【正文】 T → KIn → 變色范圍 。例如，甲基橙在水溶液中有以下平衡存在：②酸堿指示劑的變色范圍HIn H + + In 酸式體 堿式體 討論：KIn一定，[H+]決定比值大小，影響溶液顏色 第 頁長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿1） 或pH ≥ pKIn +1 → 堿式色2） 或pH ≤pKIn－1 → 酸式色3）或pKIn－1＜ pH ＜ pKIn +1 → 酸堿式體混合色指示劑理論變色范圍 pH =pKIn177。AB A＋ ＋ B－起始濃度（） c0 0 0平衡濃度（） c0－c0α c0α c0α當(dāng)弱電解質(zhì)α5％時 ，1－α≈1，于是可用以下近似關(guān)系式表示：弱酸： 弱堿： 第 頁長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿第十三講三、酸堿平衡1．溶液的pH值與指示劑（1）溶液的pH值　　　　pH = lgc(H+) pOH = lgc(OH)在常溫下，水溶液中有： c(H+)c(OH－)= 1014 則有，酸性溶液中：c(H+)＞c(ＯH－)，pH＜7＜ pOH中性溶液中：c(H+) = c(ＯH－) ，pH = 7 = pOH堿性溶液中：c(H+) ＜ c(ＯH－) ，pH ＞7＞pOH如果pH＜0，則c（H+）＞ ，如果pH＞14，則c（OH－）＞，此時，用物質(zhì)的量濃度（）更方便。共軛酸堿對HAcAc一酸解離常數(shù)和堿解離常數(shù)關(guān)系為： 第 頁長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿二元弱酸在水溶液中的解離:H2CO3+H2O HCO3+ H3O+ HCO3+H2O CO32+ H3O+ 同理對于三元弱酸：（3）解離度和稀釋定律是在弱電解質(zhì)溶液體系中的一種平衡常數(shù)，不受濃度影響， 而濃度對解離度有影響，濃度越稀，其解離度越大。越大，堿的強度越大。由此知酸性HAc＞NH4+＞HS。以 表示 或 也稱為水的離子積常數(shù)。ckel）極限公式lgγ177。I=1/2 ∑ci Zi2= 1/2(c1 Z12 + c2Z22 +c3Z32 +……+Zn2)其中C i為第i種離子的濃度，Ｚi為第i種離子的電荷數(shù)．由于陽離子總電荷數(shù)與陰離子總電荷數(shù)相等，只計一半，所以離子強度是各種離子（包括陰離子和陽離子）濃度與電荷數(shù)平方乘積求和的1/2。其數(shù)值與溶液中離子的總濃度有關(guān)，還與離 第 頁長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿子的價態(tài)有關(guān)。離子的有效濃度稱為活度。例如：%，則溶液的pH值為多少？c (H+)=cα=%= pH=2． 活度與活度系數(shù)強電解質(zhì)的解離度并沒有達到100%。酸堿滴定的基本原理與實際應(yīng)用一、電解質(zhì)的電離強電解質(zhì)：在水溶液中完全電離，即溶解以后完全以水合離子形式存在而無溶質(zhì)分子。原則與配制。其中的相關(guān)關(guān)系為：物質(zhì)的量 nB:物質(zhì)的質(zhì)量 mB:　被測物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ｗB:(1000是將體積單位由毫升轉(zhuǎn)化為升)被測物質(zhì)的百分含量(Ｘ%) 第 頁長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿（3）與滴定度的關(guān)系 第 頁長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿第十二講第四章 酸堿平衡與酸堿滴定教學(xué)要求：，了解活度、離子強度等概念。4． 滴定分析結(jié)果的計算（1）滴定劑與被測物質(zhì)之間的計量關(guān)系 對于反應(yīng)tT + bB = cC + dD ，被測物的物質(zhì)的量 nB(摩爾數(shù))與滴定劑的物質(zhì)的量 nT (摩爾數(shù))間應(yīng)有如下關(guān)系：（2）標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度配制與計算①直接配制：準(zhǔn)確稱取摩爾質(zhì)量為 MB 的B物質(zhì)mB克，并定容至 VB升，則其濃度(單位 molmL1 或 %L1”在表示“物質(zhì)的量濃度”時必須注明其基本單元，基本單元不同則其摩爾質(zhì)量不同，濃度也不同：②滴定度Ｔ定義：１毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液(A)相當(dāng)于被測物(B)的質(zhì)量或百分含量。②間接配制法 粗略配制成近似濃度，再用基準(zhǔn)物質(zhì)或用另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液來確定其準(zhǔn)確濃度。(KMnO4法測鈣)3．基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液（1）基準(zhǔn)物質(zhì)——能用于直接配制或標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)。④無干擾主反應(yīng)的雜質(zhì)存在(無干擾雜質(zhì))。②反應(yīng)能迅速完成。= 七、滴定分析法概述滴定分析法——將一種已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液(標(biāo)準(zhǔn)溶液)滴加到被測物質(zhì)的溶液中(或反向滴加)，根據(jù)所消耗的試劑量按化學(xué)計量關(guān)系來確定被測物質(zhì)的量。=180。180。 100% = 177。 % 177。 1/154 180。 100% = 177。=? 第 頁長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿各數(shù)的相對誤差分別為: 177。例：180。（2）運算規(guī)則加減法——有效位數(shù)以絕對誤差最大的數(shù)為準(zhǔn)，即小數(shù)點后位數(shù)最少的數(shù)字為依據(jù)。2．有效數(shù)字的運算規(guī)則（1）數(shù)字修約確定有效位數(shù)后對多余位數(shù)的舍棄過程，其規(guī)則為修約規(guī)則。六、有效數(shù)字及其計算規(guī)則1．有效數(shù)字有效數(shù)字——實際能測量到的數(shù)字，只保留一位可疑值。3)，然后統(tǒng)計處理并寫出分析報告。4．分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理與報告實際工作中分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理非常重要。常用有四倍法(也稱4d法)、格魯布斯法(Grubbs 法)和Q檢驗法等，其中Q檢驗法比較嚴(yán)格而且又比較方便?？梢芍等∩釋嵸|(zhì)上是區(qū)分隨機誤差與過失誤差。3．可疑數(shù)據(jù)的取舍定量分析實驗數(shù)據(jù)中往往會有一些偏差較大，稱為可疑值或離群值。顯著性水準(zhǔn)a—在某一t值時，測量值落在(177。有限次測量時置信區(qū)間公式：置信度P—在某一t值時，測定值落在(177。t 分布與正態(tài)分布相似，其曲線形狀也相似，只是曲線隨自由度 f 而改變，f 趨近165。真實值落在這一范圍的概率，稱為置信度或置信水準(zhǔn)。反之，當(dāng)m未知時，也可期望測量值以一定概率包含在x值附近的一個區(qū)間內(nèi)。100%CV =s/x180。 為總體平均值，在無系統(tǒng)誤差時為真實值。五、 分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理1．平均偏差和標(biāo)準(zhǔn)偏差偏差 標(biāo)準(zhǔn)偏差的表示標(biāo)準(zhǔn)偏差(均方根偏差)，視測定次數(shù)n有不同表述：n174。分析結(jié)果校正——主要校正在分析過程中產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。若空白值過大，則需提純試劑或換容器。空白試驗——不加試樣但完全照測定方法進行操作的試驗，消除由干擾雜質(zhì)或溶劑對器皿腐蝕等所產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。 第 頁長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿增加平行測定次數(shù)，減小偶然誤差，分析化學(xué)通常要求在35次（2）消除系統(tǒng)誤差的方法對照試驗——以標(biāo)準(zhǔn)樣品代替試樣進行的測定，以校正測定過程中的系統(tǒng)誤差。（1）減免誤差的途徑選擇合適的分析方法： 容量分析的準(zhǔn)確度高，儀器分析靈敏度高。3．誤差的減免分析結(jié)果的允許誤差應(yīng)視組分含量、分析對象等而改變對準(zhǔn)確度的要求。（3）過失誤差指明顯與事實不符的誤差，即異常值，亦稱“過失誤差”。隨機誤差的的正態(tài)分布因測量過程中存在隨機誤差，使測量數(shù)據(jù)具有分散的特性，但仍具有一定的規(guī)律性：具有一定的集中趨勢。多次測量時正負(fù)誤差可能相互抵消。可通過其他方法驗證而加以校正。 第 頁長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿注 ： 準(zhǔn)確度與精密度的關(guān)系，精密度高不一定準(zhǔn)確度好(可能有系統(tǒng)誤差), 而欲得高準(zhǔn)確度，必須有高精密度。也稱為再現(xiàn)性或重復(fù)性(注意其區(qū)別)再現(xiàn)性指不同分析工作者在不同條件下所得數(shù)據(jù)的精密度。絕對誤差—— 測量值與真實值之差相對誤差—— 誤差在真實值中所占的比例準(zhǔn)確度——在一定測量精度的條件下分析結(jié)果與真值的接近程度， 常以絕對誤差(E)和相對誤差(RE)來表示。(除理論真值、計量學(xué)約定真值和相對真值外通常未知)。mLpgLmgL1)：微量組分mg三、定量分析的一般過程1． 定量分析的一般過程（1）取樣：所取樣品必須要有代表性 （2）試樣預(yù)處理——轉(zhuǎn)變成適合測定的形式分解：分為干法和濕法分解；必須分解完全 分離及干擾消除：對復(fù)雜樣品的必要過程 (3)測定：根據(jù)樣品選擇合適方法；必須準(zhǔn)確可靠 第 頁長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿(4)計算：根據(jù)測定的有關(guān)數(shù)據(jù)計算出待測組分的含量，必須準(zhǔn)確無誤(5) 出具報告：根據(jù)要求以合適形式報出(1)化學(xué)形式 視樣品不同而不同。光學(xué)分析方法：光學(xué)分析法是根據(jù)物質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)(吸收、輻射等)所建立的電化學(xué)分析法：是根據(jù)物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)所建立的分析方法。（3）改善預(yù)處理方法，更簡單、更方便。①確定組成物質(zhì)的元素和(或)基團(定性分析)②確定每種成分的數(shù)量或物質(zhì)的純度(定量分析)③確定物質(zhì)中原子間彼此連接及其空間排列(結(jié)構(gòu)和立體分析)從單質(zhì)到復(fù)雜的混合物及大分子化合物；從低分子量的普通無機物到高分子量的有機化合物；從簡單無機物到有機生物分子,乃至DNA、多肽、蛋白質(zhì)等從氣態(tài)、液態(tài)到固態(tài)；工業(yè)生產(chǎn)：原料的選擇、中間產(chǎn)品及成品檢驗，新產(chǎn)品開發(fā)，生產(chǎn)過程中三廢(廢水、廢氣、廢渣)的處理和綜合利用等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：土壤成分、肥料、農(nóng)藥的分析至農(nóng)作物生長過程的研究國防和公安：武器裝備的生產(chǎn)和研制，甚至刑事案件的偵破等科學(xué)技術(shù)：其他學(xué)科離不開化學(xué)，生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)、地質(zhì)學(xué)等的發(fā)展都與化學(xué)有密切關(guān)系. 第 頁長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿（1）儀器化、自動化，可獲得高靈敏度、高選擇性的分析方法和結(jié)果。 教學(xué)重點： 分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理方法學(xué)習(xí)難點：無一、分析化學(xué)的任務(wù)和作用化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其相互變化的一門基礎(chǔ)學(xué)科。，不改變平衡位置，同時加快正逆向反應(yīng)速率。溫度每升高10K，反應(yīng)速率一般增加2~4倍 3） 催化劑對反應(yīng)速率的影響 催化劑：是一種只要少量存在就能顯著改變反應(yīng)速率，但不改變化 第 頁長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿學(xué)反應(yīng)的平衡位置,而且在反應(yīng)過程中其自身的質(zhì)量、組成和化學(xué)性質(zhì)基本不變的物質(zhì)。4．影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素（1）濃度對反應(yīng)速率的影響 一般而言反應(yīng)速率隨反應(yīng)物的濃度增大而增大。氣體分子的能量分布曲線.②方位因素 （2）過渡狀態(tài)理論 20世紀(jì)30年代埃林等人提出，理論要點：a由反應(yīng)物分子變?yōu)楫a(chǎn)物分子的化學(xué)反應(yīng) 并不完全是簡單的幾何碰撞，而是舊鍵的破壞與新鍵的生成的連續(xù)過程。能夠發(fā)生有效碰撞的兩個條件：①能量因素 活化分子：那些具有足夠高的能量、能夠發(fā)生有效碰撞的分子活化能: 要使普通分子成為活化分子所需的最小能量，用Ea表示。e．在同一溫度、同一濃度下，不同化學(xué)反應(yīng)的速率常數(shù)k 可以反映出反應(yīng)進行的相對快慢. 第 頁長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿第九講3．反應(yīng)速率理論（1） 碰撞理論a. 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的首要條件碰撞b. 但并非所有的碰撞均能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，否則反應(yīng)將會瞬間完成。，等于方程式中有關(guān)濃度項均為單位濃度時的反應(yīng)速率。（4）反應(yīng)速率常數(shù)反應(yīng)數(shù)率方程式中比例系數(shù)稱為反應(yīng)速率常數(shù) a. 不同的反應(yīng)有不同的k值。b、對于非基元反應(yīng)，其速率方程式不可由質(zhì)量作用定律得出，而是由實驗測得，因此其反應(yīng)級數(shù) 不一定與化學(xué)方程式系數(shù)一致。 第 頁長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院教案/講稿（2）基元反應(yīng)的速率方程式 質(zhì)量作用定律：在一定溫度下，化學(xué)反應(yīng)速率與各反應(yīng)物濃度冪 的乘積成正比，濃度的冪次為基元反應(yīng)方程式中相應(yīng)組分的化學(xué)計量數(shù)的負(fù)值 或表述為：在一定溫度下，基元反應(yīng)的反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以方程式中化學(xué)計量數(shù)的絕對值為乘冪的乘積成正比。若反應(yīng)為一步完成，即由一個基元反應(yīng)組成，則稱為簡單反應(yīng)；若由兩個或兩個以上基元反應(yīng)構(gòu)成則稱為復(fù)雜反應(yīng)。 半衰期 表示反應(yīng)物消耗一半所需時間2．反應(yīng)歷程與基元反應(yīng) （1）反應(yīng)歷程與基元反應(yīng)a. 反應(yīng)歷程：反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌锏木唧w途徑、步驟，是化學(xué)反應(yīng)過程中真實步驟的集合。五、化