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1、酸堿滴定法1酸堿反應類型及平衡常數a.一元弱酸堿的離解反應HAc+H2O≒Ac—+H3O+Ac—+H2O≒HAc+OH—2b.水的質子自遞反應:H2O+H2O≒H3O++OH-(25°C)共軛酸堿對(HA-A-)的Ka與Kb的關系為:3c.多元酸堿的離解反應pKb1=14.00–pKa3pKb2=14.00–pKa2pKb3=14.00–pKa1H3BH2B-HB2-B3-≒≒≒4d.滴定反應:Kt—滴定反應常數強酸強堿間的反應H++OH-H2O強酸弱堿間的反應H++B-HB強堿弱酸間的反應OH-+HBH2O+B-≒≒≒5酸度對水溶液中弱酸(堿)型體分布的影響HB+H2O=H3O
2、++B-c0(HB):弱一元酸的初濃度(總濃度、分析濃度)ceq(HB)、ceq(B-):平衡濃度c0(HB)=ceq(HB)+ceq(B-)c0(HB)=c(HB)+c(B-)酸的濃度與酸度:c0(HB)與pH3.1酸堿平衡定量處理方法6弱一元酸各型體摩爾分數的計算:“x”將平衡濃度與分析濃度聯(lián)系起來。7例:計算pH4.00和8.00時的x(HAc)、x(Ac-)。已知HAc的Ka=1.8×10-5解:pH=4.00時,c(H+)=1.0×10-4mol·L-1pH=8.00時,c(H+)=1.0×10-8mol·L-1x(HAc)=5.7×10-4,x(Ac-)≈1.08對指
3、定的酸(堿)而言,摩爾分數是c(H+)的函數,控制溶液的pH值,就可以控制溶液中的各型體的濃度。繪制x—pH曲線,稱為酸(堿)型體分布圖。9c(H+)pHx(HB)x(B-)100KapKa-2.00.990.0120Ka*pKa-1.30.950.0510KapKa-1.00.910.09Ka**pKa0.500.500.1KapKa+1.00.090.910.05Ka*pKa+1.30.050.950.01KapKa+2.00.010.99以x對pH作圖,可得型體分布圖。不同pH下的x(HB)與x(B-)10HAc的x-pH圖pKa4.76HAc的優(yōu)勢區(qū)域圖024681012
4、pH1.00.50.04.76Ac-HAcx3.466.06pKa±1.3pHHAcAc-4.76111.00.50.0024681012pHHF的x-pH圖F-HFHFF-pKa3.17pH12HCN的x-pH圖1.00.50.0024681012pHHCNCN-HCN的優(yōu)勢區(qū)域圖HCNCN-pHpKa9.3113草酸和磷酸的型體分布圖以上分析表明:弱多元酸(堿)與堿(酸)的反應,可近似認為是分步進行的。14研究弱酸(堿)型體分布規(guī)律的意義判斷一定酸度條件下弱酸(堿)的主要存在形式;有助于判斷弱多元酸(堿)能否近似分步中和滴定;摩爾分數x表示平衡濃度與分析濃度(總濃度)之間嚴格
5、的數量關系,是精確計算弱酸(堿)水溶液的酸度的重要的工具。15二.弱酸(堿)水溶液酸度計算質子條件:根據酸堿質子理論,酸堿反應的實質是質子的得失,酸失去質子的數量必定與堿得到的質子的數量相等,這種數量關系稱為質子條件,其數學表達式稱為質子條件式或質子等恒式(PBE)。關鍵:建立水溶液中參加酸堿反應的各物種平衡濃度之間的關系。16質子條件式(PBE)寫出質子條件式時所選的作為參考的物質,稱為零水準物質,是考慮質子轉移的起點。通常選參與質子轉移的、大量存在的物質為零水準物質。將零水準得質子后的產物寫在等式的一側,失質子后的產物寫在等式另一側。必要時,有關濃度項前需乘上得失質子數。質子
6、條件式中,不出現(xiàn)零水準物質;弱多元酸堿多種型體中,只能選一種作為零水準。17例:弱一元酸HAc水溶液中:HAc+H2O=H3O++Ac-(H2O得質子產物)(HAc失質子產物)H2O+H2O=H3O++OH-(H2O得質子產物)(H2O失質子產物)PBE:c(H+)=c(Ac-)+c(OH-)練習:請分別寫出NH4Cl水溶液、NaAc水溶液、氨水溶液、HCl水溶液、NaOH水溶液、HAc+NaAc水溶液的質子條件式。18NH4Cl水溶液c(H+)=c(NH3)+c(OH-)氨水溶液c(OH-)=c(NH4+)+c(H+)NaAc水溶液c(OH-)=c(HAc)+c(H+)19寫出
7、HCl水溶液的質子條件式。c(H+)=c(OH-)+c(HCl)在質子條件式中,強酸的原始濃度加在失質子后產物的一邊,它表示原始強酸在水溶液中全部轉化為H3O+。NaOH水溶液c(OH-)=c(NaOH)+c(H+)20寫出HAc、NaAc混合水溶液中的PBE:選HAc、H2O為零水準:HAc+H2O=H3O++Ac-H2O+H2O=H3O++OH-PBE:c(H+)=c(OH-)+c(Ac-)-c(Na+)也可選Ac-、H2O為零水準:Ac-+H2O=HAc+OH-H2O+H2