酸堿平衡與酸

1、2022-5-3Template copyright 2005 1 第六章第六章 酸堿平衡與酸酸堿平衡與酸 堿滴定法堿滴定法 制作：制作：理學(xué)院化學(xué)系理學(xué)院化學(xué)系2022-5-3Template copyright 2005 2 酸酸 堿堿 指指 示示 劑劑 酸酸 堿堿 滴滴 定定 曲曲 線線 酸酸 堿堿 滴滴 定定 法法 的的 應(yīng)應(yīng) 用用 練練 習(xí)習(xí)2022-5-3Template copyright 2005 3第六節(jié)第六節(jié) 酸堿滴定法酸堿滴定法一、酸堿指示劑一、酸堿指示劑甲基橙甲基橙 Methyl Orange (MO)(CH3)2N(CH3)2N=N=N H=NNSO3-SO3-OH-

2、 H+ 紅紅3.1-4.0(橙橙)-4.4黃黃pKa=3.4變色原理：變色原理：2022-5-3Template copyright 2005 4MOMRPP3.1 4.44.4 6.28.0 9.64.0 pT5.0 pT = pKa9.0常用單一酸堿指示劑常用單一酸堿指示劑百里酚酞百里酚酞: 無(wú)色無(wú)色 9.4 -10.0(淺藍(lán)淺藍(lán)) - 10.6藍(lán)藍(lán)2022-5-3Template copyright 2005 5HIn(H ) (In )(HIn)ccKcHIn(In )(HIn)(H )Kccc變色范圍：變色范圍：+-23HInHIn H OH OIn ()K酸式酸式堿式堿式H-In(

3、In )1(n)1HI10pHcpKcH-In(In )10()1HIn1pHcpKcHInHIn-10(In )11(HIn)1011pKpHpKcc 理論變色點(diǎn)：理論變色點(diǎn)：c(In) = c(HIn)，HInpHpK理論變色范圍：理論變色范圍：HInpH p1K2022-5-3Template copyright 2005 6實(shí)際與理論的變色范圍有差別，深色比淺色靈敏。實(shí)際與理論的變色范圍有差別，深色比淺色靈敏。 指示劑的變色范圍越窄，指示變色越敏銳。指示劑的變色范圍越窄，指示變色越敏銳。注意：注意： 例：例： pKa 理論范圍理論范圍 實(shí)際范圍實(shí)際范圍甲基橙甲基橙 3.4 2.44.4

4、 3.14.4甲基紅甲基紅 5.1 4.16.1 4.46.2 酚酞酚酞 9.1 8.110.1 8.010.0百里酚酞百里酚酞 10.0 9.011.0 9.410.62022-5-3Template copyright 2005 7宜少不宜多宜少不宜多, , 看清顏色即可看清顏色即可溫度影響溫度影響pKa , pKa , 影響變色間隔影響變色間隔, , 一般應(yīng)室溫滴定一般應(yīng)室溫滴定無(wú)色無(wú)色有色，淺色有色，淺色有色有色例：例：甲基紅甲基紅 + + 溴甲酚綠溴甲酚綠5.05.1 5.2暗紅暗紅 灰灰 綠綠用于用于Na2CO3標(biāo)定標(biāo)定HCl時(shí)指示終點(diǎn)時(shí)指示終點(diǎn)2022-5-3Template c

5、opyright 2005 8二、酸堿滴定曲線及指示劑的選擇二、酸堿滴定曲線及指示劑的選擇 滴定曲線：滴定曲線：以滴定劑的加入量（或以滴定劑的加入量（或）為為，溶液，溶液為為作圖，所得的曲線作圖，所得的曲線稱為滴定曲線。（用于指示劑的選擇）稱為滴定曲線。（用于指示劑的選擇） 滴定分?jǐn)?shù)滴定分?jǐn)?shù)(T )：T 所加滴定劑的物質(zhì)的量被滴定的組分物質(zhì)的量 選擇指示劑的原則選擇指示劑的原則:指示劑的變色點(diǎn)盡可能與化學(xué)計(jì)指示劑的變色點(diǎn)盡可能與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)接近，以減小滴定誤差。與量點(diǎn)接近，以減小滴定誤差。與滴定突躍范圍有重疊。滴定突躍范圍有重疊。2022-5-3Template copyright 2005 9

6、 一元強(qiáng)堿（酸）滴定一元強(qiáng)酸（堿）一元強(qiáng)堿（酸）滴定一元強(qiáng)酸（堿） 一一元強(qiáng)堿（酸）滴定一元弱酸（堿）元強(qiáng)堿（酸）滴定一元弱酸（堿） 多元弱酸（堿）的滴定多元弱酸（堿）的滴定2022-5-3Template copyright 2005 10 一元強(qiáng)堿（酸）滴定一元強(qiáng)酸（堿）一元強(qiáng)堿（酸）滴定一元強(qiáng)酸（堿）0.1000 molL-1 NaOH溶液滴定溶液滴定20.00 mL 0.1000 molL-1 HCl溶液溶液反應(yīng)方程式：反應(yīng)方程式：+-2HOHH O 滴定前滴定前+1(H )0.1000cmol L1.00pH 滴定開(kāi)始至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前滴定開(kāi)始至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前T = 0.00+1V(HCl

7、)V(NaOH)(H )0.1000V(HCl)V(NaOH)cmol L2022-5-3Template copyright 2005 11+13120.0018.00(H )0.10005.26 1020.0018.00mLmLcmol Lmol LmLmL2.28pH 18.00/20.000.900T 誤差誤差 -0.1%+15120.0019.98(H )0.10005.00 1020.0019.98mLmLcmol Lmol LmLmL4.30pH 19.98/20.000.999T 化學(xué)計(jì)量點(diǎn)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)c(H+) = c(OH-) = 1.010-7 molL1 pH = 7.0

8、0 T = 1.0002022-5-3Template copyright 2005 12 化學(xué)計(jì)量點(diǎn)后化學(xué)計(jì)量點(diǎn)后-1V(NaOH)V(HCl)(OH )0.1000V(NaOH)V(HCl)cmol L誤差 + 0.1%120.0220.00(OH )0.100020.0220.00mLmLcmol LmLmL141+101-511.00 10(H )2.00 10(OH )5.00 10wKmol Lcmol Lcmol L9.70pH 1.001T 2022-5-3Template copyright 2005 13pH1210864200 100 200%滴定百分?jǐn)?shù)滴定百分?jǐn)?shù), ,T

9、%9.7 sp+0.1%4.3 sp-0.1%sp 7.0突突躍躍9.0 5.04.09.88.03.1*6.2*4.4PPMRMO 化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前后化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前后0.1 甲基橙：滴至甲基橙：滴至甲基紅：滴至甲基紅：滴至酚酞：酚酞： 滴至滴至反過(guò)來(lái)以反過(guò)來(lái)以0.1000 molL-1 HCl溶液滴定溶液滴定0.1000 molL-1 NaOH 溶液溶液2022-5-3Template copyright 2005 14 酸堿指示劑選擇的依據(jù)：酸堿指示劑選擇的依據(jù)：指示劑變色范圍全部或一部分落在滴定突躍范圍內(nèi)指示劑變色范圍全部或一部分落在滴定突躍范圍內(nèi) 一般選擇指示劑的變色過(guò)程一般選擇指示劑的變色

10、過(guò)程或或?yàn)楹脼楹?NaOH滴定滴定HCl，指示劑：酚酞，無(wú)色，指示劑：酚酞，無(wú)色淺粉色淺粉色 HCl滴定滴定NaOH，指示劑：甲基紅，黃色，指示劑：甲基紅，黃色橙色。橙色。 指示劑的指示劑的與化學(xué)反應(yīng)與化學(xué)反應(yīng) 突躍范圍：突躍范圍：pH 4.30 9.70, 指示劑：指示劑： 酚酞酚酞(8.09.8), 甲基紅甲基紅(4.46.2), 甲基橙甲基橙(3.14.4)2022-5-3Template copyright 2005 150 100 200% pH1210864210.79.78.77.05.34.33.3PPMRMO5.04.49.06.24.43.1.01molL-1 0.1mol

11、L-1 1molL-1NaOHHCl濃度增大濃度增大10倍，突躍增倍，突躍增加加 2個(gè)個(gè)pH單單位。位。2022-5-3Template copyright 2005 16 一元強(qiáng)堿（酸）滴定一元弱酸（堿）一元強(qiáng)堿（酸）滴定一元弱酸（堿）0.1000 molL-1 NaOH溶液滴定溶液滴定20.00 mL 0.1000 molL-1 HAc溶液溶液-2HAc OHH O Ac 滴定前：滴定前：HAc+31(H )1.34 10acKc cmol L 2.87pH 滴定開(kāi)始至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前：滴定開(kāi)始至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前： HAc, NaAca(HAc)pHplg(Ac )cKca(HAc)plg(Ac

12、)nKn =2022-5-3Template copyright 2005 17誤差誤差 - 0.1%12119.98mL(Ac )0.10005.00 1020.00mL 19.98mLcmol Lmol L pH = 7.76 T = 0.999 化學(xué)計(jì)量點(diǎn)：化學(xué)計(jì)量點(diǎn)：NaAc pOH = 5.28， 即即 pH = 8.72 T = 1.00015120.00mL - 19.98mL(HAc)0.10005.00 1020.00mL 19.98mLcmol Lmol L14-14151.0 10(OH )0.050005.3 101.76 10bcKcmol Lmol L2022-5-

13、3Template copyright 2005 18 化學(xué)計(jì)量點(diǎn)后：化學(xué)計(jì)量點(diǎn)后： NaAc，NaOH(NaOH)V(NaOH)(HAc)V(HAc)(OH )(NaOH)V(HAc)cccV誤差誤差 + 0.1%11-0.1000mol L0.02002L 0.1000mol L0.02000L(OH )0.02002L 0.02000Lc= 510-5 molL-1 pOH = 4.3， 即即 pH = 9.7 T = 1.0012022-5-3Template copyright 2005 190 100 200 T%pH121086420HAc Ac- Ac-+OH-突突躍躍6.24

14、.43.19.78.77.74.35.04.0PPMRMOHAcHCl體系為體系為弱堿溶液，所以弱堿溶液，所以pH7。由于弱酸溶液由于弱酸溶液pH值大于同濃度的強(qiáng)酸，值大于同濃度的強(qiáng)酸，起點(diǎn)起點(diǎn)pH較高較高產(chǎn)生產(chǎn)生Ac的的同離子效應(yīng)，溶液同離子效應(yīng)，溶液pH上升上升較快，滴定曲線較陡較快，滴定曲線較陡溶液溶液緩沖能力最強(qiáng)，曲線變得緩沖能力最強(qiáng)，曲線變得平緩，平緩，溶液溶液失去緩沖能力，曲線變得失去緩沖能力，曲線變得陡直，出現(xiàn)陡直，出現(xiàn)pH突躍突躍曲線與曲線與NaOH滴定滴定HCl曲線完全重合。曲線完全重合。 2022-5-3Template copyright 2005 200 50 100

15、150 200% 6.254.305.286.24.43.1pHNaOHNH3T溶液的溶液的pH值變化由值變化由大到小，與用大到小，與用NaOH滴定滴定HAc的正好相反的正好相反化學(xué)計(jì)量點(diǎn)化學(xué)計(jì)量點(diǎn)pH V2 : NaOH Na2CO3V1 = V2 : Na2CO3V1 V2 : Na2CO3 NaHCO3V1 = 0 : NaHCO3V2 = 0 : NaOHHCl消耗體積與混合堿組成關(guān)系消耗體積與混合堿組成關(guān)系2022-5-3Template copyright 2005 37 223(HCl)HCl106.0(Na CO )scV ()wm12(HCl) HCl(HCl) 40.00(

16、NaOH)scV () Vwm123(HCl)(HCl) 106.0(Na CO )scVwm213(HCl)(HCl)(HCl) 84.01(NaHCO )scVVwm2022-5-3Template copyright 2005 381 . HAc、NaHCO3、NaH2PO4 的的Ka 分別為分別為1.8 10-5 ，5.6 10-11 和和6.2 10-8。這三種酸的共軛堿在相同濃度下其水溶液。這三種酸的共軛堿在相同濃度下其水溶液堿性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)閴A性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?。2. 中和等體積的且有相同中和等體積的且有相同pH的的HCl和和HAc溶液，所需溶液，所需NaOH 的量的量是前者

17、是前者 （ 、=）后者。）后者。3有反應(yīng)：有反應(yīng)：HA + HB = H2B+ + A ，則最強(qiáng)的酸、堿是則最強(qiáng)的酸、堿是 ( )。 A. HA , A B. H2B+ , HB C. H2B+ , A D. HA , HB4某弱酸某弱酸HA在濃度為在濃度為0.50 mol/L時(shí)離解度為時(shí)離解度為10%；同溫度下，則；同溫度下，則濃度為濃度為0. 05 mol/L的該酸的離解度為的該酸的離解度為( )。 A. 10% B. 1% C. 大于大于10% D. 小于小于10%5298K，某酸某酸HA 0.10 mol/L離解度為離解度為0.1%，則溶液中，則溶液中OH 離子離子濃度為濃度為( )

18、A. 10 3 B. 10 11 C. 10 12 D. 10 10 2022-5-3Template copyright 2005 396. 下列說(shuō)法中正確的是（下列說(shuō)法中正確的是（ ）。）。 (A) 硼酸硼酸B(OH)3分子中分子中(H3BO3)有三個(gè)有三個(gè)H，因此，它是一個(gè)三元因此，它是一個(gè)三元酸。酸。 (B) 弱酸的電離常數(shù)越大，則酸越強(qiáng)，其水溶液的酸度越大。弱酸的電離常數(shù)越大，則酸越強(qiáng)，其水溶液的酸度越大。 (C) 電離度越大，電離出電離度越大，電離出H+ 的百分?jǐn)?shù)越多，則該弱酸的電離常的百分?jǐn)?shù)越多，則該弱酸的電離常數(shù)就越大。數(shù)就越大。 (D) 對(duì)于弱酸溶液，濃度和溫度一定，則電離度

19、越大，酸就越強(qiáng)。對(duì)于弱酸溶液，濃度和溫度一定，則電離度越大，酸就越強(qiáng)。7. 用于標(biāo)定用于標(biāo)定HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的基準(zhǔn)物質(zhì)為（標(biāo)準(zhǔn)溶液的基準(zhǔn)物質(zhì)為（）。）。 A. 鄰苯二甲酸氫鉀鄰苯二甲酸氫鉀 B. Zn C. Na2CO3 D. Na2C2O48. 用用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定同濃度的一元弱酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定同濃度的一元弱酸 (pKa = 4.75) 時(shí)，滴定時(shí)，滴定突躍范圍為突躍范圍為7.759.70。若用。若用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定同濃度的pKa = 3.75的一元弱酸，則滴定突躍范圍為：（的一元弱酸，則滴定突躍范圍為：（ ）。）。 A. 8.759.70 B. 7.7510.70

20、C. 6.7510.70 D. 6.759.702022-5-3Template copyright 2005 409. 某一試液（可能是某一試液（可能是NaOH、Na2CO3和和NaHCO3中的一種或兩種中的一種或兩種混合物）采用雙指示劑法，在同一錐形瓶中用混合物）采用雙指示劑法，在同一錐形瓶中用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液連標(biāo)準(zhǔn)溶液連續(xù)滴定，若酚酞為指示劑終點(diǎn)消耗續(xù)滴定，若酚酞為指示劑終點(diǎn)消耗HCl的體積為的體積為V1,以甲基橙為以甲基橙為指示劑消耗的指示劑消耗的HCl的體積為的體積為V2，若若V1 V2,則堿試液的組成為：則堿試液的組成為：（ ）。）。 A. Na2CO3 B. NaHCO3 + Na

21、2CO3 C. NaOH + Na2CO3 D. NaHCO3 人體血液中有人體血液中有H2CO3 HCO3-平衡起緩沖作用，設(shè)測(cè)得人血的平衡起緩沖作用，設(shè)測(cè)得人血的pH = 7.2,測(cè)定測(cè)定c(HCO3-) = 23 mmol .L-1;且已知血液中的且已知血液中的H2CO3的的pKa1 = 6.1，pKa2 = 10.3。請(qǐng)計(jì)算：請(qǐng)計(jì)算：(1) H2CO3的濃度；的濃度；(2) HCO3- 和和H2CO3濃度的比值。濃度的比值。 配制氨基乙酸總濃度為配制氨基乙酸總濃度為0.10 mol.L-1, pH = 2.00緩沖溶液緩沖溶液100 ml ，需氨基乙酸多少克？還需要多少需氨基乙酸多少克？還需要多少 1 mol .L-1