分析化学 酸碱滴定法 公式
2010级化学一班 李海波 2011-11-04
一、离子的活度和活度系数
活度:ai??ici (?i为活度系数,浓度很小的溶液近似等于1) n稀溶液中,离子强度:I?122?cizi
i?1二、分布分数? ※一元(HA,Ka)
? ??H?KaHA?Ka??H?? ?A?Ka??H?? ?HA??C??HA ?A???C??A?
※多元(HnA,Ka1、Ka2、Kan)
??H??nHnA??H??n??H??n?1Ka
1??H??n?2Ka1Ka2???Ka1Ka2?Kan??n?1??HKa1H???n
n?1A?H???H??n?1Ka??H??n?21Ka1Ka2???Ka1Ka2?Kan?Ka1Ka2?KanAn???H??n??H??n?1Ka1??H??n?2
Ka1Ka2???Ka1Ka2?Kan三、溶液中PH的计算
(1)强酸 强碱
强酸(eg:HCl) 强碱(eg:NaOH) c?6?HCl?10,?H??cHCl cNaOH?10?6,?OH???cNaOH cHCl?10?6,?H???c??6??HCl??OH? cNaOH?10,?OH??cNaOH??H? (2)一元弱酸(碱)溶液PH计算
精确式 ?H??3?Ka?H??2?(cKa?Kw)?H???Ka?Kw?0 Ka?c?10Kw近似式1 ?H????Ka?Ka2?4Ka?c 2 Kw可忽略Ka?c?10Kw近似式2 cKa?100 ?H???Ka?c?Kw Ka可以忽略 Ka?c?10Kw最简式 cKa?100 ?H???Ka?c Ka、Kw均可忽略 1、计算时要先判断环境是酸性还是碱性。
2、像硫酸这种第一步解离完全,第二步不完全解离的不满足上式,但与上式的推
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导过程类似,应用质子守恒列方程,[OH-]太小,忽略。
(3)多元弱酸(碱)溶液 一般都按二元酸处理,Ka太小省略掉。
c?Ka1?20Ka2 Kw、Ka1、Ka2可以忽略 (4)两性物质溶液pH的计算
精确式 ?H???HA?Ka?2(1?12Ka2??H?)?Kw 较精确式 c?Ka1?10?H???HA?Ka?2(1?12Ka2?Kw可忽略 c?Ka1?10Kwc?Ka1?20Ka2 ?H?) ①酸式盐,eg:NaHA
精确式 ?H???Ka1Ka2HAKa1????Kw? ??HA???HA-得失之子能近似式1 cKa1?100 ?H????Ka1?Ka1?4Ka1?c22 近似式1 力很弱,[HA-]?c ?H???Ka1(Ka2?c?Kw)Ka1?c Ka2、Kw可忽略 cKa?100 c?Ka1?10Kw c?Ka1?20Ka2 cKa2?10Kw 近似式2 Kw可忽略 ?H???c?Ka1Ka2Ka1?c 近似式1 ?H???Ka1?c?Kw c?10Ka1 Ka1、Ka2可以忽略 最简式
cKa?100 c?Ka1?10Kw 最简式 Ka1可忽略 ?H???Ka1?Ka2 ?H???②弱酸弱碱盐(1:1型),eg:CH2ClCOONH4(CH2ClCOOH→Ka,NH3→Ka')
Ka?c - 2 -
精确式 较精确式 ?NH???CH?4 ClOO??H???Ka(Ka'NHKa?CH??2??Kw) ClCOO??4?2 cHA?20H2??c ?H???Ka(Ka'?c?Kw)Ka?c? 最简式 ??,c??A??20H?? ??H??Ka?c1c2 最简式 C比较大 ?H??Ka?Ka' 且cHA?20?OH四、缓冲溶液的缓冲容量 精确式 近似式 ?,cA??20OH??? (非1:1),eg:(NH4)2CO3 (1、溶液弱碱性,H2CO3、H+可忽略,只要是c不是很小,Kw也可忽略) ?HCO(5)混合溶液 ①两种弱酸:?H??3???NH? → ?3HCO?3?c??NH3?2c
?当[H+]、[OH-]较小时 ???2.30?H??2.30?OH??2.30??H??Ka?cKa?H???2.30?2.30??c ??H??Ka???cKaH?? 2??201??Ka1?c1?Ka2?c2
五、酸碱滴定基本原理 强酸(碱)滴弱碱(酸)
准确滴定一元弱酸、弱碱的条件 [H+] 强酸滴弱碱 cKa≥10-8,cKb≥10-8 ②一种强酸和一种弱酸:类似硫酸的酸性计算,列出质子守恒,用分布分数求解。 ③一种弱碱和一种弱酸:?H???Ka1?Kac酸2
c碱(6)缓冲溶液(弱酸HA浓度c1,共轭碱A-浓度c2)※标准缓冲溶液要考虑离子强度。 精确式 近似式当溶液呈酸性(pH<6)时 1 近似式
?H??sp?KaCa,sp 只能用酸性介质中变色的指示剂 ?H??Ka?c1?OHc2????H? ??OH???H?????多元弱酸(碱)和混合酸(碱)的滴定
H2A????HA????AcKcKa1?H??Ka?c1?Hc2?? ??H???OH??OH?2? 可准确滴定A2- 可分步滴定HA-和A2- - 3 -
?10?10?8?8,cKa2?10,Ka1Ka2?105 当溶液呈酸性(pH>8)时 ?H??Ka?c1?OHc2?? ??OH????8a1?8,cKa2?10,Ka1Ka2?105 cK8a1?10?8,cKa2?10?,Ka1K?105 可准确滴定HA- a2六、终点误差公式(以NaOH滴定酸为例)
pH??pH 强酸(HCl)滴定 Et?10??101epK?cHClw10?pH??pH cspepHA?cHA 一元弱酸(HA)滴定 Et??10KaspKcHAw?pH??pH E10?10t?多元弱酸(HKa12A)滴Ka2pH??pH定 E?10t?10?Ka2csp22KwHA和HB混酸?pHpH E?10??t?10KHAcHA(KHA>KHB) KHBcHB
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