注册公用设备工程师考试水分析化学培训课件2point(2)

14.2酸碱滴定法

. 酸碱平衡 . 酸碱滴定 . 水的碱度与酸度

一、酸碱平衡 1.酸碱质子理论

(1)酸—凡能给出质子(H+)的物质。 碱—凡能接受质子(H+)的物质。 HA = H+ ＋ A－ 共轭酸 共轭碱 例如共轭酸碱对: HAc—NaAc、HF—NH4F、 NH4Cl—NH3、H2CO3—HCO3－、 HCO3－—CO32－、H2PO4－—HPO42－等。 (2) 酸越易给出质子，其解离常数 Ka 越大 , 酸性越 强;碱越易得质子，其解离常数Kb越大,碱性越强。

(3)溶剂的质子自递：水的质子自递常数即水 的解离常数称为水的离子积。 Kw=〔H+〕· 〔OH－〕 250C Kw=1.0×10-14 pH + pOH = 14 (4)一个共轭酸的越易给出质子，酸性越强, 其共轭碱越难得到质子，碱性越弱。 共轭酸碱对Ka与Kb的关系： Ka.Kb= Kw=1.0×10-14(250C); p Ka ＋p Kb = 14 p Ka = -lg Ka; p Kb = -lg Kb

注意：对于多元酸碱的共轭酸碱对解离常数的关系。 二元酸H2CO3 H2CO3 = H+ + HCO3－, Ka1= 4.2×10-7 HCO3－ = H+ + CO32－ , Ka2=5.6×10-11 二元碱CO32－ CO32－ + H+ = HCO3－ , Kb1= Kw /Ka2 =1.79×10-4 HCO3－+ H+ = H2CO3 , Kb2= Kw /Ka1 =2.38×10-8 如： H2CO3—HCO3－, Ka1.Kb2= Kw; HCO3－— CO32－ , Ka2.Kb1= Kw

K w 1.0 10 14 K b1 1.8 10 4 11 K a 2 5.6 10

Kb2

K w 1.0 10 14 8 2 . 4 10 K a1 4.2 10 7

在水溶液中， HCl是强酸， HAc是弱酸，而在液氨中，由 于NH3接受质子的能力强， HCl、 HAc的酸度则没有差别。 (5)溶剂的拉平效应:将不同强度的酸拉平到溶剂化质子水平的 效应。 如水是HCl 、HNO3 、HClO4 、H2SO4的拉平溶剂； 液氨是HCl 、HAc的拉平溶剂。 溶剂的区分效应:区分出酸碱强弱的效应。

水是HCl 、HAc的区分溶剂。

如冰醋酸溶剂是HCl 、 HNO3 、HClO4 、 H2SO4的区分 溶剂。在冰醋酸的溶剂中,四种酸的强弱顺序为:

HClO4 > H2SO4 > HCl > HNO3

2.溶液pH值计算 计算酸碱平衡体系中各组分的浓度，根据物质量 的等衡原则和质子转移关系,列出酸碱平衡式，从而 可求溶液的[H+] 。

质子条件式(质子条件):以溶液中与质子转移直接有关 的原始酸碱组分作为参考水准(零水准),考虑质子的 得与失,根据酸碱得失质子数相等的原则列出物质量 的关系式,称质子条件式或质子等衡式.

质子条件式是处理酸碱平衡体系中,有关pH值计算问 题的基本关系式。

例:

(1)某一元弱酸HB溶液:零水准 H2O, HB。

质子条件:[H+] = [B-] + [OH-]

(2)某二元弱酸H2B溶液:零水准 H2O, H2B。

质子条件:[H+] = [HB -] +2[B-] + [OH-]

(3) Na2CO3溶液:零水准 H2O, CO32质子条件: [H+] +[HCO3-] +2[H2CO3]=[OH-] (4)NaHCO3溶液:零水准 H2O, HCO3质子条件: [H+] +[H2CO3]=[OH-]+[CO3 2-]

（１）一元弱酸：

当满足条件

c/Ka≥500; cKa≥20Kw 时；

则可应用最简式：

[ H ] K a .C酸

Ka C酸

（2）多元弱酸：

二级以上解离