文档介绍：第六章酸碱平衡和酸碱滴定法
本章学****要求
1. 掌握酸碱质子理论:质子酸碱定义,共轭酸碱对,酸碱反应的实质,共轭酸碱Kaθ和与Kbθ的关系。
2. 掌握弱酸、弱碱的电离平衡,影响电离平衡常数和电离度的因素,稀释定律;了解同离子效应,盐效应。
3. 了解质子条件式;掌握最简式计算弱酸、弱碱水溶液的pH值及有关离子平衡浓度;了解酸度对弱酸、弱碱各组分浓度的影响。
4. 掌握缓冲溶液的缓冲原理,pH值,了解缓冲容量和缓冲范围,缓冲溶液的选择与配制及应用。
5. 掌握酸碱指示剂的变色原理、指示剂的变色点、变色范围。
6. 掌握强碱(酸)滴定一元酸(碱)的原理,滴定曲线的概念,影响滴定突跃的因素,化学计量点pH值及突跃范围的计算,指示剂的选择,掌握直接准确滴定一元酸(碱)的判据及其应用。
7. 掌握多元酸(碱)分步滴定的判据及滴定终点的pH计算,指示剂的选择,了解混合酸(碱)准确滴定的判据。
8. 掌握酸碱滴定法的应用,了解CO2对酸碱滴定的影响,掌握酸碱标准溶液的配制及标定,掌握混合碱的分析方法及铵盐中含氮量的测定方法。
内容概要
酸碱质子理论
酸(acid):凡是能够给出质子的物质(分子或离子)称为酸。如HCl、HAc、H2O、H2PO4-
等。
碱(base):凡是能够接受质子的物质(分子或离子)称为碱。如Ac-、CN-、H2O、NH3等。
***物质(pound):既能给出质子又能接受质子的物质称为***物质。如H2O、HCO3-、[Al(H2O)5(OH)]2+等。
共轭酸碱对(conjugated pair of acid-base):酸给出质子转化为碱,碱接受质子转化为酸,质子酸碱的关系是共轭的关系。
如共轭酸碱对
HAc H+ + Ac-
2. 酸碱反应
酸碱反应的实质,是两个共轭酸碱对之间的质子传递反应。在水溶液中,酸碱的质子传递是通过溶剂水来实现的;在非水溶液中,酸碱的质子传递是通过非水溶剂(如冰醋酸)来实现的。因此,酸碱溶液的中和,离解及盐的水解等反应都是共轭酸碱之间质子传递反应。
酸1 + 碱2 酸2 + 碱
电离 HAc + H2O H3O+ + Ac-
中和 HCl + NH3 NH4+ + Cl-
水解 H2O + CN- HCN + OH-
酸碱质子理论没有盐的概念。
3. 水的质子自递反应
仅在溶剂分子之间发生的质子传递反应,称为溶剂的质子自递反应。
H2O+H2OH3O++OH-
其平衡常数,称为溶剂的质子自递常数,以Ksө表示。水的质子自递常数又称为水的离子积(ionization produce of water),用KWө表示
KWө=c(H3O+)·c(OH-)
KWө与浓度无关,但与温度有关。升高温度KWө增大,298K时,KWө=×10-14,pKWө=
4. 酸碱的强度
酸碱的强度与酸碱及溶剂的性质有关。若溶剂为水时,其酸碱的强度可用Kaө、Kbө的大小来衡量。Kaө值愈大,酸就愈强,Kbө值愈小,酸就愈弱。
5. 共轭酸碱对Kaө与Kbө的关系:
酸或碱在水中离解时,也产生相应的共轭碱或共轭酸。当酸的Kaө值愈大,则共轭碱的Kbө值愈小,二者的关系:
Kaө·Kbө=KWө
对于其它溶剂:Kaө·Kbө=KSө
酸碱平衡的移动
:
(1)
(2)稀释定律:Kө=ca2、
同离子效应:在弱酸(碱)的溶液中,加入共轭碱(酸)后,使弱酸(碱)离解度降低的作用,称为同离子效应。
盐效应:在弱酸(碱)溶液中,加入不相同的强电解质,使弱酸(碱)离解度有所增大的作用,称为盐效应。
一般情况下,盐效应比同离子效应弱得多,当它们共存时主要考虑同离子效应。
酸碱平衡的有关浓度计算
1. 水溶液的pH值
pH = -1gc(H+)/c ө
295K 时, c(H+)=c(OH-)=10-7(mol·L-1) pH=7 溶液呈中性
c(H+)>c(OH-) c(H+)>10-7(mol·L-1) pH<7 溶液呈酸性
c(H+)<c(OH-) c(H+)<10-7(mol·L-1) pH>7 溶液呈碱性
pH值的应用范围为0~14之间(溶液中H+浓度在1~10-14 mol·L-1之间)。
一般用酸碱指示剂和pH试纸来测定pH值;如果需要准确测定溶液的pH值,则用酸度计来测量。
根据酸碱质子理论,反应达到平衡时,酸失去的质子数与碱得到的质子数必然相等。其数学表达式称为质子平衡式(proton balance equation)或质子条件式。
选取作为零水准(zero