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1、酸堿反應(yīng)的特點:反應(yīng)速度快,副反應(yīng)極少,反應(yīng)進行的程度可用平衡常數(shù)估計,確定反應(yīng)計量終點的方法簡便,有多種酸堿指示劑可供選擇。酸堿滴定法是以酸堿反應(yīng)為基礎(chǔ)的,利用酸堿平衡原理,通過滴定操作來定量地測定物質(zhì)含量的方法。它是滴定分析中重要的方法之一。第四章酸堿滴定法第一節(jié)酸堿質(zhì)子理論重點1、理解共軛酸堿對的概念;2、掌握共軛酸和共軛堿兩者酸堿性強弱的關(guān)系;3、掌握酸堿反應(yīng)平衡常數(shù)的表達。一、相關(guān)概念1、酸-凡是能夠給出質(zhì)子的物質(zhì)就是酸2、堿-凡是能夠接受質(zhì)子的物質(zhì)就是堿。如:HA?H++ A-酸?質(zhì)子+堿3、共軛酸堿對-彼此之間相差一個質(zhì)子的酸和堿就叫做共軛酸堿
2、對。其中酸叫共軛酸,堿叫共軛堿。表示符號:HA-A-第一節(jié)酸堿質(zhì)子理論共軛酸共軛堿HAc?H++Ac-HAc-Ac-NH4+?H++NH3NH4+-NH3H2PO4-?H++HPO42-H2PO4--HPO42-HPO42-?H++PO43-HPO42--PO43-注意:在質(zhì)子理論中,酸和堿不再局限于中性分子,還可以是陰離子、陽離子。同時,有的物質(zhì)在某個共軛酸堿對中是堿,在另一個共軛酸堿對中卻是酸,如HPO42-。既能提供質(zhì)子,又能接受質(zhì)子的物質(zhì)稱為兩性物質(zhì)。舉例4、酸堿反應(yīng)-兩對共軛酸堿對之間的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。一、相關(guān)概念如醋酸在水中的離解:HAc?H++A
3、c-+ H2O+H+=H3O+HAc+H2O=H3O++Ac-酸1堿2酸2堿1在這里,作為溶劑的水分子同時起到了堿的作用。H3O+簡寫為H+,整個反應(yīng)式也寫成簡化式:HAc=H++Ac-但它代表的仍是一個完整的酸堿反應(yīng)。堿在水中的離解反應(yīng)也是同樣,如氨的離解:NH3+H2O=NH4++OH-NH3接受了由H2O提供的質(zhì)子而為NH4+,而H2O失去了質(zhì)子成為OH-。在這里,作為溶劑的水分子起到了酸的作用。H2O既能接受質(zhì)子,又能提供質(zhì)子,所以H2O是兩性物質(zhì)。H2O分子之間能發(fā)生質(zhì)子自遞作用:H2O+H2O?H3O++OH-二、酸堿反應(yīng)的平衡常數(shù)(Ka、Kb、
4、Kw)分析化學中的反應(yīng)通常在稀溶液中進行,故酸堿平衡常數(shù)可表示為:HA?H++A-A-+H2O?HA+OH-H2O+H2O?H3O++OH-Ka=[H+]·[A-][HA]Kb=[HA]·[OH-][A-]Kw=[H+][OH-]=1.0×10-14在一定溫度下,生成物平衡濃度系數(shù)次方的乘積與反應(yīng)物平衡濃度系數(shù)次方的乘積之比為平衡常數(shù)第一節(jié)酸堿質(zhì)子理論三、酸堿的強度、共軛酸堿對Ka與Kb的關(guān)系酸堿的強度除了與酸、堿本身的性質(zhì)有關(guān)外,還與溶劑的性質(zhì)有關(guān)。如HAc在水中為弱酸,但在液氨中酸性大大增強。這里,我們只討論在水溶液中酸堿的強度。在水溶液中,酸堿的強度用
5、它們在水溶液中的解離常數(shù)Ka、Kb衡量。1、酸堿強度解離常數(shù)Ka越大,其酸性越強;解離常數(shù)Kb越大,其堿性越強。第一節(jié)酸堿質(zhì)子理論HCl+H2O=H3O++Cl-Ka》1HAc+H2O?H3O++Ac-Ka=1.8×10-5H2S+H2O?H3O++HS-Ka,1=5.7×10-8HCl>HAc>H2S所以上面三種酸的強度是?舉例以HAc-Ac-為例:HAc?H++Ac-Ac-+H2O?HAc+OH-Ka=[H+]·[Ac-][HAc]Kb=[HAc]·[OH-][Ac-]2、共軛酸堿對(HA-A-)Ka與Kb的關(guān)系三、酸堿的強度、共軛酸堿對Ka與Kb的關(guān)系
6、Ka×Kb=[H+]·[Ac-][HAc]×[HAc]·[OH-][Ac-]=[H+][OH-]=Kw=1.0×10-14第一節(jié)酸堿質(zhì)子理論試比較Cl-、Ac-和HS-的堿性強弱。答:HS->Ac->Cl-結(jié)論一對共軛酸堿對,其共軛酸的酸性越強(即Ka越大),則其共軛堿的堿性就越弱(即Kb越?。?;反之亦然。例:HCl+H2O=H3O++Cl-Ka》1HAc+H2O?H3O++Ac-Ka=1.8×10-5H2S+H2O?H3O++HS-Ka,1=5.7×10-8練習1、下列各組酸堿對中,屬于共軛酸堿對的是A.H2CO3—CO32-B.H3O+—OH-C.HPO
7、42-—PO43-D.NH3+CH2COOH—NH2CH2COO-2、濃度相同的下列陰離子的水溶液,堿度最強的是A.Ac-(Ka=1.8×10-5)B.CN-(Ka=6.2×10-10)C.CO32-(Ka1=4.2×10-7;Ka2=5.6×10-11)D.F-(Ka=3.5×10-4)第二節(jié)水溶液中弱酸(堿)各型體的分布重點1、理解弱酸(堿)水溶液中的物料平衡、電荷平衡和質(zhì)子平衡并會寫三個平衡關(guān)系式;2、理解酸度對弱酸(堿)各型體分布的影響。(一)分析濃度與平衡濃度分析濃度:溶液中溶質(zhì)的總濃度。又稱標簽濃度。通常以物質(zhì)的量濃度(mol/L)為單位,用c表
8、示。平衡濃度:指平衡狀態(tài)時,在溶液中存在的每個型體的