03第三章 酸碱平衡与滴定法(3.4-3.8）（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 3.4 酸碱缓冲溶液 生理缓冲溶液 人体液(37℃)正常pH 为7.35-7.45。每人每天耗O2600L, 产生CO2酸量约合2L浓HCl, 除呼出CO2及肾排酸外, 归功于血液的缓冲作用。 血红蛋白: HHb-KHb 血浆蛋白:HPr-NaPr 氧络血红蛋白:HHbO2-KHbO2 磷酸盐:H2PO4--HPO42- 碳酸盐:H2CO3-HCO3- (1.35mmol·L-1—27 mmol·L-1) pH=6.10+lg20=7.40 3 3.4.1 缓冲容量 (p87) 1L 溶液中引入强碱或强酸的 mol数与pH变化量的比值。 4  - pH曲线 (p88) 1 3 5 7 9 11 13 pH 2.88 4.76 8.88 pKa 10 8 6 4 2 0 102  H+ HAc+Ac - OH- 0.1mol·L-1 HAc Ac- 0.1mol·L-1 强酸:H+=2.3[H+]≈2.3c(HCl) ( pH<3) 强碱:OH-=2.3[OH-]≈2.3c(NaOH) (pH>11) 共轭体系:HA – A- HA – A- = 2.3·c·x1·x0 5 共轭体系缓冲容量的特点： （1）∝c, c增大, 增大 （2）[H+] = Ka (pH=pKa)时, max = 0.575c （3）缓冲范围: pKa-1 < pH < pKa+1 pKa-1 x1=0.9, x0=0.1 =0.36max pKa+1 x1=0.1, x0=0.9 =0.36max pKa±2 0.99, 0.01 =0.04max 6 3.4.2 缓冲溶液的选择 1.有较大的缓冲能力: c 较大(0.01～1mol·L-1); pH≈pKa, 即ca∶cb≈1∶1 4.5 ～ 6 8～10 HAc— NaAc : pKa=4.76 (pH 4～5.5) NH4OH—NH3: pKb=4.75 (pH ) (CH2)6N4— (CH2)6N4H+: pKb=8.87 (pH ) 2.不干扰测定(EDTA滴定Pb2+,不用HAc-Ac-)。 7 常用缓冲溶液 (p89) 缓冲溶液 pKa 缓冲范围 氨基乙酸+HCl 2.35 1.5～3.0 氯乙酸+NaOH 2.86 2～3.5 甲酸+NaOH 3.77 3～4.5 HAc+NaAc 4.76 4～5.5 六次甲基四胺+HCl 5.13 4.5～6.0 H2PO4-+HPO42- 7.21 6.5～8 三羟甲基甲胺+HCl 8.21 7.5～9 硼砂(H3BO3+H2BO3-) 9.24 8.5～10 NH4++NH3 9.25 8.5～10 8 3.4.3 缓冲溶液的配制方法 1.按比例加入HA和A(NaAc+HAc, NH4Cl+NH3); 2.溶液中[H+]大, 加过量A-, 溶液中[OH-]大, 加过量HA; 3.溶液中有HA,可加NaOH中和一部分, 溶液中有A,可加HCl中和一部分; 形成HA-A-共轭体系 9 配制缓冲溶液的计量方法 方法1: (确定引入酸or碱) 1.按所需pH求ca/cb: pH0=pKa+lg(cb /ca); 2.按引入的酸(碱)量△ca及pH变化限度计算ca和cb: 3.据ca,cb及所需溶液体积配制溶液. 10 方法2: (确定引入酸or碱) 1.分别计算pH0和pH1时的x(HA)、x(A) 2.引入酸的量c(HCl)= △x(HA)×c总 (引入碱的量c(NaOH)= △x(A)×c总) 求出c总 3.pH0时 ca=c总×x(HA)