《分析化学》第四章酸碱滴定法思维导图

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2022-11-16

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《分析化学》第四章

酸碱滴定法

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酸碱滴定法思维逻辑图

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酸碱滴定法读书笔记

《分析化学》思维导图

滴定突跃和突跃范围：在化学计量点前后±0.1%，溶液浓度及其相关参数发生的急剧变化为滴定突跃。突跃所在的范围称为突跃范围。

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思维导图大纲

基本概念

滴定突跃和突跃范围：在化学计量点前后±0.1%，溶液浓度及其相关参数发生的急剧变化为滴定突跃。突跃所在的范围称为突跃范围。

指示剂：滴定分析中通过其颜色的变化来指示化学计量点到达的试剂。一般有两种不同颜色的存在型体。

指示剂的理论变色点：指示剂具有不同颜色的两种型体浓度相等时，即[In]=[XIn]时，溶液呈两型体的中间过渡颜色，这点为理论变色点。

指示剂的变色范围：指示剂由一种型体颜色变为另一型体颜色时溶液参数变化的范围。

混合指示剂：两种或两种以上指示剂相混合，或一种指示剂与另一种惰性染料相混合。利用颜色互补原理，使终点颜色变化敏锐。

滴定反应常数（Kt）

是滴定反应平衡常数。强碱（酸）滴定强酸（碱）：Kt＝1/Kw＝1014；强碱（酸）滴定弱酸（碱）：Kt＝Ka(b) /Kw。Kt值越大，该滴定反应越完全，滴定突跃越大。

滴定曲线：以滴定过程中溶液pH值的变化对滴定体积（或滴定百分数）作图而得的曲线

滴定突跃：化学计量点附近（±0.1%）pH的突变。滴定突跃范围是选择指示剂的重要依据。酸碱指示剂的选择原则：指示剂的变色范围要全部或至少有一部分落在滴定突跃范围内。

滴定误差：滴定终点与化学计量点不一致引起的误差，与指示剂的选择有关。

酸：能给出质子的物质

碱：能接受质子的物质

两性物质：既能给出也能接受质子的物质

共轭酸碱对：酸(HA)失去质子变为碱(A-), 碱A-得到质子形成酸(HA), 这种酸与碱的共轭关系称为共轭酸碱对

酸碱反应的实质是质子的转移

溶剂的质子自递反应：一分子溶剂作为碱接受一分子溶剂作为酸给出的质子，这种发生再溶剂分子见的质子转移反应称为溶剂的质子自递反应

酸碱的强度

在水溶液中，酸碱的强度决定于酸将质子给予水分子或碱从水分子中获取质子的能力。可用其平衡常数 Ka或 Kb的大小来衡量。

Ka值越大，酸的酸性越强，离解程度越大，给出质子的能力越强；Kb值越大，碱的碱性越强，离解程度越大，得到质子的能力越强

酸碱指示剂的变色原理：酸碱指示剂一般是有机弱酸或有机弱碱，其酸式和其共轭碱式有不同颜色，当溶液PH值改变时，指示剂共轭酸碱对发生互相转变，由于结构上的变化从而引起颜色变化。

指示剂的变色范围及其影响因素：弱酸性指示剂变色范围：pkhin-1~PKhin+1,弱碱性指示剂变色范围:[14-PK(in-)]-1~[14-PK(in-)]+1

影响因素：1 指示剂用量 2溶液温度 3离子强度

基本原理

酸碱指示剂的变色原理：指示剂本身是一类有机弱酸（碱），当溶液的pH改变时，其结构发生变化，引起颜色的变化而指示滴定终点。

酸碱指示剂的变色范围：pH＝pKHIn±1；理论变色点：pH＝pKHIn

选择指示剂的原则：指示剂变色的pH范围全部或大部分落在滴定突跃范围内，均可用来指示终点。

影响滴定突跃范围的因素

①酸（碱）的浓度，ca(b)越大，滴定突跃范围越大。

②强碱（酸）滴定弱酸（碱），还与Ka(b)的大小有关。Ka(b)越大，滴定突跃范围越大。

酸碱滴定的可行性

强碱（酸）滴定一元弱酸（碱）：ca(b)Ka(b)≥10-8，此酸、碱可被准确滴定。

多元酸（碱）：ca1(b1)Ka1(b1)≥10-8，ca2(b2)Ka2(b2)≥10-8，则两级离解的H+均可被滴定。

若Ka1(b1)/Ka2(b2)>105，则可分步滴定，形成二个突跃。若Ka1(b1)/Ka2(b2)<105，则两级离解的H+（OH-）被同时滴定，只出现一个滴定终点。若ca1(b1)Ka1(b1)≥10-8，ca2(b2)Ka2(b2)<10-8，则只能滴定第一级离解的H+（OH-）。

溶质在溶剂SH中的表观酸（碱）常数

甲基红 4.4~6.2 5.1 红黄

甲基橙 3.1~4.4 3.5 红黄

酚酞 8.0~10.0 9.1 无红

滴定突跃与指示剂选择

影响滴定突跃范围的因素：

对于强酸强碱，溶液浓度越大，突跃范围越大，可供选择的指示剂愈多；浓度越小，突跃范围越小，可供选择的指示剂就越少。当突跃范围小于0.4PH时（C=10-4mol/L）就没有合适的指示剂了。

对于弱酸弱碱的滴定，浓度越大、离解常数越大，则突跃范围就越大，反之则越小。当突跃范围减小至约0.4PH时（CK=10-8），指示剂就不合适了。

指示剂的选择

强酸强碱的滴定，计量点时溶液呈中性，突跃范围横跨酸性区和碱性区，突跃范围较大，酸性范围内和碱性范围内变色的指示剂都可以考虑选用。

强碱滴定弱酸，计量点时溶液呈弱碱性，突跃范围较小，位于碱性区，碱性范围内变色的指示剂可以考虑选用。

混合酸的分布条件:

一元弱酸强碱的滴定

滴定曲线

现以NaOH滴定一元弱酸HAc为例：设HAc为浓度 Ca＝0.1000mol/L,体积Va ＝20.00ml；NaOH的浓度 Cb＝0.1000mol/L，滴定时加入的体积为Vb ml，

多元酸碱的滴定

多元酸的滴定

多元酸准确（分步）滴定的条件

当CaKai <10-8时，第 i 级离解的H＋不能准确滴定，没有滴定突跃

当CaKai ≥10-8时，若Kai/Kai+1 ≥104,则第 i 级离解的H＋可以准确滴定，有滴定突跃; 若Ka/Kai+1 <104，则第 i 级离解的H＋不能准确滴定，没有滴定突跃

基本计算

[H+]的计算：一元强酸(碱)：若ca(b)≥20[OH-]，用最简式：[H+]＝ca；[OH-]＝cb。一元弱酸(碱)：若cKa(b)≥20Kw，c/Ka(b)≥500，

多元弱酸（碱）：若只考虑第一级离解，按一元弱酸（碱）处理：caKa1(b1)≥20Kw，c/Ka1(b1)≥500

《分析化学》第十五章质谱法思维导图

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3.54

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《分析化学》第十四章核磁共振波谱法思维导图

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