浩渺烟云不知处
第三章 酸碱平衡与酸碱滴定法
1. 酸碱平衡的基本理论
对于酸碱平衡的基本理论，在分析化学中主要应用酸碱质子理论，这在无机化学中也有提及，无非就是共轭酸碱理论，能分得清哪个是共轭酸，哪个是共轭碱就可以，以及它们的电离常数之间的关系。至于平衡常数而言，虽然在书中提及很多有关活度的概念，但在后面的应用计算中和无机化学中提及的平衡常数并无不同。所以这里的活度、离子强度等等，只是作为一个概念性的了解即可。
2.酸度对弱酸（碱）形态分布以及溶液中氢离子浓度的计算
（1）对于不同酸度下对弱酸（碱）形态的影响，那就是分布系数。这是分析化学所特有的，也是后面很多计算的基础。对于这个概念必须好好掌握，其中的计算公式和表达也一定不要忽视。对于酸或碱而言，它们的不同型体的总和称之为分析浓度（总浓度），这里与后面络合滴定中讲的有一些小小的差别。这里仅仅是在酸条件下的不同型体，故而其分析浓度和总浓度相等。在络合滴定中由于考虑的因素众多，所以一般称总浓度而不讲分析浓度。在我们的教材中，用摩尔分数，但在课堂上我们用了分布系数，δ。它的下标与型体中的H的数目有关。如果是最后一级的共轭碱，那就是δ0;如果型体中有几个氢，那么这个下标中就是多少。某型体的平衡浓度就等于总浓度乘以其相应的分布系数。
如，δ1，就是HA型体的分布系数（摩尔分数），[HA]=c δ1；δ3，就是H3A型体的分布系数（摩尔分数），[H3A]=c δ3
浓度对数图比较复杂，在这里可以无视。
（2）质子条件式（也称之为质子等衡式）
当反应达到平衡时，酸失去的质子数等于碱得到的质子数。在写这个质子等衡式（PBE）时，关键是要找准其零水准。（在水溶液中大量存在，并且参与质子转移的物质），然后根据质子转移数相等的数量关系写出其质子等衡式。一般把得质子的产物写在左边，失质子的产物写在右边。因为是平衡时，所以它们用中括号表示其平衡浓度。当相对于零水准而言得失质子超过一个，那就要把相应的数目写在这个平衡浓度之前。
如：写出cmol/L NaH2PO4水溶液的PBE式
零水准为： H2O、H2PO4-
PBE：[H+]+[H3PO4]=[OH-]+[HPO42-]+2[PO43-]
从PBE式中可以看出，在这个等衡式中不会出现零水准。
（3）酸碱溶液的pH值计算
这里主要掌握一元的弱酸弱碱、两性物质的pH计算。因为是分析化学，所以对公式计算的要求比较高，不同的酸或碱、浓度下，它们的氢离子浓度不能直接用最简式来进行计算，必须考虑到公式可以近似到哪一步。故而不同的判据和不同的公式需要一一对应起来。这里需要同学自己去整理和归纳。
3. 酸碱缓冲溶液和酸碱指示剂
酸碱缓冲液的概念和无机化学相同，只不过其计算公式比无机化学要求更高一些，要注意所用的酸或碱的电离常数以及缓冲液的浓度，不能一概而论就用最简式。需要掌握缓冲液的选择、缓冲容量（β）计算等等。
酸碱指示剂作用原理其实也是一种缓冲溶液。指示剂的理论变色范围和无机化学里所讲的缓冲容量一样。即pH=pKHIn±1，pH小的呈现酸色，pH大的呈现碱色。
几种常见的指示剂的变色范围要知道。如，甲基橙，酚酞，甲基红。
4.酸碱滴定和滴定曲线
酸碱滴定包括强滴强，强滴弱两大类。强滴定强比较简单，变化比较少，绘制滴定曲线也容易。开始滴定前，滴定开始到等量点前，化学计量量点和化学计量点后。强滴定弱就比较麻烦。
以强碱滴定弱酸为例。滴定曲线的绘制和强滴强类似，但是每个部分的组成比较复杂。
在开始滴定前，溶液是弱酸，溶液pH计算运用公式计算，需要一定的判据运用合适公式进行计算。
滴定开始到计量点前，溶液中有未反应的弱酸和生成的共轭碱，正好组成缓冲溶液。pH计算当然是利用缓冲溶液公式，而且当滴定分数达到50%时，剩下的弱酸和生成的共轭碱浓度正好相等，所以此时的pH=pKa。
化学计量点时，此时溶液就是共轭碱了，pH的计算就要用pKb来计算。共轭酸碱对的电离常数关系是pKa+pKb=pKw=14。而此时溶液的浓度也不是初始浓度，如果是1:1反应，此时的浓度就是初始浓度的一半。计算公式也需要判据决定用什么公式计算pOH。
化学计量点后与强滴定强类似，由过量的强碱决定。
强酸滴定弱碱与其类似，同学们需要自己总结一下。
滴定曲线的示意图也需要大家掌握一下，强滴定强和强滴定弱有明显差别，滴定突越范围也不同，自己可以在纸上画画。
5. 终点误差计算
强滴定强很简单，但是强滴定弱就比较复杂，其推导过程可以了解一下，便于公式的记忆。终点误差可以用林邦公式计算，也可以用代数法（分布系数法）计算。注意化学计量点浓度的确定，一般就是初始浓度的一半（1:1反应）。如果用林邦公式，ΔpH是滴定终点pH减去化学计量点pH。要注意酸滴定碱和碱滴定酸的公式差异！分子上第一项中的ΔpH前何时是正号（碱滴酸），何时是要加负号（酸滴碱），千万要注意。
6.酸碱滴定的运用
酸碱滴定常见标准溶液配置，标定。基准物质有哪些……
在测定运用中，多多回忆自己曾做过的滴定实验。诸如含氮量测试，混合酸，混合碱的测定方法（双指示剂法），它们的计算含量公式，以及利用双指示剂法中V1，V2的关系，判断其大概组分等等。
（未完待续）
2020.12.22 晨（5:05 有猫咪就是好，闹钟都不用……）
网友评论