溶液中的质子酸碱平衡5－大学化学基础课件

溶液中的质子酸碱平衡5－大学化学基础课件内容摘要：

溶液中的质子酸碱平衡5－大学化学基础课件 水滴定法(水滴定法 ： 在非水溶液中进行的滴定分析法非水酸碱滴定法 ： 在非水溶液中进行的酸碱滴定法两种酸碱滴定法对比1以水为溶剂的酸碱滴定法的特点：优点：易得，易纯化，价廉，安全缺点：当酸碱太弱，无法准确滴定有机酸、碱溶解度小，无法滴定强度接近的多元或混合酸碱无法分步或分别滴定2 非水酸碱滴定法的特点 :优点：非水溶剂为滴定介质 增大有机物溶解度改变物质酸碱性扩大酸碱滴定范围缺点：非水溶剂有异味 、 有毒 、 基本原理一 质子性溶剂： 分子中能进行质子转移 的溶剂1) 酸性溶剂2) 碱性溶剂3) 两性溶剂2、 非质子性溶剂： 分子中无 转移性质子的溶剂1) 偶极亲质子性溶剂2) 惰性溶剂3、 混合溶剂 酸性溶剂：具有较强的给出质子能力的溶剂例如：甲酸，醋酸，丙酸，硫酸 碱性溶剂：具有较强的接受质子能力的溶剂例如：乙二胺，乙醇胺，丁胺 2 + 质子性溶剂 + + 两性溶剂：既能给出质子、又能接受质子的溶剂，但与水进行质子转移的倾向很小。 例如：甲醇，乙醇，乙丙醇+ + 质子性溶剂 偶极亲质子性溶剂（非质子亲质子性溶剂）： 溶剂分子中无转移性质子，但具有较弱的接受质子的倾向，且具有程度不同形成氢键的能力例：酮类，酰胺类，腈类，吡啶类2. 非质子性溶剂 惰性溶剂：溶剂分子中无转移性质子和接受质子的倾向，也无形成氢键的能力例：苯，甲苯，氯仿，四氯化碳常与质子溶剂混用，用来溶解、分散、 稀释溶质3、混合溶剂：质子性溶剂与惰性溶剂混合例： 冰醋酸 醋酸 弱碱性物质滴定苯 羧酸类的滴定二醇类 溶解有机酸盐、 生物碱和高分子化合物特点：使样品易溶，滴定突跃 ，终点变色敏锐溶剂固有酸常数溶剂固有碱常数 2）溶剂的离解性酸的离解 + + H + H+ 映溶剂给出质子的能力大小；反映溶剂接受质子的能力大小。 剂的性质共轭酸碱对 2溶剂阴离子酸的离解 + + H + H+ 剂的自身离解反应 + 溶剂合质子溶剂自身离解常数 222溶剂的质子自递常数或离子积2 S H S Hs a K S H S 注： 可以了解酸碱滴定反应的完全程度例： 水溶液中 + 醋酸溶液中 + 乙醇溶液中 2 + 剂自身离解程度的大小 ,对滴定突跃的范围有一定的影响（二）溶剂的酸碱强性1. 酸 ： 反应越完全 ， A H+ + H + H+ 解平衡反应 + H A K H A 2 H2 H A S a H A 2. 碱 的固有碱度和溶剂的固有酸度溶剂 反应越完全 ， + H+ + + + - + 固有碱常数溶剂固有酸常数 B S H 结论 滴定反应完全程度 s，滴定单一组分的 滴定准确度 21 1 1 T S H S S K K K + 剂合质子 溶剂阴离子强酸 强碱 水溶液（ 10 ） ） 乙醇溶液中（ 2 ） ）= = 滴定突跃范围 结论1. 物质的酸碱性强弱与其自身授受质子能力及溶剂授受质子能力有关2. 碱性溶剂使弱酸的酸性增强 ， 酸性溶液使弱碱的碱性增强3. 溶剂的酸碱性影响滴定反应的完全度（三）溶剂的极性介电常数 ： 表示带相反电荷的质点在溶液中离解 所需能量的大小结论：溶剂极性 ， ， f， 能量 ， 越易于解离 ， 酸 (碱 ） 性 + H+ H+ + 解电离 离解电离： 酸 、 碱同溶剂间发生质子转移 ， 静电引力作用下形成离子对离解： 离子对在溶剂作用下分开 ， 形成溶剂合质子或溶剂阴离子2库仑定律不带电酸碱例： =比在乙醇 (=25）中酸性强没有离子对的生成，离解过程不受 的影响 水中的溶解度与在乙醇中的差不多 同为两性溶剂，乙醇的质子自递常数比水大滴定反应更完全乙醇中可用强碱准确滴定 电荷酸碱+ 四）均化效应和区分效应1均化效应（拉平效应） (化效应： 能将酸或碱的强度调至溶剂合质子 （ 或溶剂阴离子 ） 强度水平的效应均化性溶剂： 具有均化效应的溶剂在稀的水溶液中，四种酸的强度几乎相等四种酸在水中全部解离，碱性较强的 量生成 ，更强的酸在水溶液中都被均化到 平 + 2 3O+ + 3O+ + 3O+ + 强度相近2区分效应 (分效应： 能区分酸碱强弱的效应区分性溶剂： 能区分酸碱强弱的效应的溶剂 + 2 2+ 2+ 2+ ：在 四种酸的强度不相等无法全部接受四种酸离解出的质子生成 表现出酸性差别强3讨论（ 1）区分效应和拉平效应与溶质和溶剂的酸碱相对强度有关溶剂的酸、碱性相对溶质的酸、碱性越强，其区分效应就越强溶剂的酸、碱性相对溶质的酸、碱性越弱，其 均化效应就越强例： 3O+ + 3O+ + ： + + 22）在拉平溶剂中溶剂中唯一存在的最强酸是溶剂合质子 或 剂中唯一存在的最强碱是溶剂合阴离子 3）酸性溶剂是溶质酸的区分性溶剂，是溶质碱的均化性溶剂碱性溶剂是溶质碱的区分性溶剂，是溶质酸的均化性溶剂3讨论（ 4） 利用均化效应 测混合酸 (碱 )的总含量利用区分效应 测混合酸 (碱 )各组分的含量滴定曲线用 啡因滴定曲线一 . 溶剂的酸碱性对滴定反应程度的影响 强碱滴定弱酸时 选碱性溶剂注： ， ， 反应程度越高例： 乙二胺的酸性 常选乙二胺作为碱滴定酸的溶剂 H A S HT a A S A 溶剂的选择 强酸滴定弱碱时 选酸性溶剂注： 反应程度越高例： 常选 + B B H + B S HT b S H二 . 溶剂的要求 应对样品及滴定产物具有良好的溶解能力 纯度应较高 ， 若有水 ， 应除去 应能增强被测酸碱的酸碱度 粘度度应小 ， 挥发性小三 . 常用溶剂滴定酸时 选择碱性溶剂或偶极亲质子性溶剂滴定碱时 选择酸性溶剂或惰性溶剂四 . 非水滴定中决定终点方法与原理非水溶剂中滴定终点的决定方法和水溶液中滴定一样，也可用有色指示剂的目视滴定法。 在非水溶液中，影响指示剂变色平衡的因素比水溶液中复杂得多，如溶剂的酸性和极性，滴定过程中各种成分浓度的变化以及一些其他未知因素等。 其它指示终点方法：电位滴定光度滴定电导滴定五 . 非水滴定中常用的滴定剂与基准物 常用酸滴定剂高氯酸、有机磺酸类 (如 :对 、无机卤磺酸 (如 :氯磺酸 )、氢卤酸等 常用碱滴定剂醇碱 (如 :甲醇碱 )、碱金属氢氧化物、氢氧化季胺碱、醇化季胺碱等 常用基准物标定酸滴定剂 无水碳酸钠、邻 甲酸、的滴定一 . 溶剂滴定弱碱应选择酸性溶剂，使弱碱的强度调平到溶剂阴离子水平，即增强弱碱的强度，使滴定突跃更加明显。 冰醋酸是最常用的酸性溶剂，市售冰醋酸含有少量水分，为避免水分存在对滴定的影响，一般需加入一定量的醋酐，使其与水反应变成醋酸。 二 . 标准溶液与基准物质滴定碱的标准溶液常采用高氯酸的冰醋酸溶液。 标定：常用邻苯二甲酸氢钾为基准物质标定高氯酸标准溶液。 结晶紫为指示剂。 配制时应先用冰醋酸将高氯酸稀释后 ， 在不断搅拌下 ， 缓缓滴。