文档介绍：第三章酸碱滴定法1酸碱平衡理论基础一、酸碱质子理论随着科学的发展,人们对酸碱的性质、组成和结构的认识不断深入,提出了不同的酸碱理论,如电离理论、溶剂理论、质子理论、电子理论以及软硬酸碱原则等。1923年丹麦化学家布朗斯台德和英国化学家劳瑞分别独立提出了酸碱质子理论。酸碱质子理论认为:凡是能够给出质子的物质都是酸,又称为质子酸;凡是能够接受质子的物质都是碱,又称为质子碱。按照酸碱质子理论,酸碱可以是中性分子和离子。酸给出质子生成相应的碱,而碱结合质子后又生成相应的酸;酸与碱之间的这种依赖关系称共轭关系。相应的一对酸碱被称为共轭酸碱对。既能给出质子,又能接受质子的物质为两性物质。共轭酸碱对的质子传递反应,称为酸碱半反应。酸碱质子理论认为,酸碱半反应不能独立进行,即在溶液中,当一种酸给出质子后,溶液中必然有一种碱接受质子,酸碱反应的实质就是两个共轭酸碱对之间的质子传递。按照酸碱质子理论,中和反应、酸碱解离及盐的水解等反应均可以表示为两个共轭酸碱对之间的质子传递,即称为酸碱反应。例如:HF在水溶液中的解离反应是由给出的质子的半反应和接受质子的半反应组成的,两个酸碱对相互作用而达到平衡,反应式如下:。盐类水解反应也是离子酸碱的质子转移反应。例如:NaAc的分解:NH4+的分解:二、水的解离和溶液的pH值在上述两个反应中,H2O所起的作用不同,前一个反应中,溶剂水起了酸的作用,后一个反应中溶剂水起了碱的作用。按照酸碱质子理论,水既能给出质子又能接受质子,也是一种两性物质,通常称为两性溶剂。水分子间也可以发生质子的转移作用,反应如下式:或这种在溶剂分子间发生的质子传递作用,称为水的质子自递反应,反应的标准平衡常数表达式:或称为水的质子自递常数,又称为水的离子积常数,简称水的离子积。25℃时,纯水中c(H+)=c(OH-)=×10-7mol·L-1=×10-14水的离子积不仅适用于纯水中,也适用于酸碱溶液中,即不论是酸溶液还是碱溶液,都同时存在着H+和OH-,只是二者的浓度不同,常温下,都有=×10-14这一关系。由上所述,可以把水溶液中H+和OH-浓度关系归纳如下:[H+] =[OH-]时,中性, [H+]﹥[OH-]时,酸性,  [H+]﹤[OH-]时,碱性,  溶液中,[H+]或[OH-]可以表示溶液的酸碱性,但是由于水的离子积是一个很小的常数,直接使用不方便,1909年索伦森提出用pH和pOH表示。pH=-lgc(H+)    pOH=-lg[OH-]故:酸性溶液 [H+]﹥[OH-], pH﹤7中性溶液 [H+]=[OH-],  pH=7碱性溶液 [H+]﹤[OH-]时,pH﹥7常温下,水溶液中,等式两边同时取负对数:25℃时,pH+pOH=pKw=14,以上关系在计算中非常方便。二酸碱解离平衡对于一元弱酸HA,其解离平衡式及其标准平衡常数为:HA      H++A-KaΘ=对于一元弱碱BOH,其解离平衡式及其标准平衡常数为::BOH     B++ OH-KbΘ=以Ka(HA)和Kb(BOH)表示弱酸HA和弱碱BOH的解离常数。解离常数的大小表示弱电解质的解离程度,K值越大,解离程度越大。酸碱的强弱取决于酸碱本身给出质子和接受质子能力的强弱。物质给出质子的能力越强,酸性就越强,反之就越弱;物质接受质子的能力越强,碱性就越强,反之越弱。酸碱解离常数K值的大小,可以定量的说明酸碱的相对强弱。在共轭酸碱对中,如果酸越容易给出质子,酸性越强,则其共轭碱对质子的接受能力越弱,碱性越弱。缓冲溶液一、缓冲溶液及其作用原理在化工生产和分析实验中,许多化学反应都需要在一定的pH条件下进行,这就需要一种能够保持溶液pH值不变的溶液,这种能够抵抗外加的少量强酸或强碱而使其pH基本保持不变的溶液叫做缓冲溶液,缓冲溶液的这种缓冲作用叫做缓冲作用。缓冲溶液的缓冲作用是由其组成决定的。缓冲溶液多由弱酸及其共轭碱组成,如HAc-NaAc、NH4Cl-NH3、NaHCO3-Na2CO3等。缓冲溶液和非缓冲溶液的比较 ×10-5mol·L-·L-1HAc-·L-   在稀盐酸(×10-5mol·L-1)溶液中,加入少量NaOH 或HCl,pH有较明显的变化,说明这种溶液不具有保持pH相对稳定的性能。但在这对共轭酸碱组成的溶液中,加入少量的强酸或强碱,溶液的pH改变很小。这类溶液具有缓解改变氢离子浓度而保持pH基本不变的性能。例如,在由HAc和NaAc组成的缓冲体系中,NaAc完全解离,而HAc存在着解离平衡:HA   H++Ac-,当向缓冲溶液中加入小量的强酸时,由于