PPT《酸碱滴定法 acid-base titration》

酸碱滴定法 acid-base titration 中药专业 执教:梁琨 重点、要点

1、掌握[H+] 的计算和酸碱度的计算

2、掌握化学计量点及滴定突跃的计算,并能正确选择指示剂

3、判别能否准确、分步滴定

4、掌握分析结果的计算 酸碱滴定的应用和特点 以酸碱反应为基础 简单、方便其他滴定法的基础药物分析应用普遍(生物碱、有机酸等) 理论基础

1、阿伦尼乌斯电离理论1887年,S.

Arrhenius:凡是在水溶液中电离产生H+的化合物――酸凡是在水溶液中电离产生OH-的化合物――碱

2、酸碱质子理论 1923年,J.N.Bronsted T.M.Lowry:定义:给出质子――酸HAc?H++Ac-接受质子――碱Ac-+ H+ ? HAc通式:HB = H+ + B-酸 质子 碱 共轭酸碱对概念例:区分下列物质是酸还是碱?并指出共轭酸碱对 HAc H2CO3 H3PO4 NaAc NaHCO3 NaCO3 NaH2PO4 Na2HPO4 Na3PO4 H2O 酸碱反应的实质 酸碱共轭体系不能单独存在HAc(酸1)?H++Ac-(碱1)H++H2O(碱2) ? H3O+(酸2)HAc(酸1)+ H2O(碱2) ? H3O+(酸2) +Ac-(碱1)实质:质子转移HAc H2O HAc ?H++Ac- 水的质子自递作用及平衡常数 水的两性作用,一个水分子可以从另一个水分子中夺取质子H2O(酸1) +H2O(碱2) ? H3O+(酸2) +OH-(碱1)仅在溶剂分子之间发生的 质子传递作用,称为溶剂的质子自递作用KW= [H+] [OH-] =10-14(25°C) 例如: NH3在水中的平衡 NH3(碱1)+H+ ?NH4+(酸1) H2O(酸2) ?H++OH-(碱2) NH3 + H2O ? NH4++OH- 酸碱反应平衡常数与酸碱强度 酸碱强度与什么因素有关? (1)与该酸碱本身给出或接受质子的能力强弱(2)与溶剂接受质子的能力 强酸 冰醋酸 弱酸 NH3在水中 弱碱 冰醋酸 强碱 HCl在水中 在共轭酸碱对中,酸性越强,其共轭碱的碱性越弱 HCI+H2O=H3O++CI-HAc+ H2O = H3O++Ac- 其共轭碱Ac- 的离解 Ac- +H2O= HAc+OH- pKa+pKb=pKw 酸的强度与其共轭碱的强度是反比关系.酸愈强( pKa愈小),其共轭碱愈弱( pKb愈大 ),反之亦然. HAc+H2O H3O++Ac- Ka=1.75*10-5 HCl + H2O H3O+ +Cl- Ka=1.55*106 三种酸的强度顺序是:HCl >

HAc>

NH4+ NH4+ +H2O H3O+ +NH3 Ka=5.5*10-10 以下各类型的质子转移,均可看作是酸碱反应酸的离解:如HAc+H2O H3O++Ac-酸1 碱2 酸2 碱1碱的离解:如NH3+H2O OH-+NH4+碱1 酸2 碱2 酸1酸碱中和:如HCl+NH3 NH4++Cl-酸1 碱2 酸2 碱1盐的水解:如NaAc+H2O NaOH+HAc 碱1 酸2 碱2 酸1 酸碱指示剂 (1)指示剂的变色原理 酸碱指标剂(acid-base indicator):酸碱滴定中用于指示滴定终点的试剂称为酸碱指标剂.常用的酸碱指示剂是一些有机弱酸或弱碱,这些弱酸或弱碱与其共轭碱或酸具有不同的颜色.现以酚酞和甲基橙为例. 酚酞:有机弱酸Pka=9.1 羟式 醌式 甲基橙:有机弱碱 醌式 偶氮式 现以HIn代表弱酸指示剂,其离解平衡表示如下: HIn H+ + In-酸式色 碱式色 以InOH代表弱碱指示剂,其离解平衡表示如下: InOH OH- + In+碱式色 酸式色 (2)指示剂的变色范围 现以HIn弱酸指示剂为例说明指示剂的变色与溶液中pH值之间的数量关系. 弱酸指示剂在溶液中离解平衡表示如下: HIn H+ + In- 平衡时可得: 可改写为: 对一定指示剂在一定温度下Khin是一个常数.因此,在一定的pH条件下,溶液有一定的颜色,当pH改变时,溶液的颜色就相应地发生改变. 当两种颜色的浓度之比是10倍或10倍以上时,我们肉眼只能看到浓度较大的那种颜色. 若≥10时,pH=pKHIn+1 ,显In-颜色若 ≤1/10时, pH=pKHIn-1 ,显HIn颜色 pH=pKHIn±1 指示剂的变色范围为: 影响指示剂变色范围的因素 ① 温度:KHIn T↑一般向酸性区移动一般滴定室温若:标定-测定条件同 甲基橙:18℃:3.1-4.4 100℃:2.5-3.7 ② 电解质影响 ③ 溶剂 极性 甲基橙:水:Pka=3.4 甲醇:Pka=3.8 ④ 指示剂用量 敏锐性 ⑤ 滴定程序:浅→深 甲基橙:黄→红 酸滴碱 酚酞: 无→红 碱滴酸 缩小变色范围,变色敏锐 混合指示剂 1. 指示剂+惰性染料(背景) 甲基橙色 甲基橙+靛蓝色PH≥4.4 黄绿PH=4.1 橙 浅灰PH≤3.1 红紫2. 二种以上指示剂混合,使变色点更符合计量点 溴甲酚绿-甲基红: PH6.2:蓝+黄→ 绿①强酸(碱)溶液 C mol/L HCl CHCl >