第5章 酸碱滴定法教案1

四、两性物质溶液pH的计算

（一）多元弱酸的酸式盐

以酸式盐NaHA为例。设其溶液的浓度为c， PBE为 ：[H+]=[A2-]-[H2A]+ [OH-]

HAHHO=H2A+OHAHA++O+22O=H3--+-2-Kb2=[H2A][OH][HA]--=KWKa1+

Ka2KWH2O+H2O=H3O+[A][H]=+-=[H[H][AO-H]]2-+OH-

将[H+]=[A2-]-[H2A]+ [OH-]代入平衡关系式:

[H+][HA]Ka1-+[H+]=Ka2[HA][H+-]+KW[H+]

1 .若: [HA-]≈cHA- 整理后得到：

Ka1(Ka2C+KW)Ka1+C[H+]=

2. Ka2cHA- > 20Kw, 则得近似式:

[H+]=KKa1a1Ka2cc+

3. 如果 cHA->20Ka1, 则得最简式:

[H+]=Ka1Ka2

? 式中的 Ka2相当于两性物中酸组分的Ka

Ka1相当于两性物中碱组分的共轭酸的Ka

NaHB：

[H

+]=Ka1Ka2[H+]=Ka1Ka2Na H2PO4： Na2HPO4：

+[H(二)弱酸弱碱盐

]=Ka2Ka3 以NH4Ac为例，其PBE为：[H+]=[NH3]+[OH-]-[HAc]

设： Ka′为NH4+ 离解常数, Ka为HAc 离解常数，即精确式为:

+[H]=Ka(Ka'C+Ka+CKW)

1. 当 Ka’c＞20Kw

[H+]=KKaaK+a'CC

2. 当c＞20Ka

[H[H]??+]=KaKa'KaKa' 对于多元弱酸弱碱盐(NH4)2A，

其PBE为： [H+]+[HA-]+2[H2A]=[NH3]+[OH-]

以(NH4)2S为例: NH4+ + H2O =NH3 +H3O+ Ka=5.6× 10-10

S2- + H2O =HS- +OH- Kb1=8.3

HS- + H2O =H2S+OH- Ka=1.8×10-7 2H2O =OH- +H3O+ Kw=1.0×10-14

比较各解离平衡常数可以看出，S2-的第一级碱式解离是最主要的，S2-的第二级解

[HS?]?c[H[H??]]?Ka2?cK[OH?b1]?Kb1离和水的解离可以忽略。故上式可简化为： [HS-] ≈[NH3]

c[H[H??]a2?]?KKa?2cK[H?aa]?KKa2

[H]??K2a?8Ka2KaKa2极小所以 [H+]= Ka = 5.6× 10-10

氨基乙酸(甘氨酸)

NH2CH2COOH

NH3+CH2COOH = NH3+CH2COO- = NH2CH2COO-

Ka1=4.5× 10-3 Ka2= 2.5× 10-10

H2A+ H+A- A- 氨基乙酸 氨基乙酸 氨基乙酸

阳离子 双极离子 阴离子

? c Ka2>20Kw c>20 Ka1

[H+]=Ka1Ka2??

计算0.10mol/L氨基乙酸溶液的pH。

已知Ka1=4.5 ×10-3,Ka2=2.5 ×10-10。

解：因为cKa2=0.10 ×2.5 ×10-10>20Kw， c=0.1>20Ka1, 故可以采用最简式计算： [H+] =(Ka1Ka2)1/2

=(4.5×10-3×2.5 ×10-10)1/2 = 1 .1×10-6 mol/L pH=5.96 五 强酸与弱酸的混合溶液

浓度为c1强酸与浓度为c2的弱酸混合，其PBE为：[H+]=c1+[A-]+[OH-]

由于溶液呈酸性，故忽略水的解离，将上式简化为：[H+]=c1+[A-]= c1 + c2δA-

[H]??(c1?Ka)?(c1?Ka)?4(c1?c2)Ka22例如硫酸.它的第一级离解十分完全,而Ka2=1.0× 10-2

可视为一种混合酸.并两者的浓度相等即

[H+]=(c-Ka2)+(c-2Ka2)2+8cKa2

若c1>20[A-]，(先按[H+] ≈c1算出[H+] ,再算[A-])上式可简化为[H+] ≈c1 例4、计算0.10mol/LHAc和0.010mol/LHCl混合溶液的pH。 解：先按最简式计算：[H+] ≈1.0×10-2 mol/L

[Ac-]=cKa/([H+]+Ka)=0.10×1.8×10-5/(1.0×10-2+1.8×10-5)

=1.8×10-4 mol/L

由于[H+]>20[Ac-]，故采用最简式是合理的。故 [H+]=1.0×10-2 mol/L pH=2.00

5.4 5.5

对数图解法 酸碱缓冲溶液

缓冲溶液是指对体系的某种组分或性质起稳定作用的溶液。酸碱缓冲溶液对溶液的酸度起稳 定的作用。酸碱缓冲溶液在分析化学中的应用是多方面的，可分为

一般酸碱缓冲溶液: 由一定浓度的共轭 酸碱对所组成。用于控制溶液酸度

标准酸碱缓冲溶液: 它是由某逐级离解常数相差较小的单一两性物质或由共轭 酸碱对所组成，用于校正酸度计一、缓冲溶液pH的计算 (一) 一般缓冲溶液

现以一元弱酸及其共轭碱缓冲体系为例来讨论

设弱酸(HA)的浓度为ca mol·L-1 ，共轭碱(NaA)的浓度为cb mol·L-1。

[H

+]= Ka[HA][A-]对HA-H2O而言 PBE: [H+]=[OH-]+[A-] 则

[HA]=ca-[A-]= ca-[H+] +[OH-]

对A--H2O而言 PBE： [H+]=[OH-] -[HA]则