《酸堿滴定法》課件

第 五 章 酸 堿 滴 定 法Chapter 5 Acid-base Titration 第 一 節(jié) 酸 堿 質(zhì) 子 理 論第 二 節(jié) 質(zhì) 子 條 件第 三 節(jié) 分 布 分 數(shù)第 四 節(jié) 酸 堿 溶 液 中 酸 堿 度 的 計(jì) 算第 五 節(jié) 酸 堿 緩 沖 溶 液第 六 節(jié) 酸 堿 指 示 劑第 七 節(jié) 酸 堿 滴 定 基 本 原 理第 八 節(jié) 酸 堿 滴 定 法 的 應(yīng) 用第 九 節(jié) 酸 堿 滴 定 中 二 氧 化 碳 的 影 響 酸堿平衡基本知識(shí)三 個(gè) 模 塊 酸 能 電 離 出 H+的 物 質(zhì)堿 能 電 離 出 OH-的 物 質(zhì)酸 凡 能 接 受 電 子 的 物 質(zhì)堿 凡 能 給 出 電 子 的 物 質(zhì)酸 凡 能 給 出 質(zhì) 子 的 物 質(zhì)堿 凡 能 接 受 質(zhì) 子 的 物 質(zhì)第 一 節(jié) 酸 堿 質(zhì) 子 理 論質(zhì) 子 理 論電 子 理 論電 離 理 論酸 堿 理 論 Brsted-Lowry theory質(zhì)子酸堿理論共軛酸 共軛堿 + H+ conjugate acid conjugate base proton 酸堿共軛關(guān)系 酸堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì) 酸堿的強(qiáng)度理解酸堿質(zhì)子理論： 一 、 酸 堿 定 義 和 共 軛 酸 堿 對(duì)酸 ： 凡 是 能 給 出 質(zhì) 子 （ H+） 的 物 質(zhì) 是 酸堿 ： 凡 是 能 接 受 質(zhì) 子 （ H+） 的 物 質(zhì) 是 堿1. 酸 堿 定 義 +HAc Ac-H+H2O + H+ H3O+HA(酸 ) A- (堿 )+ H+ 2. 共 軛 酸 堿 對(duì) +HAc Ac-H2O+ H3O+酸1 酸2 堿1堿2 酸1 酸2 堿1堿2NH3 NH4+ +H2O OH- 由 得 失 一 個(gè) 質(zhì) 子 而 發(fā) 生 共 軛 關(guān) 系 的 一 對(duì) 酸 堿 ,稱(chēng) 為共 軛 酸 堿 對(duì) 。 酸堿半反應(yīng) 共 軛 酸 堿 + 質(zhì) 子 酸 共 軛 堿 + 質(zhì) 子 Proton donor Proton acceptor Proton HAc Ac- + H+ NH4+ NH3 + H+ H2PO4- HPO42- + H+ HPO42- PO43- + H+ H6Y2+ H5Y+ + H+ + H3N-R-NH3 + + H3N-R-NH2 + H+ Fe(H2O)63+ Fe(H2O)5(OH)2+ + H+ 通 式 : HA A- + H+ u 酸 與 它 的 共 軛 堿 比 較 ， 前 者 較 后 者 多 一 個(gè) H ， 多 一 個(gè) 正電 荷 ；u 酸 堿 可 以 是 中 性 分 子 、 正 離 子 （ NH4 ） 、 負(fù) 離 子(H2PO4-)； u HPO42-可 以 是 酸 ， 也 可 以 是 堿 ， 是 兩 性 物 質(zhì) ； H2O也 是 兩 性 物 質(zhì) 。小 結(jié) 二 、 水 的 質(zhì) 子 自 遞 反 應(yīng)+ +H2O H3O+H2O OH-酸1 酸2 堿1堿2 3 WK H O OH 141.0 10 (25 )C 質(zhì) 子 自 遞 常 數(shù)pKw=14.00 水 的 質(zhì) 子 自 遞 反 應(yīng) 是 酸 堿 反 應(yīng) 。 三 、 酸 堿 反 應(yīng) 的 實(shí) 質(zhì)實(shí) 質(zhì) : 質(zhì) 子 傳 遞 過(guò) 程HCl NH3 NH4+ Cl-+ +酸1 酸2 堿1堿2 結(jié) 果 是 各 反 應(yīng) 物 轉(zhuǎn) 化 為 它 們 各 自 的 共 軛 酸 或共 軛 堿 。 酸 堿 半 反 應(yīng) 不 可 能 單 獨(dú) 發(fā) 生酸 堿 反 應(yīng) 是 兩 對(duì)共軛酸堿對(duì)共 同 作 用 的結(jié) 果 酸 堿 反 應(yīng) 的 實(shí) 質(zhì) 是質(zhì)子的轉(zhuǎn)移 質(zhì) 子 的 轉(zhuǎn) 移 是 通 過(guò)溶劑和質(zhì)子來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 的 小 結(jié) ： 四 、 酸 堿 反 應(yīng) 平 衡 常 數(shù)1. 解 離 常 數(shù) ：溶 液 中 有 以 下 弱 酸 化 學(xué) 平 衡HA A - + H+（ 1） 活 度 常 數(shù) （ 熱 力 學(xué) 常 數(shù) ） ：H Aa HAa aK a （ 2） 濃 度 常 數(shù) ： ac H AK HA H A HAHA H Aa aa aH AK （ 3） 混 合 常 數(shù) am Ha AK HA 五 、 酸 堿 強(qiáng) 度 (strengths of acids or bases）區(qū) 分 三 個(gè) 概 念 酸 的 濃 度酸 度酸 的 強(qiáng) 度 堿 的 強(qiáng) 度 即 acid的 分 析濃 度 ， 用 來(lái)表 示指 溶 液 中 H 的 濃 度（ 嚴(yán) 格 說(shuō) 應(yīng) 是 H 的 活度 ） ， 用 pH值 表 示表 示 acid的 強(qiáng)弱 ， 用 K a表 示 。Ka越 大 ， 酸 越強(qiáng)用 Kb 表 示 。Kb越 大 ，堿 越 強(qiáng)強(qiáng)度 1. 酸 堿 的 強(qiáng) 弱 酸 堿 的 強(qiáng) 弱 定 量 地 用 酸 堿 的 解 離 常 數(shù) Ka 、 Kb的 大 小 來(lái) 表 示 。 HAc H2O Ac-+ +H3O+NH4+ NH3+ H2O H3O+HS- S2-+ H2O H3O+酸 的 強(qiáng) 弱 順 序 ： HAc NH4+ HS-（ 1） 酸 的 解 離 常 數(shù) Ka=5.6 10-10Ka=1.8 10-5Ka2=7.1 10-15 （ 2） 堿 的 解 離 常 數(shù)H2OAc- + + HAcOH-OH- NH4+NH3 + H2O OH- HS-S2- + H2O堿 的 強(qiáng) 弱 順 序 ： S 2- NH3 Ac- Kb=5.6 10-10Kb=1.8 10-5Kb=1.41若 酸 強(qiáng) ， 則 其 共 軛 堿 弱 ； 若 堿 強(qiáng) ， 則 其 共 軛 酸 弱 。 H3O 是 水 溶 液 中 能 夠 存 在 的 最 強(qiáng) 的 酸 OH-是 水 溶 液 中 能 夠 存 在 的 最 強(qiáng) 的 堿酸 的 強(qiáng) 度 pKa 堿 的 強(qiáng) 度 pKb 強(qiáng) 酸 0 強(qiáng) 堿 11 極 弱 堿 11 2. 共 軛 酸 堿 對(duì) Ka及 Kb之 間 的 關(guān) 系HAc H2O Ac-+ +H3O+ a H AcK HAc H2OAc- + + HAcOH- b OH HAcK Ac Wa bK K K 141.0 10 (25 )C Wb aKK K b w apK pK pK -+ba AcH AcOHH AcAcH=KK w-+ K=OHH= 1400a b wp p p .K K K T/ 0C 0 10 20 25 30 40 50 60pKw 14.96 14.53 14.16 14.00 13.83 13.53 13.26 13.02 1. 對(duì) 于 一 元 弱 酸 來(lái) 講 Ka Kb Kw（ 1） Ka、 Kb 值 的 大 小 ， 表 示 酸 堿 強(qiáng) 度 ， Ka越 大 ，酸 越 強(qiáng) ；（ 2） 酸 越 強(qiáng) ， 則 共 軛 堿 越 弱 ， 即 Kb越 小 .如 ： HAc Ka 1.8 10-5 , Ac- Kb 5.6 10-102.對(duì) 于 多 元 弱 酸 ： 2 a1 a2 a1 b22- b1 b2 a2 b1HA K K K K Kw A K K K K Kw： 、 ： 、 3 a1 a2 a3 a1 b33- b1 b2 b3 a2 b2a3 b1H A K K K K K Kw A K K K K K Kw K K Kw： 、 、 ： 、 、 小 結(jié) 練 習(xí) 題1. H2O的 共 軛 酸 是 ( )A. H2O B. HAc C. H3O+ D. OH- C2. 根 據(jù) 酸 堿 質(zhì) 子 理 論 ， 正 確 的 說(shuō) 法 是 ( )A. 酸 愈 強(qiáng) ， 則 其 共 軛 堿 愈 弱B. H 3O+是 水 溶 液 中 的 最 強(qiáng) 酸C. H3O+的 共 軛 堿 是 OH-D. OH-是 水 溶 液 中 的 最 強(qiáng) 堿 A、 B、 D 3. 根 據(jù) 酸 堿 質(zhì) 子 理 論 ， 下 列 化 合 物 中 不 屬 于 酸 的 是 ( )A. HCO3- B. NH4+ C. HAc D. Ac-D 質(zhì) 子 條 件分 布 分 數(shù)兩 個(gè) “ 基 本 功 ”推 導(dǎo) 酸 堿 溶 液 H+濃 度 的 計(jì) 算 公 式 ：一 個(gè) 原 則 ： “二 十 倍 原 則 ” 第 二 節(jié) 質(zhì) 子 條 件 按 照 酸 堿 質(zhì) 子 理 論 ， 酸 堿 反 應(yīng) 的 實(shí) 質(zhì) 是 質(zhì)子 的 轉(zhuǎn) 移 ， 則 得 質(zhì) 子 后 的 產(chǎn) 物 得 到 質(zhì) 子 的 摩 爾數(shù) 與 失 去 質(zhì) 子 后 的 產(chǎn) 物 失 去 質(zhì) 子 的 摩 爾 數(shù) 相 等 ，按 此 列 出 的 方 程 稱(chēng) 質(zhì) 子 平 衡 方 程 。 又 稱(chēng) 為 質(zhì) 子條 件 。1. 定 義 ：一 、 質(zhì) 子 平 衡 （ 質(zhì) 子 條 件 ） PBE(Proton Balance Equation) 酸 堿 反 應(yīng) 達(dá) 到 平 衡 時(shí) ， 酸 失 去 的 質(zhì) 子 數(shù) 應(yīng) 等 于 堿 得到 的 質(zhì) 子 數(shù) 。 種 堿 得 到 的 質(zhì) 子 數(shù) 種 酸 失 去 的 質(zhì) 子 數(shù) 酸 堿 之 間 質(zhì) 子 轉(zhuǎn) 移 的 等 衡 關(guān) 系 稱(chēng) 為 質(zhì) 子 平 衡（ 或 稱(chēng) 為 質(zhì) 子 條 件 ） ， 數(shù) 學(xué) 表 達(dá) 式 叫 做 質(zhì) 子 等 衡 式 ， 簡(jiǎn)寫(xiě) 為 PBE。 2. 用 途 ： 根 據(jù) 質(zhì) 子 條 件 ， 可 得 到 溶 液 中 H+濃 度 與 有 關(guān)組 分 濃 度 的 關(guān) 系 式 ， 即 計(jì) 算 公 式 。利 用 PBE可 以 準(zhǔn) 確 求 出 溶 液 中 H+ 。 書(shū) 寫(xiě) PBE 原 則方 法 1.由 MBE和 CBE寫(xiě) 2. 圖 示 法 1.質(zhì) 子 有 得 有 失 2.得 失 相 當(dāng) 二 、 PBE的 書(shū) 寫(xiě) ： 1. 物 料 平 衡 （ Mass Balance Equation） MBE 溶 質(zhì) 各 型 體 的 平 衡 濃 度 之 和 等 于 其 分 析 濃 度 的 平 衡 關(guān)系 式 稱(chēng) 為 物 料 平 衡 ， 其 數(shù) 學(xué) 表 達(dá) 叫 物 料 平 衡 式 ， 簡(jiǎn) 稱(chēng)為 MBE。分 析 濃 度 標(biāo) 簽 濃 度 或 總 濃 度 ， 以 c表 示 。 平 衡 濃 度 平 衡 狀 態(tài) 時(shí) 濃 度 ， 用 表 示 。 n1 M c （ 一 ） 由 MBE和 CBE寫(xiě) PBE （ 1） 0.10 molL-1NH3溶 液溶 質(zhì) 分 子 以 NH3和 NH4+兩 種 型 體 存 在NH3 H2O NH4+ OH- NH3 NH4+ 0.10 molL-1 3NHc 平 衡 狀 態(tài) 時(shí) ,MBE為 ： 例 如 (2) 0.10 molL-1 的 Na2CO3溶 液 MBE： Na+ 2c 0.20 molL-1 Na2CO3 2Na+ + CO32-HCO3-+H2O H2CO3 + OH-CO32-+H2O HCO3-+OH-H2CO3+HCO3-+CO32-= c =0.10molL-1 （ 3） NH4HCO3溶 液 MBE： NH4+NH3 c H2CO3+HCO3-+CO32-= c 2.電 荷 平 衡 （ Charge Balance Equation） CBE 任 何 電 解 質(zhì) 溶 液 ， 都 是 電 中 性 的 ， 即 正 電 荷 的總 濃 度 等 于 負(fù) 電 荷 的 總 濃 度 。 （ 單 位 ： molL-1） i 種 正 離 子 的 電 荷 濃 度 j 種 負(fù) 離 子 的 電 荷 濃 度Mn 的 電 荷 濃 度 n Mn 電 解 質(zhì) 溶 液 的 這 種 電 中 性 規(guī) 則 稱(chēng) 為 電 荷 平 衡 ，其 數(shù) 學(xué) 表 達(dá) 式 叫 做 電 荷 等 衡 式 ， CBE。 例 如1. H 2CO3溶 液2. H3PO4溶 液 CBE：3. c molL 1 Na2CO3溶 液 CBE： CBE： H+=OH-+HCO3-+2CO32-H+=OH-+H2PO4-+2HPO42-+3PO43-Na+H+=OH-+HCO3-+2CO3-2c + H+=OH-+HCO3-+2CO3-或 3. 質(zhì) 子 條 件 PBE寫(xiě) 法 ：例 如 ： c molL-1 Na2CO3溶 液MBE： Na 2cCBE： (1) (2) 將 式 (1)代 入 式 (2)解 得 PBE ： H2CO3+HCO3-+CO32-=c2c + H+=OH-+HCO3-+2CO32-H+2H2CO3+HCO3-=OH- （ 二 ） 圖 示 法 ： 先 找 出 質(zhì) 子 參 考 水 平 （ 零 水 準(zhǔn) ）寫(xiě) 酸 堿 平 衡 式 ， 判 斷 得 失 ， 繪 出 得 失 示 意 圖 根 據(jù) 得 失 質(zhì) 子 數(shù) 相 等 ， 寫(xiě) 出 PBE 由 酸 堿 平 衡 的 體 系 的 組 成 直 接 寫(xiě) 出 分 三 步 ： 指 在 溶 液 中 可 解 離的 ， 最 可 能 存 在 的 種 類(lèi) ，主 要 是 投 料 組 份 。 選 擇 規(guī) 律 ： 一 般 以 起 始 酸堿 組 份 和 溶 劑分 子 作 參 考 水平 。 A. 弱 酸 弱 堿 的 PBE1. HAc 溶 液 （ 典 型 的 一 元 弱 酸 ）（ 1） 參 考 水 平 HAc 、 H2O（ 2） 酸 堿 平 衡 式 HAc H2O H3O Ac- H2O H2O H3O OH- （ 3） 左 邊 寫(xiě) 得 質(zhì) 子 產(chǎn) 物 ， 右 邊 寫(xiě) 失 質(zhì) 子 產(chǎn) 物畫(huà) 圖 參 考 水 準(zhǔn)得 質(zhì) 子 失 質(zhì) 子HAcH2O H H OH-Ac- HH3O+PBE： H3O+=OH-+Ac-H+=OH-+Ac-即注 意 質(zhì) 子 參 考 水 平 的 物 質(zhì) 不 能 寫(xiě) 進(jìn) PBE中 參 考 水 準(zhǔn)得 質(zhì) 子 失 質(zhì) 子NH3H2O H OH- HH3O+NH4+ H2. NH3 水 溶 液 （ 一 元 弱 堿 ） PBE： H+ NH4+ OH- 3. 寫(xiě) 出 c molL-1 Na2HPO4溶 液 的 PBE參 考 水 準(zhǔn)得 質(zhì) 子 失 質(zhì) 子H2OHPO42- H H OH-PO43- H H 2H H3O+H2PO4-H3PO4PBE： H+ +H2PO4- +2H3PO4 =OH- +PO43- 4. H2CO3溶 液 （ 二 元 弱 酸 ） 5. H 3PO4 溶 液 （ 三 元 弱 酸 ） 注 意 得 失 幾 個(gè) H ， 應(yīng) 相 應(yīng) 的 乘 以 幾 ； 為 了 防 止 忘 記 寫(xiě) H+ OH- ， 首 先 第 一 步 把 H+ 、 OH- 寫(xiě) 在 等 號(hào) 兩 邊 。質(zhì) 子 參 考 水 平 : H2CO3 、 H2O+HCO3-+2CO32-H+=OH-+H2PO4-+2HPO42-+3PO43-H+=OH- 通 過(guò) 以 上 的 學(xué) 習(xí) ,同 學(xué) 們 來(lái) 總 結(jié) 一 下 得 質(zhì) 子 產(chǎn) 物 寫(xiě) 在 左 邊 ， 失 質(zhì) 子 產(chǎn) 物 寫(xiě) 在 右 邊 得 失 幾 個(gè) H+則 相 應(yīng) 的 系 數(shù) 寫(xiě) 幾 ， 即 n （ 3） 弱 酸 弱 堿 的 PBE CBE（ 4） 質(zhì) 子 參 考 水 平 不 能 在 PBE中 出 現(xiàn)【 小 結(jié) 】 6. NH4Cl溶 液 質(zhì) 子 參 考 水 平 ： NH4+ 、 H2O（ 不 能 選 Cl- ?） PBE： H OH NH3 7. NaAc溶 液8. NH4Ac溶 液 選 Ac- 、 H2O （ 不 能 選 Na+ ?）選 NH 4+ 、 Ac- 、 H2OPBE： H+ HAc OH-PBE： H+ HAc OH- NH3 PBE： H+ H2CO3 OH- CO32-9. NaHCO3溶 液 選 HCO3-、 H2O B. 強(qiáng) 酸 強(qiáng) 堿 溶 液 的 PBE PBE： H + H2O OH- 選 HCl、 H2O作 質(zhì) 子 參 考 水 平PBE： H+ OH- + Cl- OH- + ca1. HCl溶 液 ca molL-12. NaOH溶 液 cb molL-1 選 OH- 、 H2O作 質(zhì)子 參 考 水 平OH- H+ H2OH3O+ OH- H2O H2O 是 否 正 確 ？ PBE中 出 現(xiàn) 了 H2O ,參 考 水 平 那 么 應(yīng) 如 何 去 寫(xiě) ？3. Ca HCl HAc 4. H 2SO4 溶 液PBE： H+ OH- ca Ac- H2O = cb OH-得 nb molL 1 H 生 成 nb和 H2O H cb OH-（ 請(qǐng) 同 學(xué) 們 現(xiàn) 在 寫(xiě) 出 ， 上 黑 板 寫(xiě) 出 結(jié) 果 。 ） 有 同 學(xué) 這 樣 寫(xiě) ,對(duì) 嗎 ？ H OH- HSO4- 2 SO42- 嚴(yán) 格 說(shuō) 來(lái) ， 是 一 個(gè) 強(qiáng) 酸 和 弱 酸 的 混 合 酸 ， 即 書(shū) 寫(xiě) PBE時(shí) ， 可看 成 c a H+HSO4-， 這 樣 就 很 容 易 寫(xiě) 出 H2SO4的 PBE。 PBE H+ OH- ca SO42- H OH- 2 SO42- H2SO4并 不 是 二 元 弱 酸 ， 也 不 是 二 元 強(qiáng) 酸 ， H2SO4解 離 為 ：HSO4- H+ + SO42-H2SO4 H+ + HSO4-詳 細(xì) 內(nèi) 容 請(qǐng) 看 劉 秀 萍 論 文 ： 一 種 推 導(dǎo) 硫 酸 溶 液 H+濃 度 計(jì) 算 公 式 的 方 法 ， 晉中 師 專(zhuān) 學(xué) 報(bào) ， 1997.1 5. H2SO4 HAc可 看 成 H+ HSO4- HACPBE： H+ OH- SO42- AC - ca 1. NH4H2PO4 2.（ NH4） 2S3. ( NH4)2HAsO4 練 習(xí) H+ + H3PO4 OH- + NH3 + HPO42-+3PO43- H+ 2 H2S HS- OH- NH3 H + H2AsO4- + 2H3AsO4 OH- + NH3 + AsO43- 書(shū) 寫(xiě) 各 類(lèi) 型 的 PBE注 意 ： （ 1） 選 初 始 酸 堿 ， 溶 劑 分 子 為 質(zhì) 子 參 考 水 平 （ 2） 得 質(zhì) 子 產(chǎn) 物 寫(xiě) 在 左 邊 ， 失 質(zhì) 子 產(chǎn) 物 寫(xiě) 在 右 邊 （ 3） 得 失 幾 個(gè) H+則 相 應(yīng) 的 系 數(shù) 寫(xiě) 幾 ， 即 n （ 4） 必 須 考 慮 水 的 解 離 （ 5） 質(zhì) 子 參 考 水 平 不 能 在 PBE中 出 現(xiàn) 作 業(yè) P198 14 由 PBE可 知 ： 1 PBE是 指 酸 堿 之 間 質(zhì) 子 轉(zhuǎn) 移 的 等 衡 關(guān) 系 。 2 PBE是 關(guān) 于 H+ 表 達(dá) 式 ， 可 借 此 式 對(duì) 溶 液的 H+ 進(jìn) 行 計(jì) 算 。 各 型 體 的 平 衡 濃 度 與 溶 液 的 酸 度 有 關(guān) ， 確 定 了 它 們 與H+ 的 關(guān) 系 式 ， 即 可 推 導(dǎo) 出 計(jì) 算 H+的 公 式 。下 面 就 來(lái) 學(xué) 習(xí) 分 布 分 數(shù) ?？?由 分 布 分 數(shù) 公 式 得 到H+=OH- +HCO3-+2CO32-例 如 ： H2CO3溶 液 的 PBE: 可 由 酸 堿 解 離 平 衡 得 到 一 、 定 義 ： 弱 酸 （ 堿 ） 溶 液 中 溶 質(zhì) 各 型 體 的 分 布 ， 可 用此 分 數(shù) 稱(chēng) 為 分 布 分 數(shù) ， 用 i 表 示 。第 三 節(jié) 分 布 分 數(shù) i=溶 液 的 分 析 濃 度各 型 體 的 平 衡 濃 度 平 衡 濃 度 ：共 軛 酸 堿 處 于 平 衡 狀 態(tài) 時(shí) 的 濃 度 ， 用 表 示 ；分 析 濃 度 ：各 種 存 在 形 體 的 平 衡 濃 度 的 總 和 ， 用 c 表 示 。c = + + + 1. 一 元 弱 酸 HA溶 液 以 HAc為 例Ac-+HAc H+ a H AcK HAc c HAc Ac HAc HAcc HAcHAc Ac 1 1 AcHAc 11 aKH HH Ka Ac Acc AcHAc Ac 1 1 HAcAc 1 1 aHK KaH Ka 1HAc Ac ( 3 ) max 1， min 0 ， HAc + Ac- = 1 小 結(jié)( ) i 分 母 有 兩 項(xiàng) : H+Ka 分 子 : HAc H ， Ac- Ka 。( ) i 大 小 與 濃 度 c無(wú) 關(guān) ， 而 與 溶 液 的 酸 度 有 關(guān) ，要 計(jì) 算 i ， 只 需 已 知 H+ 即 可 。a+ +HAc K+H H= a+Ac K+H Ka= -可 知 HAc的 分 布 分 數(shù) 的 規(guī) 律 ： 2. NH3 水 溶 液 c molL-1 c = NH3 + NH4+ 法 1: a+ +NH K+H H= +4 a+ aNH K+H K= 3 bWKK=Ka以 一 元 弱 酸 NH4+來(lái) 寫(xiě) NH+NH NH=c NH= +43 33NH3 NH+NH NH=c NH= +43 +4+4NH+4 b- -b+43 K+OH OH=OH K+1 1=NH NH+1 1= b- bb-+43 K+OH K=1+K OH 1=1+NH NH 1= 法 2. NH3 OH- , NH4+ Kb NH3 + NH4+ = 1 法 1與 法 2結(jié) 果 一 致 ， 請(qǐng) 同 學(xué) 們 自 己 推 到 證 明 。 可 見(jiàn) ： 以 一 元 弱 堿 NH3來(lái) 寫(xiě) H2A + HA- + A2- = c 3. H2A c molL-1 c AH= 2AH 2 c HA= -HA- c A= -2A -2 2111 aaa+2+ a+ KK+KH+H KH= 211 aaa+2+ 2+ KK+KH+H H= 21121 aaa+2+ aa KK+KH+H KK= H2A + HA- + A2- = 1 4. H3A c molL-1 3 + 2 + 1 + 0 = 1c HA= -2HA -2 c A= -3A -3 c AH= -2AH -2 c AH= 3AH3 321211 321 aaaaa+a2+3+ aaa KKK+KKH+KH+H KKK= 321211 21 aaaaa+a2+3+ aa+ KKK+KKH+KH+H KKH= 321211 1 aaaaa+a2+3+ a2+ KKK+KKH+KH+H KH= 321211 aaaaa+a2+3+ 3+ KKK+KKH+KH+H H=3=2=1=0= 5. 大 于 三 元 酸 的 多 元 酸 溶 液分 母 為 一 含 有 n 1項(xiàng) 的 多 項(xiàng) 式 ：H+n Ka1H+n-1 Ka1Ka2H+n-2 Ka1Ka2 Kn然 后 依 次 取 n 1項(xiàng) 中 的 每 一 項(xiàng) 為 分 數(shù) 的 分 子 ，即 可 得 n、 n-1、 n-2、 、 0。要 求 ： 同 學(xué) 們 在 作 業(yè) 中 寫(xiě) 出 六 元 酸 各 種 形 體 平 衡濃 度 的 分 布 系 數(shù) ， 不 要 簡(jiǎn) 寫(xiě) ， 要 詳 細(xì) 寫(xiě) 出 。 二 、 分 布 分 數(shù) 的 作 用（ 1） 判 斷 各 型 體 存 在 的 分 布 情 況 pH值 一 定 時(shí) pH值 變 化 時(shí) （ 2） 計(jì) 算 各 型 體 的 平 衡 濃 度 i = i c 例 1 計(jì) 算 pH = 5.00時(shí) ， 0.10molL 1 HAc溶 液 中 各 型 體 的 分 布 分 數(shù) 和 平 衡 濃 度 . 已 知 ： Ka 1.8 10-5 c = 0.10molL-1 pH = 5.00 H+ =1.0 10-5 molL-1解 ： a+ +HAc K+H H= 64.0=-1= HAcAc- 36.0=108.1+100.1 100.1= 5-5- 5- HAc HAcc 0.36 0.10 0.036 molL-1 Ac- Ac-c 0.64 0.10 0.064molL-1 三 、 -pH曲 線 （ 型 體 分 布 圖 ） HAc 、 Ac- 分 布 系 數(shù) 與 溶 液 pH值 的 關(guān) 系 ：1. 隨 pH 增 高 , HAc逐 漸 減 小 ； 而 Ac逐 漸 增 大 ；2. pH= pKa時(shí) ， HAc= Ac =0.50 ， HAc= Ac- 3. pH pKa時(shí) ， 主 要 為 HAc4. pH pKa時(shí) ， 主 要 為 Ac- 5. pH= pKa - 2時(shí) ， HAc 1 , Ac- 0 pH= pK a +2時(shí) , Ac- 1 HAc 0 由 圖 可 推 斷 ： HAc-NaAc緩 沖 范 圍 ： 3.745.74 pKa1=1.23 pKa2=4.19 草 酸 的 三 種 形 體 在 不 同 pH時(shí) 的 分 布 情 況 ：pHpKa1， 主 要 存 在 形 式 ： H2C2O4pKa1pHpKa2， 主 要 存 在 形 式 ： C2O42- 當(dāng) pH=pKa1， 0 =1 =0.50, H2C2O4 、 HC2O4-當(dāng) pH=pKa2， 1 = 2 =0.50， HC2O4- 、 C2O42-pH=2.53.3， 三 種 型 體 共 存 ， HC 2O4-占 絕 對(duì) 優(yōu) 勢(shì) 。1的 最 大 值 明 顯 小 于 1 。 三 種 及 三 種 以 上 型 體 共 存 ， 是 多 元 有 機(jī) 弱 酸 的 特 點(diǎn) 。請(qǐng) 查 閱 H6Y2+的 型 體 分 布 圖 ， 進(jìn) 行 判 斷 各 型 體 共 存 情 況 。 2個(gè) 交 點(diǎn) ， 每 個(gè) 交 點(diǎn) pH=pKa1、 pH=pKa2； 酒 石 酸 ： pKa1 = 3.04與 pKa2 = 4.37 相 差較 小 ， 出 現(xiàn) 三 種 型 體 共 存 情 況 。當(dāng) HA-濃 度 最 大 時(shí) ， H2A、 A2-仍 各 占 15% 。如 圖 所 示 ： 如 圖 所 示 ： 3個(gè) 交 點(diǎn) ， 每 個(gè) 交 點(diǎn) 處 ： 磷 酸 ： pKa1 = 2.12， pKa2 = 7.2， pKa3 = 12.36 相 差 大 ， 未 出 現(xiàn) 三 種 以 上 型 體 共 存 情 況 。（ 是 無(wú) 機(jī) 酸 的 特 點(diǎn) ）pH=pKa1、 pH=pKa2、 pH=pKa3； 結(jié) 論(1) 分 析 濃 度 和 平 衡 濃 度 是 相 互 聯(lián) 系 卻 又 完 全 不 同 的 概 念 ， 兩 者 通 過(guò) 聯(lián) 系 起 來(lái) ； (2) 對(duì) 于 任 何 酸 堿 性 物 質(zhì) ， 滿 足 0+ 1+ 2 + 3 + - + n = 1 (3)取 決 于 Ka， Kb及 H+ 的 大 小 ， 與 c無(wú) 關(guān) ； (4) i大 小 能 定 量 說(shuō) 明 某 型 體 在 溶 液 中 的 分 布 ， 由 i可 求 某 型 體 的 平 衡 濃 度 。 練 習(xí) 題1. 在 NH3 H2O溶 液 中 ， NH3的 分 布 系 數(shù) 決 定 于下 列 因 素 中 的 哪 一 個(gè) ？A. NH3 H2O的 分 析 濃 度 B. 平 衡 濃 度 NH3C. 溶 液 的 pH值 D. NH3的 pKbC原 因 ： 公 式 中 雖 然 含 有 Kb和 pH， 但 對(duì) 于 NH3H2O來(lái) 講 ， 它 在 水 溶 液 中 的 Kb是 一 個(gè) 常 數(shù) ， 因 此 ， 分 布系 數(shù) NH3僅 僅 決 定 于 溶 液 的 pH值 ， 是 溶 液 酸 度 的 函數(shù) 。 2. 磷 酸 的 pKa1 、 pKa2、 pKa3分 別 為 2.12、 7.20、12.36， 在 pH=1.0的 磷 酸 溶 液 中 ， 磷 酸 的 主 要 存 在形 體 為 ：A. 磷 酸 根 B. 磷 酸 一 氫 根C. 磷 酸 二 氫 根 D. 磷 酸 分 子D 計(jì) 算 方 法 代 數(shù) 法 對(duì) 數(shù) 圖 算 法 計(jì) 算 機(jī) 計(jì) 算 法 （ 1） 兩 個(gè) 基 本 功 ： PBE、 。 （ 2） 一 個(gè) 原 則 “二 十 倍 原 則 ” 。 由 PBE和 得 到 pH的 計(jì) 算 公 式 ， 為 精 確 式 。 根 據(jù) 分 析 化學(xué) 實(shí) 際 要 求 ， 對(duì) 精 確 公 式 近 似 處 理 時(shí) ， 要 用 到 “ 二 十 倍 原則 ” 。 第 四 節(jié) 酸 堿 溶 液 中 酸 堿 度 的 計(jì) 算 一 、 強(qiáng) 酸 （ 強(qiáng) 堿 ） 溶 液 pH的 計(jì) 算 ：1. 一 元 強(qiáng) 酸 溶 液 c molL-1 HCl無(wú) 機(jī) 化 學(xué) 中 H+ = c , pH=-log H 1.0 10-8 molL-1 HCl , pH=?大 家 已 經(jīng) 知 道 pH8， 那 么 等 于 多 少 ？ 是 如 何 計(jì) 算 得 到 的 ?pH 7- 根 據(jù) PBE求 得 的 pH計(jì) 算 式 計(jì) 算 得 到 。 H+ Kw H+ c （ 1） 精 確 式通 過(guò) 近 似 處 理 ， 得 到 近 似 式 、 最 簡(jiǎn) 式 。 “二 十 倍 原 則 ” 兩 個(gè) 數(shù) 相 加 減 時(shí) ， 凡 小 于 （ 等 于 ） 一 數(shù) 20倍 的 另 一 數(shù) 可 忽 略 不 計(jì) 。（ 該 原 則 是 根 據(jù) 分 析 化 學(xué) 中 對(duì) 計(jì) 算 結(jié) 果 的 相 對(duì) 誤 差 要 求 2.5%而 定 。 ）H+2 cH+- Kw 0PBE： H+ OH- c2 K4+c+c=H W2+ 當(dāng) c10 6 molL-1時(shí) ， c2 4Kwc2 H+ c molL-1 當(dāng) c10-8 molL-1時(shí) ， c2 4Kw 4Kw H+ 10-7 molL-1 當(dāng) 10 6 c 10 8時(shí) ， 2 K4+c+c=H W2+ 2 K4+c+c=H W2+ c10-8 molL-1 H+ 10-7 小 結(jié) 2 K4+c+c=H W2+10-6 molL-1 c 10-8 molL-1當(dāng) c10-6 molL-1 H+ cpH 7.00 10-8 10-6 H+ c2 K4+c+c=H W2+ 2. 一 元 強(qiáng) 堿 溶 液 c molL-1 NaOH PBE： OH- H+ c pH 7.00 10-8 10-6 OH- c2 K4+c+c=OH W2- 2 K4+c+c=OH W2- 當(dāng) c10-6 molL-1 OH- cc10-8 molL-1 OH- 10-710-6 molL-1 c 10-8 molL-1 3. H2SO4 溶 液 pH的 計(jì) 算 ： Ka2=1.0 10-2PBE: H+ OH- c SO42- 是 酸 性 溶 液 OH- 可 忽 略 ， H+ c SO42-c molL -1 H2SO4溶 液 22 a+ a224 K+H cK=c=SO 22 a+ a+ K+H cK+c=H 整 理 得 ：由 此 式 計(jì) 算 0.10 molL -1 H2SO4溶 液 的 H+ ?？?得 ： H =0.11 molL-1 注 意 ： H 2 0.10 = 0.20 molL -1 0=K2-H)c-K(+H 22 a +a2+ 2 cK8+c-K(+)K-c(=H 222 a2aa+ ）pH=0.960.10 molL -1 HCl的 H+ =0.10 molL-1 pH=1.00 強(qiáng) 酸 （ 強(qiáng) 堿 ） 溶 液 pH的 計(jì) 算 公 式 ：pH 7.00 10-8 10-6 H+ c2 K4+c+c=H W2+ pH 7.00 10-8 10-6 OH- c2 K4+c+c=OH W2- 2 cK8+c-K(+)K-c(=H 222 a2aa+ ） PBE： 整 理 得 ： 此 式 只 有 在 Ka不 太 小 ， 而 c又 很 小 時(shí) ， 才 有 用 。 而 在 分 析 化學(xué) 中 卻 無(wú) 實(shí) 際 意 義 。 （ 分 析 的 是 常 量 組 分 c并 不 是 太 小 ）二 、 一 元 弱 酸 （ 堿 ） 溶 液 酸 （ 堿 ） 度 的 計(jì) 算 ：（ 一 ） HA c molL-1 , Ka A+OH=H -+ c+HK= -A+W a+ a+W K+H cK+HK= 0=KK-H)cK+K-HK+H wa+aw2+a3+ （ cKa20Kw c Ka400 最 簡(jiǎn) 式a+ a-+ K+H cK+OH=H H cK= +aA+OH=H -+ cK=H a+考 慮 忽 略 兩 項(xiàng) cKa20Kw 可 忽 略 OH-c Ka400時(shí) 可 忽 略 分 母 H Ka中 的 Kaa+ a+W K+H cK+HK= cKa 20Kw OH- 不 可 忽 略 c Ka400 Ka可 忽 略 近 似 式a+ a+w+ K+H cK+HK=H H cK+K= + awcK+K=H aw+ cKa20Kw OH- 可 忽 略 c Ka 400 Ka不 可 忽 略 a+ a-+ K+H cK+OH=H a+ a K+H cK= 0=cK-HK+H a+a2+ 2 cK4+K+K-=H a2aa+ 近 似 式 cKa 20Kw c Ka 400 精 確 式 , 分 析 中 無(wú) 意 義 一 元 弱 酸 溶 液 的 H+ 計(jì) 算 公 式 ： 注 意 條 件 不 同 ， 使 用 不 同 的 公 式 。 一 元 弱 酸 根 據(jù) K a、 H+ 計(jì) 算 。 最 簡(jiǎn) 式 cKa 20Kw c Ka400 近 似 式 cKa20Kw c Ka 400 近 似 式 cK+K=H aw+ 2 cK4+K+K-=H a2aa+ cK=H a+ cKa 20Kw c Ka400 cKa 6.6 10-5 20Kw c Ka 0.10 6.6 10-4 400 根 據(jù) 近 似 式 （ 3） 計(jì) 算 pH 2.11 2 cK4+K+K-=H a2aa+ =7.8 10-3molL-1例 1 計(jì) 算 0.10molL-1 HF溶 液 的 pH值 。已 知 ： c 0.10molL-1 Ka 6.6 10-4 例 2 計(jì) 算 1.0 10-4 molL-1的 H3BO3溶 液 的 pH值 ，已 知 pKa=9.24. a wH K c K -14 145.8 10 10 72.6 10 ( / )mol L 6.69pH 解 ： 因 為 ： cKa=1.0 10-4 10-9.24=5.8 10-14 20KW c/Ka=1.0 10-4 10-9.24 400所 以 根 據(jù) 近 似 式 （ 2） 計(jì) 算 例 3 計(jì) 算 1.0 10-4 molL-1 NH4Cl溶 液 的 pH值 。已 知 ： c 1.0 10-4 molL-1 分 析 NH4Cl溶 液 顯 酸 性 根 據(jù) H+ 、 Ka的 酸 公 式 NH3 的 Kb 1.8 10-5 NH4+的 Ka 5.6 10-10 cKa 1.0 10 4 5.6 10 10 20Kw c Ka 1.0 10 4 5.6 10 10 400 根 據(jù) 近 似 公 式 （ 2） 計(jì) 算 cK+K=H aw+ =2.4 10-7molL-1pH 6.62 （ 二 ） 一 元 弱 堿 溶 液 PBE： HB+ + H+ OH-與 處 理 一 元 弱 酸 的 方 法 相 同 ， 可 得 到 相 應(yīng) 的 公 式 。OH=OHK+c -WHB + OH=OHK+K+OH cK -Wb- b c molL-1 B 一 元 弱 堿 溶 液 的 OH- 計(jì) 算 公 式 ： 注 意 條 件 不 同 ， 使 用 不 同 的 公 式 。 一 元 弱 堿 根 據(jù) K b、 OH- 計(jì) 算 。 最 簡(jiǎn) 式 cKb 20Kw c Kb400 近 似 式 cKb20Kw c Kb 400 近 似 式 2 cK4+K+K-=OH b2bb- cK+K=OH bw- cK=OH b- cKb 20Kw c Kb400 例 4 計(jì) 算 1.0 10-4 molL-1NaAc溶 液 的 pH值 .【 分 析 】 NaAc溶 液 是 弱 堿 性 ， 用 一 元 弱 堿 的 公 式 ， 用 OH- 、 Kb來(lái) 計(jì) 算 。 Ac-的 Kb 5.6 10-10已 知 ： c molL-1 HAc 的 Ka 1.8 10-5 解 ： cKb 5.6 10-14 20Kw c Kb 1.0 10-4 5.6 10-10 400 cK+K=OH bw- 3.1 10-7molL-1pOH 6.51 根 據(jù) 近 似 式 (2)計(jì) 算 pH 14.00 - 6.51=7.49 例 5 將 0.2mol L-1 HAc與 0.2mol L-1 NaOH等 體 積混 合 后 ， 求 混 合 液 的 pH值 (HAc的 Ka=1.8 10-5)。解 ： 混 合 后 ， 生 成 0.1molL-1NaAc溶 液 cKb 0.1 5.6 10-10 20Kw c Kb 0.1 5.6 10-10 400 根 據(jù) 最 簡(jiǎn) 式 (1)計(jì) 算cK=OH b- 7.5 10-6molL-1pOH=5.13 pH=14.00-5.13=8.87 作 業(yè)P200 18（ 1） （ 9） H2A： Ka1、 Ka2 ， 當(dāng) cKa1 20Kw， H3A： Ka1、 Ka2、 Ka3 ， 當(dāng) cKa1 20Kw， Ka1 Ka2 Ka3， a1cK 40 Ka2a1cK 40 Ka2只 考 慮 第 一 步 解 離 ， 可 按 一 元 弱 酸 處 理 ， 否 則 ， 要 解 高 次 方 程 。2.多 元 弱 堿 ：三 、 多 元 弱 酸 （ 堿 ） 酸 度 的 計(jì) 算 ：A3-： Kb1、 Kb2、 Kb3 類(lèi) 推 ： 類(lèi) 似 1.， 可 按 一 元 弱 堿 處 理 。1.多 元 弱 酸 ： 最 簡(jiǎn) 式 近 似 式 對(duì) 于 多 元 弱 堿 ， 若 可 按 一 元 弱 堿 處 理 ， 將 上 式 中 的 Ka1替 換 成 Kb1； H+ 替 換 為 OH- 。3. 多 元 弱 酸 （ 堿 ） 酸 堿 度 的 計(jì) 算 公 式 1acK 2aK40c Ka1 400c Ka1 400 1acK 2aK40 cK=H 1a+ 2 cK4+K+K-=H 111 a2aa+ 例 6 計(jì) 算 0.10mol/LH3PO4溶 液 的 中 H+及 各 型 體 的 濃 度 。 已 知 Ka1=7.6 10-3， Ka2=6.3 10-8， Ka3=4.4 10-13 Ka2Ka3， 且 cKa1=0.1 7.6 10-320KW，又 因 為 c/Ka1=0.10/(7.6 10-3)106.710.0=cK )L/mol(104.2= 2 106.710.04+)106.7(+106.7= 2 cK4+K+K=H 2- 3-23-3- 1a21a1a+ pH=1.62H3PO4溶 液 中 存 在 4種 型 體 ：H3PO4 H2PO4- HPO42- PO43- =0.10- 2.4 10-2 -6.3 10-8-1.2 10-18 7.6 10-2 mol/LH2PO4- H+ =2.4 10-2 mol/LHPO42-=H2PO4-Ka2/H+ =Ka2=6.3 10-8 mol/LPO43-=HPO42-Ka3/H+ =Ka2Ka3/H+=1.2 10-18 mol/LH3PO4=0.10-H2PO4- HPO42- PO43-討 論 ： 1.當(dāng) H3PO4溶 液 的 pH=1.62， 主 要 型 體 ： H3PO4 和 H2PO4- 2.由 型 體 分 布 圖 可 知 ， pH=1.62 pKa1， 主 要 型 體 ： H3PO4 和H2PO4- 教 材 例 6-7 計(jì) 算 H3PO4濃 度 了 嗎 ？ 例 7 計(jì) 算 0.1000 mol.L-1 Na2CO3溶 液 的 pH值 .4-awb 108.1=KK=K 21 8-awb 103.2=KK=K 124-b 108.11000.0=cK 1 20Kw21 b-4b K40108.11000.0=cK cK=OH 1b- L/mol102.4=1000.0108.1= 3-4-pOH=2.38 pH=14.00-2.38=11.62 四 、 兩 性 物 質(zhì) 的 溶 液 以 NaHA為 例22 H H A OH A PBE: 2 2 H A OH H A 2 1 a w aK HA K H HAH H H K 1 2 1( ) a a waK K HA KH K HA （ 一 ） 多 元 弱 酸 的 酸 式 鹽整 理 后 得 到 精 確 式 ： 一 般 情 況 下 ： HA c 1 21( ) a a waK K c KH K c 1 2 1 a aaK K cH K c 1 2 a aH K K 2 4Na HPO類(lèi) 推 ： 2 3 a aH K K 當(dāng) cKa220KW時(shí) ， 忽 略 KW,得 到 以 下 近 似 式 ：當(dāng) c 20Ka1時(shí) ， 忽 略 Ka1,得 最 簡(jiǎn) 式 ： （ 二 ） 弱 酸 弱 堿 鹽如 NH4Ac: HAc (Ka ) NH4+ (Ka) 精 確 公 式 : ( ) a a waK K c KH K c 近 似 公 式 : a aaK K cH K c 最 簡(jiǎn) 式 : a aH K K （ 三 ） 氨 基 酸 2 2NH CH COOH解 ： 氨 基 乙 酸 （ 分 子 式 ） 在 溶 液 中 是 雙 極 離 子 形 式 存 在 ：3 2NH CH COO 它 既 能 起 酸 的 作 用 ：3 2NH CH2 COO NH CH2 COO H 102 2.5 10aK 3 3 2NH CH2 COO H3O NH CH2 COOH H O 14 3 122 1/ 1.00 10 /4.5 10 2.2 10b w aK K K 又 能 起 堿 的 作 用 ：可 見(jiàn) ， 氨 基 乙 酸 的 酸 性 和 堿 性 都 很 弱 。 例 8 計(jì) 算 0.10molL-1氨 基 乙 酸 溶 液 的 pH.解 ： 因 為 cKa2=0.10 2.5 10-10 20Kw, c 20Ka2, 所 以 ， 可 以 用 最 簡(jiǎn) 式 進(jìn) 行 計(jì) 算 。已 知 ： Ka1=4.5 10-3 , Ka2=2.5 10-10 1 2 a aH K K 3 104.5 10 2.5 10 61.1 10 5.96pH 五 、 混 合 酸 溶 液1. 強(qiáng) 酸 和 弱 酸 ：例 如 ： c molL-1 HAc和 ca molL-1 HCl混 合PBE: aH c Ac OH aH c Ac aa aKc c H K 2( ) ( ) 4 ( ) 2a a a a a ac K c K K c cH 近 似 公 式 20 ac Ac如 ， 則 得 到 最 簡(jiǎn) 式 aH c 忽 略 OH- 2. 兩 種 弱 酸 ：cHA molL-1 HA和 cHB molL-1 HB混 合 PBE: H B A OH H B A HA HBK HA K HBH H HA HA HB HBH K c K c 忽 略 OH-cH A/KH A105, H A cH AcH B/KH B105, H B cH B 練 習(xí) 題1. pH=1.0和 pH=3.0的 兩 種 強(qiáng) 電 解 質(zhì) 溶 液 等 體 積混 合 后 ， 溶 液 的 pH值 是A.1 .0 B. 1.5 C. 2.0 D. 1.3 D2. 某 一 250mL溶 液 中 .含 有 2.5 10-8 molL-1 HCl，此 溶 液 pH值 是A. 7.60 B. 7.20 C. 7.00 D. 6.80 D 5. 濃 度 為 c molL-1 Na2H2Y 溶 液 的 質(zhì) 子 條 件 是A. H+ = OH- HY3- Y4- H3Y- H4Y H5Y+ H6Y 2+B. H+ = OH- HY3- H3Y- H4Y H5Y+ H6Y 2+ Y 4-C. H+ = OH- HY3- 2Y4- H3Y- 2H4Y 3H5Y+ 4H6Y2+D. H + = OH- c C 一 、 分 類(lèi)兩 類(lèi) 一 般 酸 堿 緩 沖 溶 液 標(biāo) 準(zhǔn) 酸 堿 緩 沖 溶 液第 五 節(jié) 酸 堿 緩 沖 溶 液Buffer solution 1. 定 義 ： 酸 堿 緩 沖 溶 液 ， 就 是 一 種 能 對(duì) 溶 液 的 酸 度起 穩(wěn) 定 （ 緩 沖 ） 作 用 的 溶 液 。2.組 成 ： 由 濃 度 較 大 的 弱 酸 共 軛 堿 ， 弱 堿 共 軛 酸 ，兩 性 物 質(zhì) 組 成 。 強(qiáng) 酸 或 強(qiáng) 堿 主 要 用 作 高 酸 度（ pH12） 時(shí) 。(一 ) 一 般 緩 沖 溶 液 例 ： HAc NaAc HAc NH4Ac NH3 NH4Cl Na2HPO4 NaH2PO4 NaOH、 HCl、 HNO3等 。（ 2） 作 用 ： 用 于 控 制 溶 液 的 酸 度 。 5-1 （ 1） 定 義 ： 是 由 規(guī) 定 濃 度 的 某 些 逐 級(jí) 離 解 常 數(shù) 相 差 較小 的 單 一 兩 性 物 質(zhì) ， 或 由 不 同 型 體 的 兩 性 物 質(zhì) 組 成 。（ 2） 作 用 ： 用 作 測(cè) 量 溶 液 pH值 時(shí) 的 參 照 溶 液 。 注 意 ： 當(dāng) 使 用 酸 度 計(jì) 測(cè) 量 溶 液 的 pH時(shí) ， 選 取 與 被 測(cè)溶 液 的 pH范 圍 接 近 的 標(biāo) 準(zhǔn) 緩 沖 溶 液 來(lái) 校 正 儀 器 ， 可 以提 高 測(cè) 量 的 準(zhǔn) 確 度 ， 同 時(shí) 還 須 注 意 測(cè) 量 時(shí) 的 溫 度 。標(biāo) 準(zhǔn) 緩 沖 溶 液 ， 其 pH值 在 一 定 溫 度 下 是 固 定 值 。(二 ) 標(biāo) 準(zhǔn) 緩 沖 溶 液 9.180.010molkg-1硼 砂 6.860.025molkg-1KH2PO4-0.025molkg-1Na2HPO4 4.010.050molkg-1鄰 苯 二 甲 酸 氫 鉀 3.56飽 和 酒 石 酸 氫 鉀 （ 0.034molkg-1） pH（ 實(shí) 驗(yàn)值 ， 25 ）標(biāo) 準(zhǔn) 緩 沖 溶 液表 5-2 幾 種 常 見(jiàn) 的 標(biāo) 準(zhǔn) 緩 沖 溶 液 二 、 緩 沖 溶 液 pH值 的 計(jì) 算 ： abb cclg-pK=pOH aba cclg+pK=pH 弱 酸 共 軛 堿 體 系 (HA-A-):弱 堿 共 軛 酸 體 系 :兩 性 物 質(zhì) 體 系 : 1 21( )2 a apH pK pK 三 、 緩 沖 容 量 和 緩 沖 范 圍 一 切 緩 沖 溶 液 ， 只 能 在 加 入 一 定 數(shù) 量 的 強(qiáng) 酸或 強(qiáng) 堿 或 適 當(dāng) 稀 釋 時(shí) ， 才 能 保 證 溶 液 的 pH值 基 本上 不 變 ， 所 以 說(shuō) 每 一 種 溶 液 只 具 有 一 定 緩 沖 能 力 。（ 一 ） 緩 沖 容 量 （ 1） 定 義 1922年 ， 范 斯 萊 特 （ Van Slyke） 提 出 以 緩 沖 容 量作 為 衡 量 緩 沖 能 力 大 小 的 尺 度 。 其 數(shù) 學(xué) 表 達(dá) 式 為 ： db da= =dpH dpH 緩 沖 容 量 ， 又 稱(chēng) 緩 沖 指 數(shù) ， 總 是 正 值 。db 、 da 強(qiáng) 酸 強(qiáng) 堿 的 物 質(zhì) 的 量 。dpH pH改 變 值 。 （ 2） 物 理 意 義從 該 式 可 知 ， pH變 化 一 個(gè) 單 位 ， = db， =-da 為 使 1L緩 沖 溶 液 的 pH值 增 加 （ 或 減 少 ）一 個(gè) 單 位 ， 所 需 加 入 的 強(qiáng) 堿 （ 強(qiáng) 酸 ） 的 物質(zhì) 的 量 。 （ 3） 影 響 大 小 的 因 素 ：此 時(shí) ， pH=pKa , HA =A-=0.5cc3.2= -AHA =2.3cHA(1- HA)由 d/dA=0可 求 得 ， 當(dāng) A= HA=0.5時(shí) ， 有 極大 值 。 max=0.58cpH=pKa 1時(shí) ， HA/A-=1/10(或 10/1) max /3 =0.19c一 般 來(lái) 說(shuō) ， HA/A-=1/50(或 50/1)時(shí) ， HA-A-溶液 已 無(wú) 緩 沖 能 力 。 大 小 與 總 濃 度 和 各 組 分 濃 度 有 關(guān) ：a. 組 分 濃 度 比 相 同 時(shí) ， 總 濃 度 c越 大 ， 越大 ， 所 以 過(guò) 度 的 稀 釋 將 導(dǎo) 致 緩 沖 能 力 顯 著 降 低 ；】【 HAA -b. 總 濃 度 c相 同 時(shí) ， 各 組 分 濃 度 比 越接 近 ： ， 越 大 ； 】【 HAA -c. = ： 時(shí) ， max=0.58c， 此 時(shí) 溶 液 的pH=pK a?！俊?HAA - 緩 沖 組 分 比 濃 度 比 離 1 1越 遠(yuǎn) ， 越 小 ， 甚 至失 去 緩 沖 能 力 ， 所 以 任 何 緩 沖 溶 液 的 緩 沖 作 用 都 有一 個(gè) 有 效 的 pH范 圍 ， 稱(chēng) 為 緩 沖 范 圍 。 （ 二 ） 緩 沖 范 圍pH pKa 1 （ 酸 性 范 圍 中 ）pH pKw-（ pKb 1） （ 堿 性 范 圍 內(nèi) ） HAc-NaAc pKa = 4.74例 如 ：NH3-NH4Cl pH= 3.74 5.74pKb =4.74(pKa = 9.26) pH=8.26 10.26超 過(guò)