zcy-19-2 酸碱平衡及酸碱滴定法
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酸碱平衡和酸碱滴定法第2章酸碱平衡和酸碱滴定法教学目的:化学平衡是滴定分析法的理论基础,掌握化学平衡及相关计算;了解缓冲作用的原理相关计算;掌握酸碱滴定分析法的基本原理及应用。
教学重点:反应平衡常数,分布系数,质子平衡条件及[H+]的近似计算,缓冲溶液的有关计算,会配制缓冲溶液,滴定误差、滴定突跃、滴定可行性判据,一元弱酸、混合酸体系的滴定。
教学难点:平衡常数的计算,[H+]的近似计算,缓冲容量的推导,林邦误差公式的推导和应用;对于不同体系[D]eq计算的公式不同,关键是写出化学计量点产物的质子条件。
2.1 概述2.1.1酸碱平衡研究的内容1. 由投料组分的浓度和平衡常数求算各形式的浓度、活度或pH值2. 由pH值和相关的平衡常数求算各形式的分布分数3. 由某些形式的浓度和投料组分的浓度测算相关的平衡常数4. 缓冲溶液的理论及应用5. 酸碱指示剂、滴定曲线和终点误差2.1.2酸碱平衡的研究手段1.代数法: 代数法是最常用的,是教科书中主要介绍的方法。
它的理论性强,适用广泛是其它各种方法的基础。
但代数法比较繁琐、冗长,计算过程复杂,有时甚至无求解,再者,它的直观性差,不易用来讨论离子酸碱的全貌,这是它在教学中不利的一面。
在酸碱平衡中应用最为广泛。
例如,pH值的计算,分布分数(或副反应系数)的计算,缓冲问题,滴定曲线,常数测定,离子强度计算等都主要使用代数法2.图解法图解法是应大力提倡和推广的方法,数和形的结合历来是数理科学领会复杂概念和解决深奥问题的常规手段。
3.计算机方法计算机可以把我们从烦琐的计算中解放出来,并且它特别适合把公式转换为图形,有利于数和形的结合。
随着计算机的普及和提高,这一方法肯定会成为分析化学各种计算的主要方法。
不过,由于条件的限制,本教材还是以代数法和图解法作为主要内容。
2.1.3 离子的活度与平衡浓度活度:电解质溶液中离子实际发挥作用的浓度称为活度,即有效浓度。
-离子i的活度系数 c -平衡浓度浓度极稀的强电解质溶液:=1 中性分子的活度系数 =1离子的活度系数与离子强度:强电解质在溶液中电离为阴阳离子。
第三章酸碱滴定法1酸碱平衡理论基础一、酸碱质子理论随着科学的发展,人们对酸碱的性质、组成和结构的认识不断深入,提出了不同的酸碱理论,如电离理论、溶剂理论、质子理论、电子理论以及软硬酸碱原则等。
1923年丹麦化学家布朗斯台德和英国化学家劳瑞分别独立提出了酸碱质子理论。
酸碱质子理论认为:凡是能够给出质子的物质都是酸,又称为质子酸;凡是能够接受质子的物质都是碱,又称为质子碱。
按照酸碱质子理论,酸碱可以是中性分子和离子。
酸给出质子生成相应的碱,而碱结合质子后又生成相应的酸;酸与碱之间的这种依赖关系称共轭关系。
相应的一对酸碱被称为共轭酸碱对。
既能给出质子,又能接受质子的物质为两性物质。
共轭酸碱对的质子传递反应,称为酸碱半反应。
酸碱质子理论认为,酸碱半反应不能独立进行,即在溶液中,当一种酸给出质子后,溶液中必然有一种碱接受质子,酸碱反应的实质就是两个共轭酸碱对之间的质子传递。
按照酸碱质子理论,中和反应、酸碱解离及盐的水解等反应均可以表示为两个共轭酸碱对之间的质子传递,即称为酸碱反应。
例如:HF在水溶液中的解离反应是由给出的质子的半反应和接受质子的半反应组成的,两个酸碱对相互作用而达到平衡,反应式如下:。
盐类水解反应也是离子酸碱的质子转移反应。
例如:NaAc的分解:NH4+的分解:二、水的解离和溶液的pH值O所起的作用不同,前一个反应中,溶剂水起了酸的在上述两个反应中,H2作用,后一个反应中溶剂水起了碱的作用。
按照酸碱质子理论,水既能给出质子又能接受质子,也是一种两性物质,通常称为两性溶剂。
水分子间也可以发生质子的转移作用,反应如下式:或这种在溶剂分子间发生的质子传递作用,称为水的质子自递反应,反应的标准平衡常数表达式:或称为水的质子自递常数,又称为水的离子积常数,简称水的离子积。
25 ℃时,纯水中c (H +) = c (OH -) = 1.0 × 10-7 mol·L -1 =1.0 × 10-14水的离子积不仅适用于纯水中,也适用于酸碱溶液中,即不论是酸溶液还是碱溶液,都同时存在着H + 和OH -,只是二者的浓度不同,常温下,都有=1.0× 10-14 这一关系。