无机及分析化学第四章酸碱平衡
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教案•酸碱平衡基本概念与原理•弱电解质电离平衡•缓冲溶液原理及应用•沉淀溶解平衡与溶解度计算目•酸碱滴定法原理与实践操作•酸碱平衡在日常生活和工业生产中应用录酸碱平衡基本概念与原理酸碱酸碱的强弱030201酸碱定义及性质酸碱反应类型中和反应酸和碱互相交换成分,生成盐和水的反应,也称为酸碱中和。
酸碱与金属的反应酸能与金属活动性顺序中排在氢前面的金属发生置换反应,生成盐和氢气;碱能与某些金属(如铝、锌等)反应生成偏铝酸盐和氢气。
酸碱与金属氧化物的反应酸能与金属氧化物反应生成盐和水;碱能与某些金属氧化物反应生成盐和水。
酸碱平衡原理酸碱平衡酸碱指示剂酸碱平衡的移动溶液pH值计算pH值定义01pH值计算方法02酸碱混合溶液pH值计算03弱电解质电离平衡弱电解质定义及分类弱电解质定义弱电解质分类电离平衡常数表达式电离平衡常数定义电离平衡常数表达式影响电离平衡因素浓度温度浓度改变会影响弱电解质的电离程度,但电离平衡常数只与温度有关。
同离子效应多元弱酸、弱碱电离平衡多元弱酸电离平衡多元弱碱电离平衡缓冲溶液原理及应用缓冲溶液组成及作用机制组成作用机制当向缓冲溶液中加入少量酸或碱时,弱酸或弱碱的解离平衡发生移动,从而减弱了溶液pH值的变化,保持溶液的酸碱度相对稳定。
缓冲容量与缓冲范围缓冲容量指缓冲溶液所能抵抗外来酸或碱对溶液pH值影响的能力,与缓冲组分的浓度及解离度有关。
缓冲范围指缓冲溶液能够有效维持pH值稳定的pH值范围,通常与弱酸或弱碱的解离常数有关。
常见缓冲体系及其应用常见缓冲体系应用维持生理pH 值稳定人体内的血液、细胞液等都具有缓冲作用,能够维持生理pH 值的稳定,保障正常生理功能。
要点一要点二药物制剂与储存在药物制剂过程中,缓冲溶液常用于调节药物的酸碱度,提高药物的稳定性和疗效;在药物储存过程中,缓冲溶液也能够减缓药物因酸碱度变化而引起的降解和失效。
生物实验与研究在生物实验中,缓冲溶液常用于细胞培养基、酶反应体系等的配制,为生物实验提供稳定的酸碱环境;在生物医学研究中,缓冲溶液也发挥着重要作用,如用于蛋白质纯化、DNA 提取等实验操作中。
无机及分析化学06酸碱平衡与酸碱滴定法酸碱平衡是无机及分析化学中的一个重要概念,它涉及到溶液中酸和碱之间的相互作用和平衡状态。
酸碱滴定法是一种常用于测定溶液中酸碱性质和浓度的分析方法。
本文将对酸碱平衡和酸碱滴定法进行详细介绍。
首先,我们来介绍酸碱平衡的基本概念。
酸碱平衡是指溶液中酸和碱之间的反应和平衡状态。
在溶液中,酸能够释放出H+离子,而碱能够接受H+离子。
这个过程被称为质子(H+)转移反应。
在酸碱平衡中,有两个重要的概念:酸性度(pH)和酸度常数(Ka)。
pH是用来表示溶液酸碱性强弱的指标,它的定义是pH=-log[H+],其中[H+]代表溶液中的氢离子浓度。
pH值越小,表示溶液越酸;pH值越大,表示溶液越碱。
在中性水溶液中,pH值为7酸度常数Ka用来衡量酸的强弱,它的定义是Ka=[H+][A-]/[HA],其中[H+]代表酸溶液中的氢离子浓度,[A-]代表酸的共轭碱的浓度,[HA]代表未解离酸的浓度。
Ka值越大,表示酸越强。
酸碱滴定法是一种常用于测定溶液中酸碱性质和浓度的分析方法。
在酸碱滴定中,通常会使用滴定管、酸度计、酸碱指示剂等实验装置和试剂。
滴定过程中需要滴定剂、指示剂和滴定的原料溶液。
滴定过程中,首先准备好要分析的溶液和滴定剂。
然后,用滴定管滴入适量的滴定剂到容器中,然后再加入适当的指示剂。
当滴定剂反应完全与原料溶液中的酸或碱反应完成时,指示剂的颜色将发生明显的变化。
通过测量滴定剂用量,可以计算出原料溶液中酸或碱的浓度。
酸碱滴定法有许多不同的类型,其中最常见的有酸碱滴定、氧化还原滴定和络合滴定。
酸碱滴定是根据滴定剂对溶液中的酸或碱进行中和反应来测定其浓度。
氧化还原滴定是通过滴定剂与溶液中的氧化还原反应来测定其浓度。
络合滴定是通过滴定剂与溶液中的金属离子形成络合物来测定其浓度。
酸碱滴定法在实际应用中有广泛的用途。
例如,它可以用于测定食品和药品中的酸碱度,以确保其安全和合规性。
此外,酸碱滴定还可以用于水质分析、环境监测和药物分析等领域。
第四章 酸碱平衡与酸碱滴定法4-1.将300mL0.20 mol ⋅L -1HAc 溶液稀释到什么体积才能使解离度增加一倍。
解:设稀释到体积为V ,稀释后 V c mL 300L mol 20.01⨯⋅=-由 αα-=12a c K 得: )21()2(30020.01 20.022αααα-⋅⨯⨯=-V因为K a =1.74⨯10-5 c a = 0.2 mol ⋅L -1 c a K a > 20K w c a /K a >500故由 1-2α =1-α 得 V =[300⨯4/1]mL =1200mL此时仍有 c a K a >20K w c a /K a >500 。
4-2.奶油腐败后的分解产物之一为丁酸(C 3H 7COOH),有恶臭。
今有0.40L 含0.20 mol ⋅L -1丁酸的溶液, pH 为2.50, 求丁酸的K a 。
解:pH=2.50 c (H +) =10-2.5 mol ⋅L -1α =10-2.5/0.20 = 1.6⨯10-2 K a =52222102.5106.11)106.1(20.01---⨯=⨯-⨯⨯=-ααc4-3. What is the pH of a 0.025mol ⋅L -1 solution of ammonium acetate at 25℃? p K a of acetic acid at 25℃ is 4.76, p K a ofthe ammonium ion at 25℃ is 9.25, p K w is 14.00. 解: c (H +)=00.724.976.421101010---=⨯=a a K KpH= -log c (H +) = 7.004-4.已知下列各种弱酸的K a 值,求它们的共轭碱的K b 值,并比较各种碱的相对强弱。
(1)HCN K a =6.2×10-10; (2)HCOOH K a =1.8×10-4;(3)C 6H 5COOH(苯甲酸) K a =6.2×10-5; (4) C 6H 5OH (苯酚) K a =1.1×10-10;(5)HAsO 2 K a =6.0×10-10; (6) H 2C 2O 4 K a1=5.9⨯10-2;K a2=6.4⨯10-5;解: (1)HCN K a = 6.2⨯10-10 K b =K w /6.2⨯10-10 =1.6⨯10-5(2)HCOOH K a = 1.8⨯10-4 K b =K w /1.8⨯10-4 =5.6⨯10-11(3)C 6H 5COOH K a = 6.2⨯10-5 K b =K w /6.2⨯10-5 =1.61×10-10(4)C 6H 5OH K a =1.1⨯10-10 K b =K w /1.1⨯10-10 =9.1⨯10-5(5)HAsO 2 K a =6.0⨯10-10 K b =K w /6.0⨯10-10 =1.7⨯10-5(6)H 2C 2O 4 K a1=5.9⨯10-2 K b2=K w /5.9⨯10-2 =1.7⨯10-13K a2=6.4⨯10-5 K b1=K w /6.4⨯10-5 =1.5 ×10-10碱性强弱:C 6H 5O - > AsO 2- > CN - > C 6H 5COO ->C 2O 42- > HCOO - > HC 2O 4-4-5.用质子理论判断下列物质哪些是酸?并写出它的共轭碱。