文档介绍：第7章酸碱平衡与酸碱滴定法
酸碱滴定法是以酸碱反应为基础的滴定分析方法,是滴定分析中广泛应用的方法之一。由于酸碱滴定法的基础是酸碱平衡,因此本章首先介绍溶液中酸碱平衡的基本理论,然后学习酸碱滴定法的基本原理及应用。
溶液中酸碱平衡的处理方法
酸碱溶液中平衡型体之间存在三大平衡关系:①物料(质量)平衡,②电荷平衡,③质子平衡。本章酸度的计算中,用质子平衡对酸碱平衡进行处理,最简单最常用。因此分别介绍这些方法。
物料平衡
平衡状态时,化学体系中某一组分的分析浓度等于该组分各种型体平衡浓度之和。
例题7-1: mol·L-1 HAc溶液,其物料平衡式为:
cHAc=c(HAc) + c(Ac-)=(mol·L-1)
例题7-2: mol·L-1 NaHCO3溶液,其物料平衡式为:
c(Na+)=cNaHCO3=c(H2CO3) + c (HCO) + c(CO)= (mol·L-1)
例题7-3: mol·L-1 NaOH溶液,其物料平衡式为:
CNaOH=c(Na+ )=c(OH - )= (mol·L-1)
例题7-4: mol·L-1 HCl溶液,其物料平衡式为:
CHCl=c(Cl - )=c(H+ )=(mol·L-1 )
例题7-5: mol·L-1 NH4Cl溶液,其物料平衡式为:
CNH4Cl=c(Cl - )=c(NH) + c(NH3)= (mol·L-1)
电荷平衡
处于平衡状态的水溶液是电中性的,即溶液中荷正电质点所带正电荷的总数与荷负电质点所带负电荷的总数相等。
例题7-6: mol·L-1 HAc溶液,其电荷平衡式为:
c(H+ )=c(Ac- ) + c(OH - )
对多价阳(阴)离子,平衡浓度各项中还有相应的系数,其值为相应离子的价数。
例题7-7: mol·L-1 NaHCO3溶液,其电荷平衡式为:
c(Na+ ) + c (H+ )=c(OH - )+c (HCO)+2c (CO)
质子平衡
酸碱反应的实质是质子的转移。酸碱反应达到平衡时,酸失去的质子数与碱得到的质子数相等,其数学表达式为质子条件式。常用零水准法列出质子条件式,其步骤为:
①选择适当的基准态物质(零水准),基准态物质通常是溶液中大量存在并参与质子转移的物质。
②根据质子转移数相等的数量关系写出质子条件式。
例题7-8:写出HCOOH、NH3、NaAc、NH4NO3、NaH2PO4水溶液的质子条件。
零水准
得1个质子
失1个质子
HCOOH
/
COOH -
H2O
H3O+(H+)
OH -
解:①
质子条件:c(H+ )=c(COOH - ) + c (OH - )
零水准
得1个质子
失1个质子
NH3
NH
/
H2O
H3O+(H+)
OH -
②
质子条件:c(NH ) + c(H+ )=(OH - )
零水准
得1个质子
失1个质子
Ac-
HAC
/
H2O
H3O+(H+)
OH -
③
质子条件:c(HAc) + c (H+ )=(OH - )
零水准
得1个质子
失1个质子
NH
/
NH3
H2O
H3O+(H+)
OH -
④
质子条件: c(H+ )=c(NH3)+(OH - )
零水准
得1个质子
失1个质子
失2个质子
NaH2PO4
H3PO4
HPO
PO
H2O
H3O+(H+)
OH -
/
⑤
质子条件: c(H3PO4 ) + c (H+ )=c(HPO ) + c(OH - ) + 2 (PO )
除了零水准法的质子平衡外,也可以根据物料平衡和电荷平衡得出质子条件。
例题7-9:试用质子平衡和物料、电荷平衡这两种方法列出Na2CO3的质子条件。
解:①质子平衡(零水准法):
零水准
得1个质子
得2个质子
失1个质子
CO
HCO
H2CO3
/
H2O
H3O+(H+)
/
OH -
质子条件: c(HCO ) + c(H+ ) + 2c (H2CO3)=c (OH - )
②物料、电荷平衡法:
a2CO3=c (Na+ )=c (H2CO3) + c (HCO ) + c (CO ) ············(1)
电荷平衡:c(Na+ ) + c (H+ )=c (HCO3-) + 2 c(CO32-) + c (OH - )·······················(2)
(1)×2-(2)式得:c(HCO ) + c