第四章酸碱滴定法（课件）《分析化学(邢文卫)》第3课时同步教学（ 化学工业出版社第三版）

2024/1/1 第四章 酸碱滴定法 以酸碱反应为基础的滴定方法 2024/1/1 酸碱溶液pH值的计算 一、酸的浓度和酸度 1、酸度：溶液中H+的活度,用pH值表示。 2、酸的浓度：又叫酸的分析浓度，指一升溶液中所含某种酸的摩尔数，即酸的总浓度，包括未离解的酸和已离解的酸的浓度。 2024/1/1 二、质子平衡方程（proton balance equation,PBE ） 1、定义： 按照酸碱质子理论，酸碱反应的实质是质子的转移，则得质子后的产物得到质子的摩尔数与失去质子后的产物失去质子的摩尔数相等，按此列出的方程称质子平衡方程。 2024/1/1 2、用途： 根据质子条件，可得到溶液中浓度与有关组分浓度的关系式，即计算公式。 2024/1/1 3、方法： 根据参考水准来写质子平衡方程。 参考水准的选择： 选择一些酸碱组分做参考，以他们作为水准来考虑质子的得失。通常是原始的酸碱组分，大量存在并与质子转移直接有关的酸碱组分。 如原始酸碱组分本身及溶剂水等。 2024/1/1 例1 纯水的质子条件 参考水准 得质子 失质子 H2O OH－ －H＋ ＋H＋ H3O＋ or H+ PBE: or 2024/1/1 例2 写出c mol·L-1 弱酸HB溶液的PBE 参考水准 得质子 失质子 HB H2O －H＋ －H＋ OH－ B－ ＋H＋ H+ PBE： 2024/1/1 例3 写出c mol·L-1 Na2HPO4溶液的PBE 参考水准 得质子 失质子 H2O HPO42- －H＋ －H＋ OH－ PO43- ＋H＋ ＋H＋ ＋2H＋ H+ H2PO4- H3PO4 PBE： 2024/1/1 例4 写出c mol·L-1 NH4H2PO4溶液的PBE 参考水准 得质子 失质子 H2O NH4+ H2PO4- －H＋ －H＋ －H＋ －2H＋ OH- NH3 HPO42- PO43- ＋H＋ ＋H＋ H+ H3PO4 PBE: 2024/1/1 物料平衡方程（补充） 在平衡状态，某组分的分析浓度等于其各型体的平衡浓度之和的数学表达式。 Mass Balance Equation （MBE） 例：写出c mol/L NaHCO3的MBE 2024/1/1 例：写出含有2.010-3mol/LCu(NO3)2和0.20 mol/L NH3的混合溶液的MBE。 2024/1/1 电荷平衡方程（补充） Charge Balance Equation CBE 在平衡状态，溶液中正离子所带电荷总数与负离子所带电荷总数相等的数学表达式。 例：写出cmol/LNaCN溶液的CBE。 Na+, H+, CN-, OH- CBE： 2024/1/1 例：写出c mol/L 的Na2HPO43－的CBE。 Na＋，HPO42－，H2PO4－， PO43－， H＋，OH－ CBE： 2024/1/1 酸 碱 溶 液 c(H+) 的 计 算 物料平衡 电荷平衡 质子条件 c(H+)的精确表达式 近似式 最简式 化学平衡关系 近似处理 进一步近似处理 Proton Condition: 溶液中酸失去质子的数目等于碱得到质子的数目 。 Material Balance: 各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度。 Charge Balance: 溶液中正离子所带正电荷的总数等于负离子所带负电荷的总数。 2024/1/1 三、强酸强碱溶液pH计算 强酸强碱在溶液中全部解离，例如1.0mol·L–1 HCl溶液，[H+] =1.0 mol·L–1 ， pH=0.0。但是在其浓度(ca)很稀＜10-6 mol·L–1时，要考虑水离解出来的H+ 根据PBE: 计算[H+]精确式。 若是强碱， 把[H+]换为[OH –]， Ca换为Cb即可。 2024/1/1 四、一元弱酸弱碱溶液pH计算 1、精确公式 PBE : [H+] = [OH-] ＋[B -] 精确公式： 2024/1/1 2、近似公式 2024/1/1 3、最简式 说明：c / Ka≥500 时，相对误差≤2.2%， c / Ka≥105时，相对误差≤5%，要求Ka[HB]≥10 Kw 即可。 2024/1/1 例 1 计算1.0×10-4 mol·L–1的 H3BO3溶液的pH值，已知pKa=9.24. 2024/1/1 例2 将0.2mol· L-1 HAc与0.2mol L-1 NaOH等体积混合后，求混合液的pH值(HAc的 Ka=1.8×10-5)。 2024/1/1 五、多元酸（碱）溶液 以二元酸H2A为例 PBE [H+] = [OH-] ＋[HA] ＋2[A2-]