§8-1 酸碱平衡体系中浓度和不同型体的分布 教学目的：了解分析浓度和平衡浓度的概念。掌握分布系数。 教学过程： [课题引出]在弱酸或弱碱体系中，一种物质可能有多种型体存在，各种形式的浓度称为平衡浓度，各平衡浓度之和称为总浓度或分析浓度。 [板] 一、分析浓度和平衡浓度 分析浓度是指一定体积（或重量）的溶液（或溶剂）中所含溶质的量。通常以物质的量浓度（）为单位。 平衡浓度是指平衡状态时在溶液中存在的每种型体的浓度，用符号[ ]表示。 例：某溶液的分析浓度为，在该溶液中各型体的平衡浓度为则：  [板] 三、水溶液中酸碱组分不同型体的分布 1、分布分数 溶液中某酸碱组分的平衡浓度占其总浓度的分数，称为分布分数，以(表示 [引深]：1、各种存在形式的分布分数的和等于1。 2、分布分数取决于该酸碱物质的性质和溶液的酸度，与总浓度无关。 [叙]讲述分布分数的意义： 分布分数能定量说明溶液中的各种酸碱组分的分布情况。通过分布分数，可求得溶液中酸碱组分的平衡浓度和酸度对溶液中酸（或碱）的各种存在形式的分布的影响规律，对掌握反应的条件具有指导意义。 [板] （一） 酸度对弱酸（碱）各型体分布的影响 1. 一元弱酸（碱）水溶液中各型体的分布 [推导] 因为  根据分布分数的定义（进行近似处理）有：  （8-2）  （8-3）   （8-4） 把（8-3），（8-4）代入（8-2）得：  （8-5） 同理可得：  （8-6） 显然有：  （8-7） [结论] 由以上分布分数的表达式可知，在一定温度下，对于给定的一元弱酸而言，其各型体分布分数的大小只与H+的浓度即溶液的酸度有关，而与弱酸的分析浓度（总浓度）无关。 例1计算pH=5.00时，0.10mol·L-1的HAc溶液中各型体的分布分数及平衡浓度。 解： 查表得；pH=5.00时数据分别代入（8-5）、（8-6）得：   （或 ）   [引深] 按照同样的方法可以计算出不同pH时的和值，然后以pH值为横坐标，以δ为纵坐标，绘制HAc两种型体的—pH曲线，此图称为HAc的型体分布图 [有图得] 从图可知，随着pH值的增大，逐渐减小，逐渐增大。当时，，显然有 ； 当时，，HAc为主要存在型体；时，，Ac-为主要存在型体，因此可以通过控制溶液的酸度得到所需的存在型体。 例2计算pH=10.0时，0.10mol·L-1的氨水溶液中各型体的分布分数及平衡浓度。 解：   查表得；pH=5.00时得：    §8-2酸碱平衡中酸度的计算 教学目的：了解质子条件式。 教学过程： [叙]酸碱反应是物质间质子转移的结果。根据酸碱反应整个平衡体系中质子转移的数量关系列出的等式成为质子条件。由质子条件可计算溶液的[H+] [板] 一、质子条件式 根据酸碱反应整个平衡体系中质子转移的数量关系列出的等式成为质子条件。 二、计算示例 例3写出浓度为c的NaAc水溶液的质子等衡式。 解：以Ac-和水为质子基准条件，在NaAc水溶液中存在如下离解平衡： NaAc →Na+ + Ac-  质子等衡式为：  例4写出Na2S的[OH-]的质子条件等衡式。 解：和水是该体系的质子基准态物质，在Na2S水溶液中存在如下离解平衡：  根据质子得失等衡原理，质子等衡式为：  例5写出NaHCO3的质子条件等衡式。 解：和水是该体系的质子基准态物质，在NaHCO3水溶液中存在如下离解平衡：  根据质子得失等衡原理，质子等衡式为：  §8-3 酸碱指示剂 教学目的：了解常用酸碱指示剂指示范围。 教学过程： [板] 一、酸碱指示剂变色原理 [叙] 酸碱指示剂一般是有机弱酸或弱碱，它们的酸式结构和碱式结构具有不同的颜色，当溶液PH改变时，指示剂获得质子转化为酸式或失去质子转化为碱式，从而引起溶液颜色的变化。 [板]二、指示剂的变色范围 见表8-2 三、混合指示剂 [叙] 有时单一指示剂难以达到要求，这时可采用混合指示剂。使用两种指示剂的混合物或一种指示剂和一种惰性染料的混合物，常常可以改变指示剂变色的敏锐程度。 §8-4一元酸碱的滴定 教学目的： 教学过程： [叙] 本节主要讨论一元酸碱滴定过程中的变化规律和指示剂的选择。 [板] 一、强碱滴定强酸 [叙] 现以溶液滴定溶液为例。 为了了解整个滴定过程中的详细情况，分四个阶段叙述如下。 [板] 1．滴定开始前 溶液的取决于的原始浓度，即分析浓度，因是强酸，故 。 2．滴定至化学计量点前 溶液的由剩余物质的量决定。如加入溶液，溶液中  其它各点的值可按上述方法计算。 化学计量点时 化学计量点时与恰好全部中和完全，溶液的，故化学计量点时为7.0，溶液呈中性。 4.化学计量点后 此时溶液的值根据过量碱的量进行计算。如滴入溶液，即过量时，  [叙] 将上述计算值列于表8-3，以加入量为横坐标，对应的值为纵坐标，绘制关系曲线，称为滴定曲线，如图8-4所示。 表8-3 溶液滴定溶液的变化  图8-1 溶液滴定溶液的滴定曲线（Ⅰ）和溶液滴定溶液的滴定曲线（Ⅱ）  [结论]1、从表8-3和图8-1可见，滴定开始时曲线比较平坦。 因为：溶液中还存在着较多的，酸度较大。 2、当滴定至只剩下，即剩余时，，再继续滴入1滴滴定剂（大约），即中和剩余的半滴后，仅过量，而溶液的值从4.3急剧升到9.7。 即1滴溶液就使溶液值增加5个多单位。 [引深] 在化学计量点前后0.1%，滴定曲线上出现了一段垂直线，这称为滴定突跃。 [强调] 指示剂的选择主要以滴定突跃为依据。 [叙] 凡在内变色的，如甲基橙、甲基红、酚酞、溴百里酚蓝、苯酚红等，均能做为此类滴定的指示剂。 [提问]改变酸碱浓度对滴定突跃有何影响？ 见图： 由图得： 酸碱溶液浓度越大， 滴定曲线在化学计量点附近的滴定突跃区间越长，可供选择的指示剂越多。如果滴定剂溶液的浓度越小，则化学计量点附近的滴定突跃区间就越短，可供选择的指示剂就越少，指示剂的选择就受到限制。 [板] 二、强碱滴定弱酸 [叙]现以溶液滴定溶液为例。 滴定开始前 溶液的值根据解离平衡来计算:  2.化学计量点前 此阶段，溶液的值应根据剩余的与反应产物所组成的缓冲溶液公式计算。现设滴入,与中和后形成,剩余未被中和。 值计算如下:  3.化学计量点时 与完全中和,反应产物为,根据共扼碱的解离平衡计算如下：   4.化学计量点后 此时根据过量的溶液计算值,设加入,溶液中浓度为:  上述计算结果列于表8-4。由表的图： 将滴定的滴定曲线与滴定的滴定曲线相比较,可以看到它们有以下不同点: (1)由于是弱酸，滴定前，溶液中的H+ 浓度比同浓度的的H+ 浓度要低，因此起始的值要高一些。 (2)化学计量点之前，溶液中未反应的与反应产物组成了-缓冲体系，溶液的值由该缓冲体系决定，值的变化相对较缓和。 (3)化学计量点附近，溶液的值发生突变，滴定突跃为7.79.7,相对滴定而言，滴定突跃小得多。 (4)化学计量点时,溶液中仅含，为一碱性物质， 值为8.72，因而化学计量点时溶液呈碱性。 [注意]1、强碱滴定弱酸时，滴定突跃范围较小，指示剂的选择受到限制， 2、强碱滴定弱酸时的滴定突跃大小，决定于弱酸溶液的浓度和它的解离常数两个因素。 §8-6 酸碱标准溶液的配制和标定 教学目的：掌握标准溶液的配制原理。 教学过程： [课题引出] 在酸碱滴定分析法中常用强酸（盐酸，硫酸）配制标准溶液作为滴定剂。 [板] 一、标准溶液的配制和标定 [叙] 酸碱标准溶液制备方法主要是标定法。先配制成近似所需浓度的溶液，然后用基准试剂或者另一种已知准确浓度的标准溶液来标定它的准确浓度。 [板] （一）酸标准溶液的标定 1．无水碳酸钠（） [制取]无水碳酸钠易吸收空气中的水分，在使用前应在干燥个小时；也可用 在下干燥1小时，经烘干发生分解，转化为，然后放在干燥器中保存备用。 标定的反应如下：  [特点]的突跃范围是，滴定时可采用甲基橙（或甲基红）为指示剂，溶液由黄色变为橙色即为终点。 2、硼砂（） [保存方法] 硼砂不易吸水，但易失水，因而要求保存在相对湿度为的环镜中，以确保其所含的结晶水数量与计算时所用的化学式相符。实验室常采用在干燥器底部装入食盐和蔗糖的饱和水溶液的方法，使相对湿度维持在60%。 硼砂标定的反应：  [特点] 化学计量点产物溶液的，可用甲基红为指示剂，溶液由黄色变为红色即为终点。 [板] （二）碱标准溶液的标定 [叙] 氢氧化钠是最常用的强碱，易吸收空气中的。配好的标准溶液也易吸收空气中的，生成。不含的标准溶液最常见的配制方法是取一份纯净的加蒸馏水配成50%的溶液，置于带橡皮塞的试剂瓶中，待沉淀下来后，吸取上层清液，加除去的蒸馏水稀释，配制成所需浓度。常用标定溶液的基准物有以下几种。 [板] 1．邻苯二甲酸氢钾 [叙] 邻苯二甲酸氢钾在空气中不吸水，易保存，摩尔质量大（），在水溶液中呈酸性。因，可用溶液滴定。反应产物为邻苯二甲酸钾钠，若溶液浓度为， 化学计量点时溶液呈碱性，可用酚酞做指示剂。 2．草酸 草酸相当稳定，在相对湿度为的环境中不会风化而失水。通常保存在密闭的容器里备用。配制时水中不能含有，如用碱溶液滴定至酚酞显色，终点后若颜色褪去草酸溶液中可能有碳酸盐存在。 草酸的用溶液滴定时，按二元酸一次被滴定：  化学计量点时，溶液偏碱性（）突跃范围为，可用酚酞做指示剂。 [板]二、的影响及消除 1、影响： 滴定终点溶液为酸性，如时，可用甲基橙指示剂，这时如有，形式不变，即不会耗碱。 滴定终点为碱性，如 ≈9，用酚酞作指示剂，此时主要以形式存在。 2．消除方法： （1）配制的纯水应加热煮沸； （2）配制溶液时除去； （3）标定和测定在同样条件下进行，的影响可大部分抵消； （4）妥善保存标准溶液。