第6章 酸碱平衡与酸碱滴定法

第六章 酸碱反应及酸碱滴定法§6-1 电解质溶液一、解离度 二、活度与离子强度 一、缓冲溶液的缓冲原理与缓冲pH 二、缓冲容量和缓冲范围 三、缓冲溶液的选择和配制

§6-2 酸碱质子理论一、酸碱的定义和共轭酸碱对 二、酸碱反应的实质

§6-5 滴定分析概述一、定量分析的任务和方法 二、定量分析的一般程序 三、滴定反应的方法和滴定方式 四、滴定分析的标准溶液和基准物质 五、滴定分析的计算

§6-3 酸碱平衡一、水的解离平衡和溶液的pH 二、弱酸与弱碱的解离平衡 三、影响酸碱平衡的因素 四、分布系数与分布曲线 五、物料平衡、电荷平衡和质子条件 六、酸碱溶液pH的计算

§6-6 酸碱滴定法一、酸碱指示剂 二、滴定曲线与指示剂的选择 三、多元酸碱的滴定

§6-7 酸碱滴定法的应用一、酸碱标准溶液的配制与标定 二、酸碱滴定法应用示例

§6-4 缓冲溶液

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内容提要无机化学反应多数是在水溶液中进行的，酸、碱

及两性物质是参与这些反应的重要化学物质，酸碱平衡是水溶液中最重要的平衡体系，也是无机化学 的四大平衡之一。本章应用化学平衡的原理，以酸 碱质子理论讨论酸碱平衡及其影响因素，酸碱平衡 中有关组分的浓度计算，缓冲溶液的性质和应用，

酸碱滴定法的基本原理和有关应用等。

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学习要求1、了解酸碱理论发展概况、掌握酸碱质子论； 2、弄清弱电解质解离常数及解离度的意义和影响因素； 3、能用化学平衡移动原理分析酸碱在水溶液中的解离平 衡和同离子效应对解离平衡的影响； 4、熟练掌握弱酸、弱碱溶液有关离子浓度的计算； 5、熟练掌握缓冲作用原理及有关计算； 6、熟悉滴定分析法中有关基本概念，掌握滴定分析计算 的依据以及有关计算； 7、理解各种酸碱滴定曲线、掌握其准确滴定的判据，并 能选出适宜的指示剂； 8、熟悉常用标准酸、碱溶液的配制与标定方法。

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§6-1 电解质溶液一、解离度凡是在水溶液里或熔化状态下能够导电的化合物叫电解质

已解离的电解质分子数 解离度α 100% 溶液中原有电解质的分子总数解离度的大小，主要取决于电解质的本性，同时又与 溶液的浓度、温度等因素有关。

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二、强电解质溶液 一般认为强电解质的解离度是100%,但实验 证明强电解质在溶液中的解离度小于100%,这种 解离度称为强电解质的表观解离度。— + + — — + — — + + — + — + — +

+

—

+ —

+ —

离子氛示意图无机及分析化学

活度a:溶液中有效自由运动的离子浓度。

a i = γ· ci /cΘ一般γ<1,γ越小离

子间相互牵制作用越强，活 度便越小。活度受着离子强度 I 的影响

I = ½∑ci· Zi 2 or I = ½∑bi· Zi 2Debye-Huckel公式

lg 0.5115Z Z I

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§6-2 酸碱质子理论一、酸碱的定义和共轭酸碱对1884年，瑞典科学家Arrhenius提出解离理论1923年Brö nsted和Lowry提出了酸碱质子理论。 凡能给出质子(H+)的物质都是酸

凡能接受质子的物质都是碱

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酸

碱 + 质子共轭酸碱对

右边的碱是左边的酸的共轭碱，左边的酸又是右边 碱的共轭酸。酸越易给出质子，则其共轭碱就越难结 合质子，即酸越强，共轭碱就越弱。 NH4+ NH3 + H+ H2CO3 HCO3- + H+ HCO3- CO32- + H+

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1、酸和碱可以是分子，也可以是正离子或负离子；

2、有的物质在某个共轭酸碱对中是碱，而在另一共轭酸碱对中却是酸，如HCO3-等，它 既能给出质子又能接受质子，是两性物质； 3、质子理论中无盐的概念，酸碱解离理论中 的盐，在质子理论中都变成了离子酸和离子碱，

如NH4Cl中的NH4+是酸，Cl-是碱。

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二、酸碱反应的实质

酸碱反应的实质是两个共轭酸碱对之间质子 传递的反应H+

HCl + NH3 酸1 碱2

NH4 + + Cl酸2 碱1

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H

+

解离反应：

↓ HCl + H2OH+

H3O + ClNH4+

+

↓ H2O + NH3H+

+ OH

水解反应：

H2O +H+

↓ Ac

HAc + OH

+ NH4

↓ + H2O

H3O + NH3

+

解离反应就是水与分子酸碱的质子传递反应； 水解反应就是水与离子酸碱的质子传递的反应。 无机及分析化学11

拉平效应： 将不同强度的酸拉平到溶剂化质子水平的效应，具有拉平效应的溶剂叫拉平溶剂。 如 液 氨 是 HCl 和 HAc 拉 平 溶 剂 ， H2O 是 HCl 、 H2SO4 、 HNO3 、 HClO4 的拉平溶剂，但以冰 HAc 作 溶剂时，四种酸的强度有明显区别，酸度 HClO4 >

H2SO4>HCl>HNO3。区分效应： 能区分酸或碱强度的效应称为区分效应，

具有区分效应的溶剂叫区分溶剂。如H2O是HCl和HAc区分溶剂。 无机及分析化学12

问题1:根据酸碱质子理论说明下列分子或离 子中，哪些是酸？哪些是碱？哪些既是酸又是

碱？ HS- CO32- H2PO4- NH3 H2S NO2- HCl Ac- OH- H2O

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§6-3 酸碱平衡一、水的解离与溶液的pH水的离子积： cH H2O + H2O H3O+ + OH- 简写为：H2O H+ + OH-

cOH K w

pH lg cH ;pO H lg cOH pKw = pH + pOH =14.00 pH<7,溶液呈酸性， pH = 7,溶液呈中性， pH>7,溶液呈碱性。 pH越低溶液的酸性越强。 无机及分析化学14

二、弱酸、弱碱的解离平衡 1. 解离常数一元弱酸 HAc H+ + Ac-Θ Ka

(c H / cΘ) ( c Ac / cΘ ) (c HA

c / cΘ)

Ka 简写为：

cH cAc cHAc

或K Θ a

cH cAc cHAc

Ka的大小反映弱酸解离程度的强弱，Ka越小，酸性 越弱。 Ka的大小与酸的浓度无关，仅取决于酸的本性和体 系的温度。 无机及分析化学15

一元弱碱 NH3· H2O NH4 ++

OH-

Kb

cNH cOH 4

cNH3 H2O

多元酸碱的解离平衡氢硫酸(H2S)为例 第一步： H2S H+ + HS-

K a1

cH cHS cH2S

1.1 10

7

第二步： HS- H+ + S2-

K a2

cH cS2 cHS

1.3 10

13

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