水分析化学 第三章 酸碱滴定法.ppt

文档介绍：水质分析化学
讲解人:吴亚坤
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第三章酸碱滴定法
酸碱反应及其平衡常数
酸碱溶液的H+浓度计算
酸碱指示剂
酸碱滴定曲线和指示剂的选择
终点误差
酸碱滴定法的应用
水中碱度和酸度
§3-1 水溶液中的酸碱平衡
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:


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-)
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HA = H+ + A-
(共轭酸) (共轭碱)
例如共轭酸碱对:
HAc—Ac-、HF—F-、
NH4Cl—NH3、H2CO3—HCO3-、
HCO3-—CO32-、H2PO4-—HPO42-等。
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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。
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
多元酸或多元碱(如三元酸)Ka和Kb的关系:
Ka1·Kb3 = Ka2·Kb2 = Ka3·Kb1 = Kw
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平衡浓度:反应平衡时,水溶液中溶质某种型体的实际浓度,用c()表示.

分析浓度(量浓度,总浓度):平衡型体浓度之和,用c表示。
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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。
某一存在形式的平衡浓度占总浓度的分数,即为该存在形式的分布系数,以δ表示。
不同pH值时酸碱存在形式的分布
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。
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设: HAc 的分布系数为δ1 ;
Ac-的分布系数为δ0 ;
则:
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=H++A- c = [HAc] + [Ac- ]
以δ对pH作图
1. 一元酸:以醋酸(HAc)为例
1= =
[HAc] [H+]
c [H+] + Ka
0= =
[Ac-] Ka
c [H+] + Ka
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一元弱酸HAc 分布系数与pH关系曲线:分布曲线
讨论:
+δ1= 1
2. pH = pKa 时,δ0 = δ1=
3. pH < pKa 时, HAc 为主要形式
4. pH > pKa 时, Ac- 为主要形式
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2. 二元酸: 以草酸(H2C2O4)为例
2= =
[H2C2O4] [H+]2
c [H+]2 + Ka1[H+] + Ka1Ka2
1= =
[HC2O4 ] Ka1[H+]
c [H+]2 + Ka1[H+] + Ka1Ka2
-
0= =
[C2O4 ] Ka1Ka2
c [H+]2 + Ka1[H+] + Ka1Ka2
2-
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