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酸堿平衡與酸堿滴定法-閱讀頁

2025-02-05 19:19本頁面
  

【正文】 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。 實驗: 50ml純水 , pH = 7 50mLHAcNaAc溶液 [c(HAc)=c(NaAc)=L1 HCl pH = 3 pH = 加入 1滴 () 1mol 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。 緩沖溶液定義及作用原理 由 Ca mol/L HA 和 Cb mol/L A 構成的共軛酸堿平衡: + 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。 共軛酸堿對: Ca/Cb = 1:10 pH = pKa + 1 Ca/Cb = 10 :1 pH = pKa – 1 所以緩沖范圍為: pH = pKa 177。的大小取決于 )A(/)HA()OH( 3 ?? ccc緩沖溶液定義及作用原理 由 Ca mol/L HA 和 Cb mol/L A 構成的共軛酸堿平衡: 溶液中較大量的 HA與外加的少量的 OH生成 A和H2O,當達到新平衡時 , c(A)略有增加 , c(HA)略有減少, 變化不大,因此溶液的 c(H3O+)或 pH值基本不變。 )A()HA(?cc? ?)A()HA()HA()OH( a3?? ?ccKc緩沖溶液定義及作用原理 加入少量強 酸 : 設 Ca mol/L HA 和 Cb mol/L A 構成的緩沖溶液: baa CCK?? ][HbCaCaK lgppH ??緩沖溶液 pH計算 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 2022/2/15 緩沖溶液 pH計算 欲配置 250 mL pH=5 的緩沖溶液,需在 mL 1mol/L NaAc 溶液中加入 6 mol/L HAc 和水各多少體積? + Ac H+ HAc 某弱酸 HA與其共軛堿 A組成的緩沖體系 解: pH = pKalg(ca/cb) 5= lg(ca/cb) ca/cb = ca/cb = [HAc]/[Ac]= 其中, [Ac]= mL 1mol/L / 250 mL= mol/L 所以, [HAc] = mol/L = mol/L 2022/2/15 緩沖溶液 pH計算 欲配置 250 mL pH=5 的緩沖溶液,需在 mL 1mol/L NaAc 溶液中加入 6 mol/L HAc 和水各多少體積? + Ac H+ HAc 某弱酸 HA與其共軛堿 A組成的緩沖體系 解: HAc的物料守恒: 250 mL mol/L = 6 mol/L V mL V= mL VH2O= 250 – = mL 將 mol/L HAc 10 mL和 ,計算溶液的 pH。 41 酸堿質子理論 167。 43 酸堿水溶液酸度的計算 167。 45 酸堿滴定曲線和指示劑的選擇 167?!? 在定量定溫下,理想氣體的體積與氣體的壓強成反比。這是人類歷史上第一個被發(fā)現(xiàn)的“定律”。 舉例: 紫色石蕊溶液、無色酚酞溶液。 [HIn]][In?[HIn]][In?][H?aKapK?? ? InHH In堿色 酸色 酸堿指示劑 ~ 紅 粉紅 無色 酚酞 ~ 黃 橙 紅 甲基紅 ~ 黃 橙 紅 甲基橙 變色范圍 堿色 過渡色 酸色 pKa 顏色 指示劑 指示劑變色范圍 理論變色點: pKa 理論變色范圍: pKa?1 10[ H I n ]][ I ???甲基橙指示劑的變色范圍示意圖 HIn In 0 2 4 6 8pH分布系數(shù)例如甲基橙: ][H[ H In ]][ In??? aK受影響。 二. 影響指示劑變色范圍的各種因素 ?指示劑的用量 溫度的影響 ?離子強度的影響 溶劑的影響 apK?? ? InHH In2022/2/15 酸堿指示劑與酸堿滴定 什么叫酸堿指示劑的理論變色范圍? 什么叫酸堿指示劑的理論變色點? 為什么酚酞不適用于酸滴定堿的體系? 溫度會影響酸堿指示劑的變色范圍嗎? 什么叫做酸堿滴定曲線?橫坐標是什么?縱坐標是什么? 強堿滴定一元弱酸的滴定曲線有什么特點? 滴定反應常數(shù)的符號是什么?數(shù)值是多少?強酸和弱酸哪個 滴定反應常數(shù)更大? 什么叫做滴定突躍? 滴定突躍的突躍范圍與什么因素有關? 一元弱酸能否被準確滴定的條件是什么?一元弱堿 能否被準確滴定的條件是什么? 強酸強堿滴定 OHOHH 2?? ??滴定反應: 設滴定過程中,溶液中剩余的強酸濃度為 a , 過量的強堿濃度為 b 。 滴定階段 質子平衡式 [H+]計算式 滴定前 [H+] = [OH] + a [H+] = a 化學計量點前 [H+] = [OH] + a [H+] = a 化學計量點 [H+] = [OH] pH = 化學計量點后 [OH] = [H+] + b [OH] = b 甲基橙 甲基紅 酚酞 C () 強堿滴定強酸 化學計量點 滴定突躍 % +% 024681012140 40 80 120 160 200滴定百分數(shù)%pH酸緩沖區(qū) 突躍區(qū) 堿緩沖區(qū) V(NaOH) 中和 % pH C () 滴定突躍 ~ ~ ~ 強堿滴定弱酸 例: 用 NaOH 滴定 mL 初始濃度 為 的弱酸 HA。 滴定階段 體系 質子平衡式 [H+] 計算式 滴定前 HA [H+] = [OH] + [A] 化學計量點前 HAA [H+] + Cb = [OH] + [A] 化學計量點 A [H+] + [HA] = [OH] 化學計量點后 A+OH [H+] + b +[HA] = [OH] [OH] = b baa CCK?? ]H[sp,]OH[ bb CK???? ? aa CK]H[024681012140 50 100 150 200滴定百分數(shù)%pH強堿滴定 弱酸 HAc HCl 突躍區(qū) 堿緩沖區(qū) 共軛緩沖區(qū) pKa aKppH1][A[ H A ]%50???,時,滴定至化學計量點: 突躍 突躍 滴定突躍: ~ 在弱堿性范圍, Et = %, pH = pKa + 3 強堿滴定弱酸,只可用弱堿性范圍變色的指示劑。 sp,]H[1 aasp CK??)(( 2) 化學計量點落在酸性介質; pH 7 0246810120 50 100 150 200滴定百分數(shù)%pH甲基橙 甲基紅 雙指示劑法 ( 1)燒堿中 NaOH 和 Na2CO3 的測定 試樣 V1 取一份試樣 H+ 酚酞 H+ 甲基橙 NaOH Na2CO3 H+ 酚酞 H2O HCO3 H+ 甲基橙 H2CO3 紅色 無色 V1 黃色 橙色 V2 V2不是 V總 酸堿指示劑 的應用 ——混合堿分析的方法 V2 第一步 第二步 ( 1)采用酸堿指示劑 ── 酚酞 變色范圍 pH: ~ 無色 紅色 ( 2) NH3 Na2CO3溶液用鹽酸滴定,滴定到 HCO3,酚酞失效。 某一含惰性雜質的混合堿樣品 ,加水溶解,用 2 mol問樣品由何種堿組成 ?各組分的質量分數(shù)為多少 ? ? 酸堿指示劑 的應用 ——混合堿分析的方法 解: V1= V2=, V1< V2 p263 體系為 NaHCO3和 Na2CO3混合物 NaHCO3 + HCl = NaCl + H2CO3 Na2CO3 + HCl = NaCl + NaHCO3 Na2CO3溶液用鹽酸滴定,滴定到 HCO3,酚酞失效。 第二步的 NaHCO3,包括 Na2CO3生成的,也包括原有的。L1 HCl溶液滴定至酚酞終點,用去 HCl溶液 mL;加入甲基橙,繼續(xù)滴定至甲基橙變色,又用去 HCl溶液 mL。 ( 2)純堿中 NaHCO3和 Na2CO3 的測定 取一份試樣以雙指示劑法連續(xù)滴定 NaOH Na2CO3 或 NaHCO3 H+ 酚酞 V1 H+ 甲基橙 V2 H2CO3 H2O HCO3 HCO3 酸堿指示劑 的應用 ——混合堿分析的方法 NH4+ 處理 蒸餾法 甲醛法 蒸餾法 NH4+ NH3 OH 蒸餾 HCl 標準溶液吸收 H3BO3 溶液吸收 HCl 標液吸收 NH3 NH4Cl + HCl (過量) NaOH H2O + NH4+ ???? 44 NHNH,p]H[ CK asHCl 強酸與弱酸 混合體系 pH ? 5 指示劑: 甲基紅 凱氏定氮法 氮含量的測定 試樣 NH4+ NH3 OH 蒸餾 HCl 標準溶液吸收 H3BO3 溶液吸收 HCl 標液吸收 NH3 NH4Cl + HCl (過量) NaOH H2O + NH4+ ???? 44 NHNH,p]H[ CK asHCl 強酸與弱酸 混合體系 pH ? 5 指示劑: 甲基紅 氮含量的測定 1001000sN]N a O H)H Cl[N ????mMcVcVw ()(NH4+ NH3 OH 蒸餾 HCl 標準溶液吸收 H3BO3 溶液吸收 H3BO3 標液吸收 氮含量的測定 NH3 NH4Cl + H2BO3 ( NH3 + H3BO3 ) H3BO3 pKb = HCl H3BO3 + NH4+ 弱酸弱堿混合體系 ???? 44 NHNH,p]H[ CK as pH ? 5 指示劑: 甲基紅 1001000sN]N a O H)H Cl[N ????mMcVcVw ()(2022/2/15 實驗課安排 實驗時間, 同一天上課 7班 56節(jié), 8班 78節(jié) 8班參加運動會和啦啦操同學,周五下午 一點半 到燦英樓 614先進行第一個實驗,做完后再進行第二個實驗。 A同學:高數(shù) 90分,無機 80分,無機實驗 70分 總分 =240分 B同學: 高數(shù) 60分,無機 90分,無機實驗 90分 總分 =240分 C同學: 高數(shù) 100分,無機 80分,無機實驗 60分 總分 =240分 A同學績點: 4 5+3 4+2 1=33 33/10= B同學績點: 1 5+4 4+4 1=25 25/10= C同學績點: 5 5+3 4+1 1=38 38/10= 績點的算法 A同學 B同學 C同學 加權平均分,加權算法 2022/2/15 回顧 1. 酸堿可以是陽離子、陰離子、中性分子及兩性物質,有些物質既可作為酸,也可作為堿。 3. 質子酸酸性越強,共軛堿堿性越弱 。 2. 一、 酸堿 質子 理論 %100%1000eq0 ?????cccα初始濃度已解離的濃度二、解離度 酸的離解:
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