【文章內(nèi)容簡介】 ????aKc?]H[]A[]HA[]A[]A[0A ????????aaKKc?+ = 1 酸度對弱酸（堿）型體分布的影響 ]B[]H][HB[b ??? OK一元弱堿： + OH HB B ]H[)()(44NH 3 ?????NHKNHKaa?]H[)(]H[4N 4 ??????NHK aH?+ = 1 + H2O + OH NH4+ NH3 + H2O 2022/2/15 酸度對弱酸（堿）型體分布的影響 A]H[]A][H[21??? HK a二元弱酸： + HA H+ H2A + A2 H+ HA ]HA[]A][H[22???aK二元弱酸 H2A在水溶液中以 H2A， HA， A2三種型體存在。 δ(H2A) +δ(HA)+δ(A2)=1 2022/2/15 酸度對弱酸（堿）型體分布的影響 δ(H2A) +δ(HA)+δ(A2)=1 2022/2/15 酸度對弱酸（堿）型體分布的影響 二元弱酸 H2A在水溶液中以 H2A， HA， A2三種型體存在。 δ(H2A) +δ(HA)+δ(A2)=1 H2A HA A2 H2CO3的分布系數(shù)圖 0 2 4 6 8 10 12 pH δ H2CO3 HCO3 CO32 優(yōu)勢區(qū)域圖 H2CO3 HCO3 CO32 pKa1 pKa2 △ pKa = 酸度對弱酸（堿）型體分布的影響 H3PO4的分布系數(shù)圖 0 2 4 6 8 10 12 pH δ H3PO4 H2PO4 HPO42 PO43 優(yōu)勢區(qū)域圖 H3PO4 H2PO4 HPO42 PO43 pKa pKa pKa1 pKa2 pKa3 酸度對弱酸（堿）型體分布的影響 167。 41 酸堿質(zhì)子理論 167。 42 影響酸堿平衡的因素 167。 43 酸堿水溶液酸度的計算 167。 44 酸堿指示劑 167。 45 酸堿滴定曲線和指示劑的選擇 167。 46 酸堿滴定法的應用 酸堿平衡與酸堿滴定法 167。 43 酸堿水溶液酸度的計算 什么是酸度？ 通過酸的 Ka，堿的 Kb，酸堿的濃度來計算溶液的酸度。 回顧 酸度 溶液中，氫離子 H+濃度（嚴格講，叫氫離子活度），用 pH表示。 酸的濃度 溶液中，酸的分析濃度，指在一定體積的溶液中，所含某種酸的量。它包括 未電離的酸的濃度 和 已電離的酸的濃度 。 對強酸而言，酸度和酸的濃度沒有差別。 mol/L HCl 中 [H+]= mol/L 完全電離 對弱酸而言，僅有部分 H+電離 mol/L HAc 中 [H+]= 103mol/L 不完全電離 167。 43 酸堿水溶液酸度的計算 什么是酸度？ 通過酸的 Ka，堿的 Kb，酸堿的濃度來計算溶液的酸度。 通過酸度算 pH。 質(zhì)子條件式，質(zhì)子等衡式 （ Proton Balance Equation， PBE） 溶液中的其他相關平衡 物料平衡 (Material (Mass) Balance): 組分的平衡濃度之和等于其分析濃度。 電荷平衡 (Charge Balance): 溶液中正離子所帶正電荷的總數(shù)等于負離子所帶負電荷的總數(shù) (電中性原則 )。 質(zhì)子平衡 (Proton Balance): 溶液中酸失去質(zhì)子數(shù)目等于堿得到質(zhì)子數(shù)目。 酸堿水溶液酸度的計算 溶液中的其他相關平衡 物料平衡 (Material (Mass) Balance): 組分的平衡濃度之和等于其分析濃度。 電荷平衡 (Charge Balance): 溶液中正離子所帶正電荷的總數(shù)等于負離子所帶負電荷的總數(shù) (電中性原則 )。 質(zhì)子平衡 (Proton Balance): 溶液中酸失去質(zhì)子數(shù)目等于堿得到質(zhì)子數(shù)目。 酸堿水溶液酸度的計算 物料平衡式 mass balance equation 在平衡狀態(tài)，某組分的 分析濃度等于其各型體的平衡濃度之和的數(shù)學表達式。 例： 3NaHCOcc ???? ??? ][ C O][ H C O]CO[H,][ N aM B E 23332：解： 電荷平衡式 charge balance equation 在平衡狀態(tài)，溶液中正離子所帶電荷總數(shù)與負離子所帶電荷總數(shù)相等的數(shù)學表達式。 例： 4BaSO解： ][ S O2][ H S O][ O H][H]2 [ B aC B E2442 ???? ??：質(zhì)子平衡式 proton balance equation （ 1）選取零水準、參考水準。注意！ 零水準是物質(zhì)。 （ 2）零水準的 兩個必要條件：參與質(zhì)子轉(zhuǎn)移，大量存在 。 HAc 水溶液的質(zhì)子條件式： （ 4）平衡狀態(tài)下，體系中，得失質(zhì)子的 產(chǎn)物 的物質(zhì)的量相等，的數(shù)學表達式。 （ 1）零水準為 HAc和 H2O。 （ 3）寫出 零水準物質(zhì)之間 的質(zhì)子轉(zhuǎn)移式。 （ 2）酸堿反應式。 HAc + H2O Ac + H3O+ H2O + H2O OH + H3O+ 質(zhì)子平衡式 proton balance equation （ 1）選取零水準、參考水準。注意！ 零水準是物質(zhì)。 （ 2）零水準的 兩個必要條件：參與質(zhì)子轉(zhuǎn)移，大量存在 。 HAc 水溶液的質(zhì)子條件式： （ 4）平衡狀態(tài)下，體系中，得失質(zhì)子的 產(chǎn)物 的物質(zhì)的量相等，的數(shù)學表達式。 （ 3）失去質(zhì)子的 產(chǎn)物 是 Ac和 OH，得到質(zhì)子的 產(chǎn)物 是H3O+ 。 （ 3） 寫出 零水準物質(zhì)之間 的質(zhì)子轉(zhuǎn)移式。 （ 4）質(zhì)子平衡式： n(Ac) + n(OH) = n(H3O+ ) c(Ac) + c(OH) = c(H3O+ ) NaH2PO4 水溶液的質(zhì)子條件式： （ 1）零水準為 H2PO4和 H2O。 （ 2）寫出 零水準物質(zhì)之間 的質(zhì)子轉(zhuǎn)移式。 H2PO4 失去 H+ ， HPO42 H2PO4 + H2O HPO42 + H2O+ 失去 2H+ ， PO43 H2PO4 + 2H2O PO43 + 2H2O+ 得到 H+ ， H3PO4 H2PO4 + H2O H3PO4+ OH H2O 失去 H+ ， OH 得到 H+ ， H3O+ H2O + H2O OH + H3O+ 拿掉 H，得到 H c(H3PO4) + c(H+) = c(HPO42) + 2c(PO43) + c(OH) 2022/2/15 弱酸、弱堿水溶液酸度的計算 ? 強酸（堿）溶液 ? 一元弱酸（堿）溶液 ? 多元弱酸（堿）溶液 ? 兩性物質(zhì) 濃度為 a mol/L 的 HCl溶液 PBE a?? ?? ][ O H][Haa ?? ? ][Hm o l / L101 6 時，）（]OH[][Hm o l / L102 8 ?? ?? 時，）（ aaKaa w ?????? ???][H]OH[][Hm o l / L10103 68 時，）（整理得 0][H][H 2 ??? ?? wKa若允許誤差不 5%，有： 用同樣的思路可處理強堿體系。 1. 強酸（強堿）溶液 PBE ]A[][ O H][H ?? ??][H]HA[][H][H ??? ?? aw KKwa KK ??? ]HA[][H00HA ][H][H]HA[ cKc a??? ???其中 2. 一元弱酸（弱堿）溶液 （重點） → 濃度為 c0 mol/L 的 HA溶液 比較 Ka c0 與 Kw 的大小關系 wa KK ??? 0c][H2. 一元弱酸（弱堿）溶液 （重點） 比較 Ka c0 與 Kw ， Ka與 c0的大小關系 濃度為 c0 mol/L 的 HA溶液 Ka c0 ＞ 10 Kw， c0 /Ka ＜ 100 (716) Ka c0 ＞ 10 Kw， c0 /Ka ＞ 100 (717) Ka c0 ＜ 10 Kw， c0 /Ka ＞ 100 (718) 0c][H aK??wa KK ??? ]HA[][H弱酸、弱堿水溶液酸度的計算 書 p236 例題 77， 78, 79, 710。 wa KK ??? 0c][H Ka c0 ＞ 10 Kw， c0 /Ka ＞ 100 (717) Ka c0 ＜ 10 Kw， c0 /Ka ＞ 100 (718) 0c][H aK??wKK ??? bb c][ O Hbb c][ O H K??對一元弱堿而言： 2022/2/15 弱酸、弱堿水溶液酸度的計算 回顧 根據(jù)酸堿質(zhì)子理論，寫出下列分子或離子的共軛酸的化學式 = 共軛酸堿對中 Ka與 Kb的關系 一元酸 NH4+ pKb pKa NH3 2022/2/15 弱酸、弱堿水溶液酸度的計算 已知 mol/L NaX溶液 pH= ，計算弱酸 HX的解離常數(shù) Ka。 解： cb= mol/L pOH=14pH== [OH]= 同時 [OH]= 3 106 2022/2/15 緩沖溶液定義及作用原理 緩沖溶液： 具有能保持本身 pH值相對穩(wěn)定性能的溶液 (也就是不因加入少量強酸或強堿而顯著改變 pH值的溶液 )。 實驗： 50ml純水 ， pH = 7 50mLHAcNaAc溶液 [c(HAc)=c(NaAc)=L1] pH = 加入 1滴 () 1molL1 HCl pH = 3 pH = 加入 1滴 () 1molL1 NaOH pH = 11 pH = 緩沖溶液定義及作用原理 緩沖溶液： 具有能保持本身 pH值相對穩(wěn)定性能的溶液 (也就是不因加入少量強酸或強堿而顯著改變 pH值的溶液 )。 由弱的共軛酸堿對組成的體系： HAcAc ， NH4+NH3， H2CO3HCO3， H2PO4HPO42 某弱酸 HA與其共軛堿 A組成的緩沖體系 某弱酸 HA與其共軛堿 A組成的緩沖體系 某弱酸 HA與其共軛堿 A組成的緩沖體系 ?? ?? AHHAH+ ?? ?? AHHAOH 作用：使 pH穩(wěn)定在一個較窄的范圍。 緩沖溶液的作用機制 補充：高濃度強酸強堿則是因為本身濃度大對少量的酸或堿的加入不敏感而達到穩(wěn)定 pH 值的作用的。 緩沖溶液定義及作用原理 由 Ca mol/L HA 和 Cb mol/L A 構(gòu)成的共軛酸堿平衡： + A H+ HA 緩沖能力的大小決定于： 酸與共軛堿（堿與共軛酸）的總濃度 ： 共軛酸堿對的總濃度越大，緩沖能力越大。 緩沖比 ： Ca/Cb或 Cb/Ca； Ca/Cb或 Cb/Ca越接近 1，緩沖能力越大，為 1時最大 緩沖溶液定義及作用原理 pHi ~? 作圖，即分布系數(shù)圖 ?i pH pKa HA A 緩沖范圍 ： 緩沖作用的有效的 pH范圍稱為緩沖范圍