清华大学无机和分析化学课件3.ppt

第一章 化学平衡和定量分析方法 §1. 化学平衡;§2. 定量分析方法的分类及一般过程 1. 取样，2. 样品的制备，3. 干扰的消除和分离，4. 测定，5. 计算和评价分析结果 作为直接滴定法所依据的化学反应，需满足四个条件：有确定的化学计量关系，反应能定量地进行，反应速度快，有适当的方法确定终点。 依据滴加试剂的浓度和体积，及其与待测组分反应的化学计量关系，求得待测组分的含量的方法称为滴定分析法。;等; 作为基准物质必须满足以下要求 ① 物质的组成应与其化学式完全相符； ② 物质的纯度要高，而且其纯度应易于检验； ③ 物质的性质要稳定； ④ 所参与的滴定反应能够符合要求。 常用的基准物质 酸碱滴定：邻苯二甲酸氢钾、二水合草酸及硼砂； 配位滴定：铜、锌、铅等纯金属； 沉淀滴定：氯化钠、氯化钾等； 氧化还原滴定：重铬酸钾、草酸钠、及铜、铁等。;例如：固体的氢氧化钠极容易吸收空气中的二氧化碳和水分，因此不能作为基准物质，不能用直接法配制氢氧化钠标准溶液，而只能采用间接法。即先粗略地配成近似于所需浓度的氢氧化钠溶液，同时准确称取一定量的邻苯二甲酸氢钾，溶解后再用氢氧化钠溶液滴定，滴定反应为： OH- + C6H4(COOH)(COO-) ＝ C6H4(COO-)2 + H2O 根据标定时所消耗的氢氧化钠溶液的准确体积和邻苯二甲酸氢钾的质量，即可间接地算出氢氧化钠溶液的准确浓度。;常用的溶液浓度表示方法： 1. 物质的量浓度(即体积摩尔浓度，mol/L) 2. 百分浓度(重量百分浓度，体积百分浓度，摩尔分数?100%——分子数百分数);例如：测定Fe含量的K2Cr2O7标准溶液的滴定度 ，表示 1 mL K2Cr2O7标准溶液相当于0.005580克Fe。若测定某试样中铁含量时，消耗此标准溶液22.50 mL，则试样中铁含量为 0.005580 ? 22.50 = 0.1256 g;第二章 酸碱平衡和酸碱滴定法 §1. 酸碱理论;电离理论：在水中，凡能电离出氢离子（质子）的化合物叫做酸，凡能电离出氢氧根离子的化合物叫做碱。 质子理论：凡能给出质子的分子或离子都叫做酸，凡能与质子结合的分子或离子都叫做碱。 电子理论：凡能给出电子对的分子、离子或原子团都叫做碱，凡能接受电子对的分子、离子或原子团都叫做酸。; 电离理论的主要缺点是把酸和碱限制在以水为溶剂的体系中，因而具有很大的局限性。这主要是因为对于“强碱弱酸盐”（碳酸钠、醋酸钠等）在水溶液中显碱性，及“强酸弱碱盐”（氯化铵、氯化铁等）在水溶液中显酸性，必须通过盐的水解来解释。对于氨的水溶液具有碱性这一事实的解释也不够完满，因为，在氨-水溶液中存在的平衡是： NH3 + H2O ＝ NH4+ + OH- 氢氧化铵分子的存在缺乏实验事实的支持。;如：H+:NH3 + :OH- H+:OH- + :NH3 (NH4+) (H2O) 以H+为标准时，OH-的碱性强于NH3; 质子理论的优点是脱离了溶剂，直接从物质与质子的关系来定义酸碱，可适用于非水溶液，它的主要局限是对于酸仍只包括了那些含有质子的物质，不能完满地解释为什么当CO2、SO2等气体溶解在水溶液中会显酸性。 在质子理论中，酸和碱不是彼此分隔的，而是统一在对质子的关系上： HA ＝ H+ + A- 为了表示上式中一对酸碱之间的相互依存关系，将HA和A- 称为共轭酸碱对, 其中HA是A-的共轭酸, A-是HA的共轭碱。这种得失质子的反应称为酸碱半反应。;酸或者碱可以是中性的分子，也可以是阳离子或者阴离子。磷酸为三元酸，磷酸根为三元碱。像H2PO4-, HPO42-这样，既可以给出质子，又可以接受质子的物质叫做两性物质。; HA(酸1) = H+ + A-(碱1) (半反应) H+ + H2O(碱2) = H3O+(酸2) (半反应) HA + H2O = H3O+ + A- (酸碱反应);质子在水分子之间的转移，叫做水的质子自递反应： H2O + H2O = H3O+ + OH- Kw = [H+][OH-] = 1.0?10-14;注意：只有共轭酸碱的酸碱强度之间才有这种相互依赖的关系。如： H2Ac+/HAc, HAc/Ac-, HAc/HAc H3O+/H2O, H2O/OH-, H2O/H2O;酸 HClO4 H2Ac+ H2SO4 HCl C2H5OH2+ HNO3 H3O+ HAc C6H5NH+ NH4+ HCO3- H2O C2H5OH NH3 OH-;酸碱质子理论的基本要点： 1. 能给出质子的是酸，能接受质子的是碱； 2. 统一在对质子的关系上，共轭酸碱对之间具有相互依存、相互转换的关系； 3. 酸或碱的离解常数是物质酸性或碱性强弱的定量指标； 4. 物质的