内容正文:
水溶液中微粒变化的图像分析
2024.1.4
一、滴定曲线
对于强酸、强碱的中和,
开始时被中和的HCl浓度较大,
加入少量的NaOH对其pH影响不大;
接近滴定终点时,极少量的NaOH就会引起pH的突变
变色范围在突变范围内的指示剂都可使用
溶质:n(NaA):n(HA)=1:1
由该点pH<7,可知Ka(HA)>Kh(A-)
c(A-) c(HA)
溶质:HA
0.1 mol·L-1 HA溶液pH>1,说明HA是弱酸
通过起始点pH,可估算Ka
例 室温下,向20.00 mL 0.1000 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入0.1000 mol·L-1 NaOH溶液
起始点
②一半点
1.强碱滴定一元酸
把握5个关键点
【问题】图中①~⑤溶质分别是什么?
【反应过程】HA+NaOH=NaA+H2O
③中性点
④中和点
⑤过量点
例 室温下,向20.00 mL 0.1000 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入0.1000 mol·L-1 NaOH溶液
溶质:HA+NaA
根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
可得:
溶质:NaA
溶质:n(NaA):n(NaOH)=1:1
c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
常温下,用0.1000 mol·L-1的盐酸分别滴定20.00 mL浓度均为0.1000 mol·L-1的三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是( )。
A.该NaX溶液中:c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
B.三种一元弱酸的电离常数:Ka(HX)>Ka(HY)>Ka(HZ)
C.当pH=7时,三种溶液中:c(X-)=c(Y-)=c(Z-)
D.分别滴加20.00 mL盐酸后,再将三种溶液混合:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)=c(H+)-c(OH-)
p.253 例2
c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(OH-)+c(Cl-)
c(Na+)=c(X-)+c(Cl-)
c(Na+)=c(Y-)+c(Cl-)
c(Na+)=c(Z-)+c(Cl-)
2.强碱滴定二元弱酸
例 室温时用0.1000 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L-1 H2A溶液
【反应过程】
①H2A+NaOH=NaHA+H2O ②NaHA+NaOH=Na2A+H2O
H2A
反应①进行到一半
n(H2A):n(NaHA)=1:1
反应①中和点
溶质是NaHA
反应②进行到一半
n(NaHA):n(Na2A)=1:1
反应②中和点,溶质Na2A
3.容器I:向20 mL 0.4 mol·L-1 Na2CO3溶液中滴加0.4 mol·L-1盐酸
容器II:向40 mL 0.2 mol·L-1 NaHCO3溶液中滴加0.4 mol·L-1盐酸
下列说法正确的是( )。
A.图中甲、丁线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸,
乙、丙线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸
B.当滴加盐酸的体积为V1 mL时,发生反应为
HCO3-+H+=CO2↑+H2O
C.根据pH-V(HCl)图,滴定分析时,c点可用酚酞、d点可用甲基橙作指示剂指示滴定终点
D.Na2CO3和NaHCO3溶液中均满足:c(H2CO3)-c(CO32-)=c(OH-)-c(H+)
p.254
c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)+c(CO32-)
分布分数δ:
酸碱平衡体系中,各种酸碱组分的平衡浓度占总浓度的分数
HA H+ + A-
⇌
e.g.
δHA+δA- =1
二、分布分数图
HA H+ + A-
⇌
分布分数和溶液起始浓度无关,
只和pH、Ka有关
HA
A-
1.一元弱酸的分布分数图
交点:Ka=c(H+)
2.二元弱酸的分布分数图
①H2CO3+OH- ⇌ HCO3-+H2O ② HCO3- +OH- ⇌ CO32- +H2O
【反应过程】随pH增大,发生的主要反应有:
例 向碳酸中滴加NaOH
a
b
c
【问题1】各交点含义是什么?如何求Ka1、Ka2?
a点
b点
c点
Ka1=c(H+)
Ka2=c(H+)
c2(H+)= Ka1·Ka2
例
c(H2CO3)=c(HCO3-)
c(HCO3-)=c(CO32-)
c(H2CO3)=c(CO32-)
a
b
c
【问题2】如何从图上得出NaHCO3溶液显酸性还是碱性?
例
方法一 读图:HCO3-含量最高点大致代表了