酸碱滴定法

酸碱滴定法

思考题

5-1 在硫酸溶液中，离子活度系数的大小次序为：γH+＞γHSO4-＞γSO42-，试加以说明。

答：离子强度对活度系数的影响是与离子的电荷和离子的体积有关，电荷越高，影响越大，体积越大，影响越大，而受电荷的影响程度大于体积的影响程度，而上述三种离子的体积大小为H+

5-2 于苹果酸溶液中加入大量强电解质，草酸的浓度常数Ka1c和Ka2c之间的差别是增大还是减少？对其活度常数Ka10和Ka20的影响又是怎样？

答：1124024224[][]1[]caaHHCOHHCOKKHCOrr

2424222042242][]][[OcHOHCacarrrKOHCOCHK

当加入大量强电解质，溶液的离子强度增大时，离子的活度系数均减小，离子的价态越高，减小的程度越大，所以这时caK1和caK2均增大。由于22422424242lglg2lg(0.50420.50)(0.30)1COCOHCOHCOrIrrIrI

(0.30)01III所以242242OHCOCrr，即caK1增加幅度小，caK2增加幅度大，所以caK1和caK2之间的差别是增大了，由于活度常数只与温度有关而与离子强度无关，所以01aK和02aK不受影响。

5-3 在下列各组酸碱物质中，哪些属于共轭酸碱对？

a. H3PO4-Na2HPO4

b. H2SO4-SO42-

c. H2CO3-CO32-

d. NH3+CH2COOH-NH2CH2COO-

e. H2Ac+-Ac-

f. (CH2)6N4H+-(CH2)6N4

答：只有f是共轭酸碱对，其余的都不是。

5-4 判断下列情况对测定结果的影响：

a. 标定NaOH溶液时，邻苯二甲酸氢钾中混有邻苯二甲酸；

b. 用吸收了二氧化碳的NaOH溶液滴定H3PO4至第一化学计量点情况怎样？若滴定至第二化学计量点时，情况又怎样？

1 第三章 酸碱滴定法

教学目标

 了解酸碱平衡的理论

 掌握酸碱溶液pH的计算

 掌握酸碱指示剂的作用原理及变色范围

 掌握酸碱滴定法的应用

重点与难点

 酸碱溶液pH的计算

 酸碱指示剂的作用原理及变色范围

 酸碱标准溶液的配制与标定

定义：酸碱滴定法是以酸碱反应为基础的滴定分析方法。

适用：（1）水溶液体系；（2）非水溶液体系。

实质： 酸碱反应。

第一节 酸碱平衡的理论基础

一、 酸碱质子理论

酸碱质子理论认为：凡是能给出质子H+的物质是酸；凡是能接受质子的物质是碱。

当某种酸HA失去质子后形成酸根A-，它自然对质子具有一定的亲和力，故A-是碱。

共轭酸碱对：由于一个质子的转移，HA与A-形成一对能互相转化的酸碱，称为共轭酸碱对。这种关系用下式表示：

如：HA ≒ A－ + H+

质子论的特点：

（1）具有共轭性。

（2）具有相对性。

（3）具有广泛性。

二、溶剂的质子自递反应及其常数

在水溶液中

H2O + H2O ≒ H3O+ + OH –

水的离子积：Kw =[ H3O+].[ OH –]= [ H+].[ OH –]=10-14

• H2O 既能接受质子又能给出质子→两性物质

• 发生在水分子间的质子转移→水的质子自递

反应

五、酸碱的强度

二、 酸碱解离平衡

一元共轭酸碱对的Ka和Kb有如下关系：

如醋酸的解离：

HAc（酸1） + H2O （碱2）≒ H3O+（酸2） + Ac- （碱1）

由上式得： 2

例:已知NH3的Kb=1.8×10-5，求NH3的共轭酸NH4+的Ka为多少?

解：NH3的共轭酸为NH4+，它与H2O的反应：

3

第二节 水溶液中酸碱组分不同型体的分布

液碱浓度检测方法

液碱浓度检测主要有以下几种方法：

1. 酸碱滴定法：将一定体积的酸溶液缓慢滴入待检测液碱溶液中，通过对滴定过程中酸碱反应进行观察和记录，确定酸溶液的用量，从而计算出液碱溶液的浓度。

2. pH计法：使用pH计测量液碱溶液的酸碱性，根据pH值与液碱浓度之间的关系进行测量和计算。通常使用玻璃电极测量pH值，或者电化学pH计进行测量。

3. 酸碱指示剂法：使用酸碱指示剂，如酚酞、溴蓝、溴甲酚等，通过颜色的变化来判断液碱溶液的酸碱度，从而推测出液碱的浓度。不同指示剂对应不同的酸碱范围。

4. 显色比色法：利用特定试剂与液碱溶液发生反应，形成可见的颜色变化，通过颜色的深浅来判断液碱溶液的浓度。常用的显色试剂有酚酞、甲基橙等。

5. 电导率法：测量液碱溶液的电导率，根据电导率与浓度之间的关系进行测量和计算。液碱溶液的电导率随浓度的增加而增加。

以上方法可以根据具体实验条件和需求选择适合的方法进行液碱浓度检测。

酸碱滴定法

也称中和法，是一种利用酸碱反应进行容量分析的方法。用酸作滴定剂可以测定碱，用碱作滴定剂可以测定酸,这是一种用途极为广泛的分析方法(见彩图)。最常用的酸标准溶液是盐酸,有时也用硝酸和硫酸。标定它们的基准物质是碳酸钠Na2CO3：

酸碱滴定法

酸碱滴定法

酸碱滴定法

最常用的碱标准溶液是氢氧化钠，有时也用氢氧化钾或氢氧化钡，标定它们的基准物质是邻苯二甲酸氢钾KHC8H4O6或草酸H2C2O4·2H2O：

OH+HC8H4O宮─→C8H4O婇+H2O 如果酸、碱不太弱，就可以在水溶液中用酸、碱标准溶液滴定。离解常数Ka和Kb是酸和碱的强度标志。当酸或碱的浓度为0.1Μ，而且Ka或Kb大于10时,就可以准确地滴定,一般可准确至0.2％（见滴定误差）。多元酸或多元碱是分步离解的，如果相邻的离解常数相差较

大，即大于10，就可以进行分步滴定，这种情况下准确度不高，误差约

为1％。 盐酸滴定碳酸钠分两步进行：

CO娫+H─→HCO婣

HCO婣+H─→CO2↑+H2O

相应的滴定曲线上(见图 )有两个等当点,

因此可用盐酸来测定混合物中碳酸钠和碳酸氢钠的含量，先以酚酞（最好用甲酚红-百里酚

蓝混合指示剂）为指示剂,用盐酸滴定碳酸钠至碳酸氢钠，再加入甲基橙指示剂，继续用盐

酸滴定碳酸氢钠为二氧化碳，由前后消耗的盐酸的体积差可计算出碳酸氢钠的含量。

某些有机酸或有机碱太弱，或者它们在水中的溶解度小，因而无法确定终点时，可选择

有机溶剂为介质，情况就大为改善。这就是在非水介质中进行的酸碱滴定（见非水滴定）。

有的非酸或非碱物质经过适当处理可以转化为酸或碱。然后也可以用酸碱滴定法测定

之。例如，测定有机物的含氨量时，先用浓硫酸处理有机物，生成NH嬃,再加浓碱并蒸出N

H3,经吸收后就可以用酸碱滴定法测定，这就是克氏定氮法。又如测定海水或废水中总盐量

时，将含硝酸钾、氯化钠的水流经阳离子交换柱后变成硝酸和盐酸，就可以用标准碱溶液滴