03第三章 酸碱平衡及酸碱滴定法(3.3 酸碱溶液[H ]的计算）（课件）- 《分析化学》同步教学（北京大学版）

1 第三章 酸碱平衡及酸碱滴定法 3.1 酸碱反应及其平衡常数 3.2 酸度对弱酸(碱)形体分布的影响 3.3 酸碱溶液的H+浓度计算 3.4 酸碱缓冲溶液 3.5 酸碱指示剂 3.6 酸碱滴定曲线和指示剂的选择 3.7 终点误差(不要求) 3.8 酸碱滴定法的应用 3.9 非水溶剂中的酸碱滴定(不要求) 2 3.3 酸碱溶液[H+]的计算 全面考虑、分清主次、合理取舍、近似计算 物料平衡 电荷平衡 *质子条件 化学平衡关系 [H+]的精确表达式 近似处理 近似式 进一步近似处理 最简式 3 数量关系(p71 – 73) 物料平衡(Material<Mass>Balance): 各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度. 电荷平衡(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.(电中性原则) *质子条件(Proton Condition): 溶液中酸失去质子的数目等于碱得到质 子的数目 . 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 4 质子条件式的写法 (p72 – 73) (1) 先选零水准(大量存在,参与质子转移的物质). (2) 将零水准得质子后的形式写在等式的左边,失质子后的形式写在等式的右边. (3) 有关浓度项前乘上得失质子数. 5 例:一元弱酸(HA)的质子条件式： 零水准(Zero Level): H2O, HA HA与H2O间质子转移: HA+H2O H3O+ + A- H2O与H2O间质子转移:H2O+H2O H3O++ OH- 零水准 酸型 碱型 得失质子数相等: [H3O+] = [A-] + [OH-] 酸型 零水准得 质子产物 碱型 零水准失 质子产物 质子条件式: [H+] = [A-] + [OH-] 6 例：Na2NH4PO4水溶液 [H+] + [HPO42- ] + 2[H2PO4- ]+3[H3PO4] = [OH-] +[NH3] 零水准：H2O、NH4+、PO43- 7 酸碱溶液的几种类型 一.一元弱酸碱 HA 多元弱酸碱 H2A, H3A 二.两性物质 HA- 类两性物质 A-+HB 三.混合酸碱:强+弱. 弱+弱 四.共轭酸碱:HA+A- 判断条件, 确定用近似式或最简式 先用最简式计算,再看是否合理 8 3.3.1 弱酸(碱)溶液 1.一元弱酸(HA)的[H+]的计算 (p73 – 74) 展开则得一元三次方程, 难解! 质子条件式: [H+]=[A-]+[OH-] 代入平衡关系式 精确表达式: [H+]= 若将 代入 9 若: Kac>20Kw(10-12.7), 忽略Kw(即忽略水的酸性) [HA]=ca-[A-]=ca-([H+]-[OH-])≈ ca-[H+] 得近似式: 若:<0.05, 即 , 则ca-[H+]≈ca 展开: [H+]2+Ka[H+]-caKa=0, 解一元二次方程即可。 得最简式: 10 例3.8 计算0.20mol·L-1 Cl2CHCOOH 的pH. （pKa=1.26） (p74) 如不考虑酸的离解(用最简式:pH=0.98), 则 Er=29% （如何算？） 故应用近似式: [H+]= 解一元二次方程: [H+]=10-1.09 则pH=1.09 解: Kac=10-1.26×0.20=10-1.96>>20Kw Ka/c=10-1.26/0.20=10-0.56>2.5×10-3 11 例题 计算1.0×10-4mol·L-1 HCN 的 pH(pKa=9.31) 解: Kac=10-9.31×1.0×10-4=10-13.31<20Kw Ka/c= 10-9.31/1.0×10-4 =10-5.31<2.5×10-3 故应用: [H+]= =10-6.61