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第二章 酸碱滴定法
2.1 酸碱反应及其平衡常数
2.2 酸碱溶液的 H+浓度计算
2.3 酸碱指示剂
2.4 酸碱滴定曲线和指示剂的选择
2.5 终点误差
2.6 酸碱滴定法的应用
2.7 水中碱度和酸度
2
2.1 酸碱反应及其平衡常数
2.1.1 酸碱反应
酸 共轭碱 + 质子
Proton donor Proton acceptor Proton
HAc Ac- + H+
NH4+ NH3 + H+
HCO3- CO32- + H+
H6Y2+ H5Y+ + H+
通式, HA A + H+
共轭酸 碱 + 质子
酸
碱
半
反
应
3
例, HAc在水中的离解反应
半反应 1,HAc Ac- + H+
半反应 2,H+ + H2O H3O+
总反应, HAc + H2O Ac- + H3O+
简写为, HAc Ac- + H+
酸碱反应的实质是质子转移
4
2.1.2 酸碱反应类型及平衡常数
a,一元弱酸 (碱 )的离解反应 +-
-
a
b
( H ) ( A )
=
( HA )
( HA ) ( OH )
( A )
aa
K
a
aa
K=
a
HA + H2O A- + H3O+
A + H2O HA + OH-
?
5
H2O + H2O H3O+ + OH- (25° C)
1 4 0 0a b wp p p,K K K? ? ?
14w ( H ) ( O H ) 1, 0 1 0+ - -K a a? ? ? ?
+
a b w
( H ) ( A ) ( H A ) (O H )
( H A ) ( A )
a a a aK K K
aa
???
? ? ?
共轭酸碱对 (HA-A)的 Ka与 Kb的关系为
b,水的质子自递反应
6
pKb1 = 14.00 - pKa3
pKb2 = 14.00 - pKa2
pKb3 = 14.00 - pKa1
w
bi
a 1ni
K
K
K
??
?
c,多元酸碱的离解反应
a1K a2K a3KH
3A H2A- HA2- A3-
7
2.2.1 一元弱酸的摩尔分数
2.2 酸度对弱酸 (碱 )形体分布的影响
HA=H++A- c(HA)=[HA]+[A-]
+
+
a
H
H+ K
????
????
?
8
“x” 将平衡浓度与分析浓度联系起来
9
pH x(HA) x(A-)
pKa - 2.0 0.99 0.01
*pKa - 1.3 0.95 0.05
pKa - 1.0 0.91 0.09
**pKa 0.50 0.50
pKa + 1.0 0.09 0.91
*pKa + 1.3 0.05 0.95
pKa + 2.0 0.01 0.99
以 x对 pH作图,得形体分布图
不同 pH下的 x(HA) 与 x(A-)
10
HAc的 x-pH图
pKa 4.76
HAc的优势区域图
0 2 4 6 8 10 12 pH
1.0
0.5
0.0 4.76
Ac-HAc
x
3.46 6.06
pKa± 1.3
pHHAc Ac-
4.76
11
HAc的 x-pH图
?,.\..\..\分析化学动画 \醋酸分布曲线,swf
12
2.2.2 二元弱酸 H2A的摩尔分数
? ?
22
1
0
2
-
-
HA
HA
A
cx
cx
cx
??
??
?
??
??
?
?
??
?
13
H2CO3的 x-pH图
1.0
0.5
0.0
0 2 4 6 8 10 12 pH
x
H2CO3 HCO3- CO32-
H2CO3 HCO3- CO32-
6.38
pKa1
10.25
pKa2
△ pKa = 3.87 pH
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三元酸 H3A的摩尔分数
分母由 4项组成,
M = [H+]3+[H+]2Ka1+[H+]Ka1Ka2+Ka1Ka2Ka3
x3 = [H3A]/c= [H+]3/M
x2 = [H2A-]/c= [H+]2Ka1/M
x1 = [HA2-]/c= [H+]Ka1Ka2/M
x0 = [A3-]/c=Ka1Ka2Ka3/M