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酸堿平衡與酸堿滴定(參考版)

2025-02-24 09:35本頁(yè)面
  

【正文】 計(jì)算黃豆中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 將試樣與濃 H2SO4共煮 , 進(jìn)行消化分解 , 加入K2SO4以提高沸點(diǎn) , 氮在 CuSO4催化下成為 NH4+: 溶液以過(guò)量 NaOH堿化后 , 再用蒸餾法測(cè)定 。 甲醛法較簡(jiǎn)單 , 但誤差較大 , 在要求不高時(shí)可用此法: 4NH4+ + 6HCHO ? (CH2)6N4H+ + 3H+ + 6H2O K? a((CH2)6N4H+)=?10?6 可以酚酞為指示劑用 NaOH直接滴定。如蒸餾法、甲醛法等。 54 00 )CONa()H C l()CO( Na3s32132?????????mMVcw1 6 9 0 0 )(2 5 0 )N a H C O()()H C l()( N a H C O3s3123??????????mMVVcw第四章 酸堿平衡與酸堿滴定 2. 間接法 許多不能直接滴定條件的酸 、 堿物質(zhì) , 如 NH4+、 ZnO、Al2(SO4)3以及許多有機(jī)物質(zhì) , 都可以考慮采用間接法滴定 。 解: 分析:以酚酞為指示劑時(shí),耗去 HCl溶液 V1=,而用甲基橙為指示劑時(shí),耗用同濃度 HCl溶液 V2 = ? = 。 然后根據(jù)體積數(shù)計(jì)算出各組分含量 。加入甲基橙作指示劑 , 繼續(xù)用 HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至橙色為終點(diǎn) ,滴定劑體積為 V2。 可用雙指示劑法測(cè)定 。 第四章 酸堿平衡與酸堿滴定 1. 直接法 工業(yè)純堿 、 燒堿以及 Na3PO4等產(chǎn)品組成大多都是混合堿 ,它們的測(cè)定方法有多種 。 當(dāng)用酚酞作指示劑時(shí) , 常使滴定終點(diǎn)不穩(wěn)定 , 稍放置 , 粉紅色褪去 , 這是由于 CO2不斷轉(zhuǎn)化為 H2CO3, 直至溶液中 CO2 轉(zhuǎn)化完畢為止 。 用該 NaOH溶液作標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí) , 若用甲基橙或甲基紅作指示劑 , 則其中的Na2CO3被中和至 CO2+H2O;若用酚酞作指示劑 ,則其中的 Na2CO3僅被中和至 NaHCO3, 這樣就使滴定引進(jìn)誤差 。由于 K? a2 =?10?6,滴定產(chǎn)物為鄰苯二甲酸鉀鈉,呈弱堿性,采用酚酞作指示劑。草酸穩(wěn)定性較高,但其摩爾質(zhì)量 (?mol?1)不太大,為減少稱量誤差,可以多稱一些草酸配成較大濃度的溶液,標(biāo)定時(shí),移取部分溶液。 基準(zhǔn)物: 無(wú)水碳酸鈉和硼砂 無(wú)水碳酸鈉 采用甲基橙 靛藍(lán)指示劑 優(yōu)點(diǎn):價(jià)格便宜 缺點(diǎn):吸濕性強(qiáng),摩爾質(zhì)量小,稱量誤差大 硼砂 Na2B4O7?10H2O 甲基紅作指示劑 優(yōu)點(diǎn):摩爾質(zhì)量大 缺點(diǎn):易風(fēng)化,需保存在相對(duì)濕定為 60%的恒濕器中 第四章 酸堿平衡與酸堿滴定 2. NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液 NaOH具有很強(qiáng)的吸濕性,又易吸收空氣中的 CO2,與HCl類似,不能直接配制標(biāo)準(zhǔn)溶液,可用基準(zhǔn)物質(zhì)草酸、鄰苯二甲酸氫鉀等標(biāo)定。在滴定至終點(diǎn)時(shí)應(yīng)劇烈搖動(dòng)溶液,使CO2盡快逸出。 464a2a1 1021 ??????KcKc第四章 酸堿平衡與酸堿滴定 多元堿的滴定 多元堿滴定與多元酸類似 3 .7 5p 1b ?K 7 .6 2p 2b ?K4bb 10/pp21 ?KK8 . 3 11 0 . 2 5 )( 6 . 3 721)p(p21pH 21 aa1sp ????? KKa1sp)(H cKc ?? 3 .8 9pH 1sp ?如: ?L?1 HCl溶液滴定 Na2CO3; 已知 : 基本能分步滴定。 86a284a121??????????KcKc混酸: (強(qiáng)酸 +弱酸 )情況較復(fù)雜 , 考慮 (弱酸 HA+弱酸 HB)。 第二化學(xué)計(jì)量點(diǎn) 為 HPO42? 可選擇酚酞 (變色點(diǎn) pH?9) 為指示劑,最好用百里酚酞 (變色點(diǎn)pH?10)。 對(duì)多元弱酸:一般最多有兩個(gè)突躍。 ca?Ka1?10?8, ca?Ka2 ?10?8, Ka1/Ka2?104, ca?Ka3 10?8, H3PO H2PO4?可以分步滴定,有兩個(gè)較為明顯的滴定突躍。說(shuō)明多元酸的中和存在交叉現(xiàn)象。H3PO4在水溶液中存在 H3PO H2PO4?、 HPO42?、 PO43?,分布曲線見 圖 43。L?1 pKb= 0 50 100 150 200% pH NaOH NH3 突躍處于弱酸性 ,選 甲基紅或 甲基橙作指示劑 . 強(qiáng)酸滴定弱堿 第四章 酸堿平衡與酸堿滴定 3. 多元酸、混酸及多元堿的滴定 第一、能否分步滴定或分別滴定; 第二、滴定曲線的計(jì)算較復(fù)雜,需由實(shí)驗(yàn)得到; 第三、滴定突躍相對(duì)較小,一般允許誤差較大。 第四章 酸堿平衡與酸堿滴定 一元弱酸 (堿 )準(zhǔn)確滴定的判據(jù) 要使終點(diǎn)誤差 ?% 8b 10??? Kc8a 10??? Kc第四章 酸堿平衡與酸堿滴定 只能選擇那些在弱堿性區(qū)域內(nèi)變色的指示劑 。 這原因主要是緩沖系統(tǒng)的形成 。 當(dāng) ca為 ?L?1, K? a? 10?9的弱酸就不能直接滴定 。 強(qiáng)堿滴定弱酸滴定突躍明顯減小 。 討論: 第四章 酸堿平衡與酸堿滴定 2. 強(qiáng)堿滴定一元弱酸 以 ?L?1NaOH溶液滴定 HAc溶液 滴定前: pH= (與強(qiáng)酸比較,起始 pH?) 滴定開始至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前: 加入 NaOH形成 HAc~ NaAc緩沖系統(tǒng): 如滴入 計(jì)量點(diǎn): 全部中和,系統(tǒng)為 NaAc溶液 pH= 此時(shí)溶液已呈堿性 baH A c lgppH ccK ??%% ????????????或)L( m o )H( 135H A c ???? ??????? cKc5 . 2 8p OH Lm o )OH( ??????? ????? Kcc第四章 酸堿平衡與酸堿滴定 化學(xué)計(jì)量點(diǎn)后: 系統(tǒng)為 NaOH+NaAc溶液,按強(qiáng)堿 NaOH計(jì)算。指示劑變色點(diǎn) (滴定終點(diǎn) )與化學(xué)計(jì)量點(diǎn)并不一定相同,但相差不超過(guò) ?,相對(duì)誤差不超過(guò) ?%。 9 . 7 0pH Lm o o l1 0 0 )OH(151????????????c pH ?? ?? 突躍: o l1 0 0 )OH(N a O HN a O H1????? ??VVc第四章 酸堿平衡與酸堿滴定 滴入 NaOH 的體積 /mL 剩余 HCl 的體積 /mL 過(guò)量 NaOH 的體積 /mL pH (A) (B) ?L?1NaOH溶液 滴定 HCl溶液 突躍范圍 第四章 酸堿平衡與酸堿滴定 mol?L?1NaOH溶液 滴定 HCl溶液的滴定曲線 第四章 酸堿平衡與酸堿滴定 影響滴定突躍的因素 用不同濃度的 NaOH溶液滴定不同濃度 HCl溶液的滴定曲線 — 無(wú) — 紅 — 紅 — 黃 — 紅 — 黃 — — — 第四章 酸堿平衡與酸堿滴定 滴定劑在計(jì)量點(diǎn)前不足 %和計(jì)量點(diǎn)后過(guò)量 %引起的溶液 pH值的突變 。 對(duì)一元弱酸: HA H+ + A? 分析濃度: c = c(HA) + c(A?) 分布分?jǐn)?shù): ?HA + = 1 HAHAHA )H()H()H(11)HA()A(11)A()HA()HA()HA(KcccKccccccc????????? ??????)HA()A()H(HA cccK ???HAHAHAA )H(1)H(11)A()HA(1)A()HA()A()A(KcKKcccccccc????????? ?????????A?第四章 酸堿平衡與酸堿滴定 HAc和 Ac?的 δ pH圖 )H(11HAcHAc???cK?H A cAc )H(11Kc ?????分布曲線: ? pH圖 第四章 酸堿平衡與酸堿滴定 由公式可知: (1) KHA為常數(shù), c(H+)?, ?, ?HA?; (2)當(dāng) KHA= c(H+)時(shí), = ?HA=50%, pH = pKHA; pH pKHA, ?HA; pH pKHA, ?HA; (3) 定性分析 HAHAHA )H()H(Kccccc????? ???HAHAAA )H( KcKccc????? ??? ?定量計(jì)算 HAHA )H()H(Kcc?? ???HAHAA )H( KcK?? ????A??A??A??A?第四章 酸堿平衡與酸堿滴定 例 417 計(jì)算 pH = ,濃度為 ?L?1HAc溶液中 , HAc和 Ac- 的分布分?jǐn)?shù)和平衡濃度 。 ? 加入 NaOH 加入 (CH3)2AsO2H xx??? )Lm o l( 1???xg 13 813 8)66 ( ???)( ???第四章 酸堿平衡與酸堿滴定 弱酸 (堿 )溶液中各型體的分布 (堿 )溶液 分析濃度: 平衡時(shí)各型體的總濃度。 解: 1. 2. lgppHbaa?????ccK)m ol . L( 1b ?????c )m ol . L( 1a ?????c0 1 lgppHbaa?????ccK第四章 酸堿平衡與酸堿滴定 解: 反應(yīng)后系統(tǒng)為: HAc+NaAc 例 415 ?L?1 HAc和 30mL ?L?1 NaOH混合后,溶液的 pH為多少? 0 0 2 0 0 5 lgppHN a A cHAcHAc?????ccK1HAc Lm ?????c1N a A c Lm ol002 ?????c第四章 酸堿平衡與酸堿滴定 baa lgppH ccK ??1:1: ba ?cc 緩沖容量最大 配制緩沖溶液時(shí),應(yīng)使共軛酸堿的濃度比接近于 1,這樣緩沖容量最大,所以應(yīng)選擇 pKa (pKb)最接近于所配溶液的 pH(pOH)的緩沖體系最好。 )HB(
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