文档介绍：第四章酸碱滴定法
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§4-1 酸碱平衡的理论基础
一,酸碱质子理论
根据酸碱质子理论,凡能给出质子的物质是酸;凡能接受质子的物质是碱。因质子的得失而相互转变的每一对酸碱,称为共轭酸碱。酸碱反应就是酸给出质子转变为其共轭碱,而碱得到质子转变为其共轭酸的反应。
H2O === H+ + OH-
HCl === H+ + Cl-
HSO4- === H+ + SO42-
NH4+ === H+ + NH3
H2PO4- === H+ + HPO42-
HPO42- === H+ + PO43-
酸=== H+ + 碱
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由酸碱质子理论可知:
⑴判别酸碱的唯一依据是给出质子还是接受质子;
⑵酸碱可以是中性物质、也可以是阴离子或阳离子;
⑶酸和碱是相对的,一种物质在某条件下是酸,在另一条件下又可是碱。例如上例中HPO42-;
⑷酸碱反应的实质是质子的得失。当一种酸要失去质子时,必须有一种碱来接受质子才行;反之一种物质要接受质子,则必须有一种物质为之提供质子才行。所以,酸碱反应必须在两个共轭酸碱对同时存在下才能进行;例如:醋酸在水中的离解
HAc + H2O === H3O+ + Ac-
如没有水的存在, HAc 就无法实现其质子的转移, 也就无法离解。水在此便是碱。
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二,共轭酸碱在水中的解离常数Ka和Kb的关系
HA +H2O = H3O++ A –
A- + H2O = HA + OH -
共轭酸碱的解离常数的关系:Ka · Kb = Kw
注意多元酸碱平衡常数的关系:
CO32- + H2O = HCO3- + OH- Kb2=Kw / Ka2
HPO42- + H2O = H2PO4- + OH- Kb2 = Kw / Ka2
PO43- + H2O = HPO42- + OH- Kb1 = Kw/ Ka3
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例1:S2-的水解反应为: S2- + H2O == HS- + OH- 其 Kb1=, 求S2-共轭酸的Ka2。
解:根据上式S2-的共轭酸为HS-,其离解常数是H2S的第2级离解常数Ka2
例2:试求HPO42-的Kb2
解:题中要求计算Kb,即HPO42-是作为碱接受质子,接受质子后的共轭酸是H2PO4-,因此,对应的Ka应是磷酸的Ka2,
查表,磷酸的Ka2=*10-8
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§4-2 不同pH值溶液中酸碱存在形式的分布 ----分布曲线
定义(分布系数δi和分布曲线)
平衡时溶液中某物种 i 的浓度占总浓度的分数——分布系数,用δi表示:
δi = ci / c
其中Ci是i 物的浓度,C是各物种的总浓度
不同pH值溶液中酸碱存在形式的分布——分布曲线
作用:(1)深入了解酸碱滴定过程;
(2)判断多元酸碱分步滴定的可能性。
滴定是溶液pH与溶液中各物种的量、比例不断变化的过程
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一,一元酸
以乙酸(HAc)为例:
溶液中物质存在形式:HAc;Ac-;H+,总浓度为c
设: HAc 的分布系数为δ1 ;
Ac- 的分布系数为δ0 ;
同样可得:
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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=
(3) pH < pKa 时;
HAc(δ1)为主
(4) pH > pKa 时;
Ac- (δ0)为主
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二,二元酸
以草酸(H2C2O4)为例:
存在形式:H2C2O4 ; HC2O4-; C2O42-;
(δ2) ;(δ1) ;(δ0);
总浓度 c = [H2C2O4]+[HC2O4- ]+[C2O42-]
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H2A分布系数与溶液pH关系曲线的讨论:
① pH<pKa1时,
H2C2O4为主
② pKa1<pH<pKa2时,
HC2O4-为主
③ pH>pKa2时,
C2O4 2 -为主
④ pH=,1最大;1 =;2 =;3 =
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