布系数和分布曲线
不同pH值溶液中酸碱存在形式的分布: 当共轭酸碱对处于平衡状态时，溶液 中存在着H+ 和不同的酸碱形式。这时它 们的浓度称为平衡浓度，各种存在形式平 衡浓度之和称为总浓度或分析浓度。
1 离子强度 : I ci zi2 zi : 离子电荷 2 常数 : B 3.28(25 o C), 与温度、介电常数有关 离子体积参数 : a , 单位:nm (可查表)
。
活度系数 与离子强度 I 的近似关系曲线
1.0
1. I 一定,电荷数多 ,
小；
, 2. 电荷数一定,I 大
4.1.2 酸碱反应类型及平衡ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ数
a. 一元弱酸碱的离解反应
HA + H2O A — + H3O+
a (H ) a (A ) Ka a (HA)
+
A — + H2O
HA + OH —
a (HA) a (OH ) Kb a (A)
b. 水的质子自递反应:
H2O + H2O (25°C)
H 3O + H2O
H + + H2O H+ + OH 4
NH
H+ + NH3
可见酸碱可以是阳离子、阴离子、也可以是 中性分子，酸总是比其共轭碱多一个质子。但上 述质子得失反应只是一个酸碱半反应，只有两个 酸碱半反应相结合，才成为酸碱反应。 2．酸碱平衡与平衡常数 酸碱的强弱取决于物质给出质子或接受质子 能力的强弱。在共轭酸碱对中，如果酸越易于给 出质子，则酸性越强，其共轭碱的碱性就越弱。 常用酸碱的离解常数Ka和Kb的大小，定量地说明 酸碱的强弱程度.
Ka1[ H ] 1 2 [ H ] Ka1[ H ] Ka1Ka 2
K a1K a 2 0 2 [ H ] K a1[ H ] K a1K a 2
H2A分布系数与溶液pH关系曲线的讨论：
a.pH<pKa1时， H2C2O4为主 b. pKa1< pH <pKa2时,HC2O4-为主 c. pH>pKa2时， C2O4 2 -为主 d. pH=2.75时,1最大；1 =0.938；2 =0.028； 3 =0.034
H3O+ + OH 14
K w a (H ) a (OH ) 1.00 10
共轭酸碱对(HA-A－)的Ka与Kb的关系为 :
a (H ) a (A ) a (HA) a (OH ) Ka Kb Kw a (HA) a (A )
+ -
pKa pKb pK w 14.00