《分析化学》课程教学资源（电子教案）第三章 酸碱滴定法

分析化学精品课程教案第三章酸碱滴定法第6次课授课次序第三章酸碱滴定法授课章节授课时间80分钟第一节酸碱平衡的基础知识授课类型理论课1、了解酸碱理论的发展教学要求2、理解酸碱质子理论3、掌握酸碱解离平衡1、酸碱质子理论教学重点2、酸碱离解平衡教学难点酸碱离解平衡教学方法」多媒体课件为主，辅以音像放映，课堂讲授，备注教学过程通过【音像放映】酸碱中和滴定。复习【总结】酸碱滴定法是以酸碱反应为基础的定量分析方法。该法应用广泛，凡涉及到酸度、碱度项目，多数都可以用简单易行的酸碱滴定法。例酸碱中和如：食醋总酸度的测定、食品添加剂的测定、水样的测定等。滴定第三章酸碱滴定法引入新课第一节酸碱平衡的基础知识【提问】举例说明哪些是酸、哪些是碱？【设疑】同学们是应用酸碱电离理论判断酸碱的，那么按照该理论，NH3属于酸还是属于碱呢？【拓展】酸碱理论的发展。1、波义尔朴素的酸碱理论酸：溶解金属、与碱反应、使石蕊试液变红。碱：有苦涩味、腐蚀皮肤、与酸反应、使石蕊试液变蓝。2、酸碱电离理论酸：电解质离解时所生成的阳离子全部是H离子。碱：电解质离解时所生成的阴离子全部是OH离子。以上理论有局限性，例如不能解释NH，不含OH但是有碱性等，于是1923年丹麦化学家布朗斯特提出了酸碱质子理论。【引入新课】酸碱质子理论是如何定义酸碱的呢？一、酸碱质子理论1、酸和碱的定义酸：能给出质子（H+）的物质。碱：能接受质子（H+）的物质。酸与碱的关系：HAH++A即酸质子+碱【提问】用酸碱质子理论说明哪些物质是酸？哪些物质是碱？【小结】可见酸与碱由于一个质子的得失而相互转变，这样的一对酸碱在化学上叫做共轭酸碱对。2.共轭酸碱对的概念在溶液中因一个质子的得失而相互转变的一对酸碱称为共轭酸碱对

分析化学精品课程教案 第三章酸碱滴定法 授课章节 第三章 酸碱滴定法 第一节 酸碱平衡的基础知识 授课次序 第 6 次课 授课时间 80 分钟 授课类型 理论课 教学要求 1、了解酸碱理论的发展 2、理解酸碱质子理论 3、掌握酸碱解离平衡 教学重点 1、 酸碱质子理论 2、 酸碱离解平衡 教学难点 酸碱离解平衡 教学方法 多媒体课件为主，辅以音像放映，课堂讲授。 教学过程 备注 【音像放映】酸碱中和滴定。 【总结】酸碱滴定法是以酸碱反应为基础的定量分析方法。该法应用广泛，凡 涉及到酸度、碱度项目，多数都可以用简单易行的酸碱滴定法。例 如：食醋总酸度的测定、食品添加剂的测定、水样的测定等。 第三章 酸碱滴定法 第一节 酸碱平衡的基础知识 【提问】举例说明哪些是酸、哪些是碱？ 【设疑】同学们是应用酸碱电离理论判断酸碱的，那么按照该理论，NH3 属于酸 还是属于碱呢？ 【拓展】酸碱理论的发展。 1、波义尔朴素的酸碱理论 酸：溶解金属、与碱反应、使石蕊试液变红。 碱：有苦涩味、腐蚀皮肤、与酸反应、使石蕊试液变蓝。 2、酸碱电离理论 酸：电解质离解时所生成的阳离子全部是 H+离子。 碱：电解质离解时所生成的阴离子全部是 OH-离子。 以上理论有局限性，例如不能解释 NH3 不含 OH-但是有碱性等，于 是 1923 年丹麦化学家布朗斯特提出了酸碱质子理论。 【引入新课】酸碱质子理论是如何定义酸碱的呢？ 一、酸碱质子理论 1、酸和碱的定义 酸：能给出质子（H+）的物质。 碱：能接受质子（H+）的物质。 酸与碱的关系： HA H++A- 即 酸 质子+碱 【提问】用酸碱质子理论说明哪些物质是酸？哪些物质是碱？ 【小结】可见酸与碱由于一个质子的得失而相互转变，这样的一对酸碱在化学上 叫做共轭酸碱对。 2.共轭酸碱对的概念 在溶液中因一个质子的得失而相互转变的一对酸碱称为共轭酸碱对。 通 过 复 习 酸 碱 中 和 滴 定 引 入 新课

分析化学精品课程教案第三章酸碱滴定法酸碱之间的质子得失反应称为酸碱半反应。以醋酸在水中解离为例：半反应1HAc1SH++Ac半反应2HO+H20O+H+总反应HAc+H0H:O++Ac酸1碱2酸2碱1共轭共轭HAc给出质子后变成对应的共轭碱Ac；碱Ac接受质子后变成对应的共轭酸HAc。HAc与Ac-称为共轭酸碱对。H2O与HsO+也称为共轭酸碱对。上例中的H2O是碱，HO+是酸。【思考】NH在水中解离时，H2O充当碱还是酸？3.水的质子自递反应水分子间发生的质子传递作用称为水的质子自递反应H2O+HHO++OH在一定温度下，水溶液中H:O+与OH浓度乘积是一个常数，称为水的质子自递常数，又称水的离子积常数，用Kw表示。Kw-[H;O+][OH]=[H'] [OH]在298K（25℃）时，Kw=10-14学生回答【提问】从酸碱质子理论角度说明酸碱反应的实质是什么？教师【解答】酸碱反应的实质是质子传递的过程。点评二、酸碱解离平衡以一元弱酸醋酸（HAc）在水中发生的解离反应为例：HAc+H,O=H,O++AcK - [H,O'[4c][HAc]醋酸的Ka=1.8×10-5而HAc的共轭碱Ac的解离常数Kb为：Ac +H,O=HAc+OHK, = [HAc[OH][Ac ]K,K, ['A], [HAcO]-[H'[H-][Ac][HAc]则25℃时，K。K,=K,=10-14学生【提问】1、在酸碱质子理论中，酸碱的强弱是由什么决定的？回答2、如何根据解离常数的大小判断酸碱的强弱？教师【解答】1、酸碱的强弱由酸碱本身给出质子或接受质子能力的大小决定的。点评2、解离常数越大，对应酸（碱）的酸性（碱性）越强，反之就越弱。作业与思考题：

分析化学精品课程教案 第三章酸碱滴定法 酸碱之间的质子得失反应称为酸碱半反应。 以醋酸在水中解离为例： 半反应 1 HAc H++Ac - 半反应 2 H2O+ H+ H3O+ 总反应 HAc+H2O H3O++Ac- 酸 1 碱 2 酸 2 碱 1 共轭 共轭 HAc 给出质子后变成对应的共轭碱 Ac -；碱 Ac -接受质子后变成对应的共轭 酸 HAc。HAc 与 Ac -称为共轭酸碱对。H2O 与 H3O+也称为共轭酸碱对。上例中的 H2O 是碱，H3O+是酸。 【思考】NH3 在水中解离时，H2O 充当碱还是酸？ 3.水的质子自递反应 水分子间发生的质子传递作用称为水的质子自递反应 H2O+H2O H3O++OH- 在一定温度下，水溶液中 H3O+与 OH-浓度乘积是一个常数，称为水的质子自 递常数，又称水的离子积常数，用 Kw表示。 Kw=[H3O+ ][OH- ]= [H+ ] [OH- ] 在 298K（25℃）时，Kw=10-14 【提问】从酸碱质子理论角度说明酸碱反应的实质是什么？ 【解答】酸碱反应的实质是质子传递的过程。 二、酸碱解离平衡 以一元弱酸醋酸（HAc）在水中发生的解离反应为例： 醋酸的 Ka=1.8×10-5 而 HAc 的共轭碱 Ac-的解离常数 Kb 为： 则 25℃时， 【提问】1、在酸碱质子理论中，酸碱的强弱是由什么决定的？ 2、如何根据解离常数的大小判断酸碱的强弱？ 【解答】1、酸碱的强弱由酸碱本身给出质子或接受质子能力的大小决定的。 2、解离常数越大，对应酸（碱）的酸性（碱性）越强，反之就越弱。 作业与思考题： 学 生 回 答 教 师 点评 学 生 回 答 教 师 点评 HAc H O H O Ac 2 3 + − + = + [ ] [ ][ ] 3 HAc H O Ac Ka + − = Ac H O HAc OH 2 − − + = + [ ][ ] [ ] b HAc OH K Ac − − = [ ][ ] [ ][ ] [ ][ ] [ ] [ ] a b H Ac HAc OH K K H OH HAc Ac + − − + − − =  = 14 10 K K K a b w − = =

分析化学精品课程教案第三章酸碱滴定法1、思考题：课本P75习题1、2第7次课授课次序第二节酸碱溶液pH值的计算授课章节80分钟授课时间第三节缓冲溶液授课类型理论课1、掌握酸碱溶液pH值的计算教学要求2、了解缓冲溶液的作用教学重点酸碱溶液pH值的计算教学难点弱酸和弱碱溶液pH值的计算教学方法多媒体课件为主，辅以问答式，课堂讲授，教学过程备注【复习】思考题解答，【引入新课】在酸碱滴定过程中，溶液酸碱性会随着滴定的不断进行而发生变化，溶液酸碱性的强弱用pH表示。第二节酸碱溶液溶液pH值的计算【提问】溶液pH与溶液[H]浓度之间有什么关系？【解答】pH=-Ig[H']。【提问】溶液的[H]如何确定呢？一、强酸（强碱）溶液pH值的计算设强酸溶液浓度为C，由于强酸在水溶液中全部解离所以[H]=C，pH=-g[H']。【例题3-1】计算0.1mol·L-I的HCI溶液的pH值。解：[H]=C=0.1mol ·L-",pH=—1g[H*]=-1g0.1=1.0答：0.1mol·L-的HCI溶液的pH值为1.0。二、一元弱酸（弱碱）溶液pH值的计算对于一元弱酸HA溶液，质子条件式为：可省[H']=[A]+[OH-]略公式推水溶液中存在下列平衡：导过K,=[H'A][HA]=[H+]+[A-][HA]程H,O=H+OHK.=[H+][OH-]由上可得：[4]=k.和[0 ]-[H+][H+]

分析化学精品课程教案 第三章酸碱滴定法 1、思考题：课本 P75 习题 1、2 授课章节 第二节 酸碱溶液 pH 值的计算 第三节 缓冲溶液 授课次序 第 7 次课 授课时间 80 分钟 授课类型 理论课 教学要求 1、 掌握酸碱溶液 pH 值的计算 2、 了解缓冲溶液的作用 教学重点 酸碱溶液 pH 值的计算 教学难点 弱酸和弱碱溶液 pH 值的计算 教学方法 多媒体课件为主，辅以问答式，课堂讲授。 教学过程 备注 【复习】思考题解答。 【引入新课】在酸碱滴定过程中，溶液酸碱性会随着滴定的不断进行而发生变 化，溶液酸碱性的强弱用 pH 表示。 第二节 酸碱溶液溶液 pH 值的计算 【提问】溶液 pH 与溶液[H+ ]浓度之间有什么关系？ 【解答】pH =－lg[H+ ]。 【提问】溶液的[H+ ]如何确定呢？ 一、强酸（强碱）溶液 pH 值的计算 设强酸溶液浓度为 C，由于强酸在水溶液中全部解离， 所以 [H+ ]=C ， pH =－lg[H+ ]。 【例题 3-1】计算 0.1mol·L -1 的 HCl 溶液的 pH 值。 解：[H+ ]=C=0.1 mol·L -1， pH=－lg[H+ ]=－lg0.1=1.0 答：0.1 mol·L -1 的 HCl 溶液的 pH 值为 1.0。 二、一元弱酸（弱碱）溶液 pH 值的计算 对于一元弱酸 HA 溶液，质子条件式为： 水溶液中存在下列平衡： 由上可得： ， 可 省 略 公 式 推 导 过 程 [ ] [ ] [ ] H A OH + − − = + [ ] [ ] [ ] HA H A + − = + [ ][ ] [ ] a H A K HA + − = H O H OH 2 + − = + [ ][ ] K H OH w + − = + [ ] [ ] [ ] H a HA A K H − + = - w K 和[OH ]=[ ]

分析化学精品课程教案第三章酸碱滴定法[HA]+ K.[H']= K, ![H*][H+]代入质子条件式[H]= JK,[HA]+K,得到此式即为计算一元弱酸溶液中[H]的精确公式。记住若计算[H+]允许5%的误差，同时满足c/K≥500和cK20Kw,简化[H']= /cK.则上式可简化为公式同理可得到一元弱碱的计算公式：[OH-] = /cK,因为pOH=—1g[OH]所以pH=14-pOH要求【例题3-2】计算0.10mol·L-HAc溶液的pH值。解：已知HAc的K=1.8×10-5，c=0.10mol·L-1学生会根因为c/K≥500和cK≥20Kw所以[H]=V1.8×10-5×0.10=1.34×10-3mol.L-1据情pH=-lg[H]=-lg1.34×10-3=2.87况选择适答：0.10mol·L-HAc溶液的pH值为2.87当公【总结】几种常见酸溶液[H']的最简式和使用条件：课本P55表4-1式第三节缓冲溶液一、缓冲溶液的概念及组成1、缓冲溶液的概念缓冲溶液：能抵抗外加少量强酸或强碱，而维持pH基本不发生变化的溶液。缓冲作用：缓冲溶液所具有的抵抗外加少量强酸或强碱的作用。2、缓冲溶液的组成缓冲溶液一般由浓度较大的弱酸（或弱碱）及其共轭碱（或共轭酸）组成。【举例】HAc一NaAc溶液、NH3—NH4CI溶液都是缓冲溶液，向其中加少量HCI或NaOH，或加少量水稀释，溶液pH改变很小。【思考】分析化学中为什么要用到缓冲溶液呢？二、缓冲溶液pH的计算1、计算公式弱酸HA与其共轭碱A-组成的缓冲溶液中[H′]-Ka C-AApH=pKa+lgCA-CHA若用Ca表示酸的浓度，Cb表示相应共轭碱的浓度，则pH=pKa+Ig2、应用举例【例题3-3】25℃时，在1.0LHAc-NaAc缓冲溶液中含有0.10molHAc和0.20molNaAc.（1）计算此缓冲溶液的pH值；（2）向100mL该缓冲溶液中加入10mL0.10molL-lHCI溶液后，计算缓冲溶液的pH;

分析化学精品课程教案 第三章酸碱滴定法 代入质子条件式 得到 此式即为计算一元弱酸溶液中[H+ ]的精确公式。 若计算[H+ ]允许 5%的误差，同时满足 c/Ka≥500 和 cKa≥20Kw， 则上式可简化为 同理可得到一元弱碱的计算公式： [𝑂𝐻−] = √c𝐾𝑏 因为 pOH=－lg[OH- ] 所以 pH=14－pOH 【例题 3-2】计算 0.10 mol·L -1HAc 溶液的 pH 值。 解：已知 HAc 的 Ka=1.8×10-5 ，c=0.10 mol·L -1 因为 c/Ka≥500 和 cKa≥20Kw 所以 [H+ ]=√1.8 × 10−5 × 0.10 = 1.34 × 10−3mol · 𝐿 −1 pH=－lg[H+ ]=－lg1.34 × 10−3 = 2.87 答：0.10 mol·L -1HAc 溶液的 pH 值为 2.87. 【总结】几种常见酸溶液[H+ ]的最简式和使用条件：课本 P55 表 4-1 第三节 缓冲溶液 一、缓冲溶液的概念及组成 1、缓冲溶液的概念 缓冲溶液：能抵抗外加少量强酸或强碱，而维持 pH 基本不发生变化的溶液。 缓冲作用：缓冲溶液所具有的抵抗外加少量强酸或强碱的作用。 2、缓冲溶液的组成 缓冲溶液一般由浓度较大的弱酸（或弱碱）及其共轭碱（或共轭酸）组成。 【举例】HAc—NaAc 溶液、NH3—NH4Cl 溶液都是缓冲溶液，向其中加少量 HCl 或 NaOH，或加少量水稀释， 溶液 pH 改变很小。 【思考】分析化学中为什么要用到缓冲溶液呢？ 二、缓冲溶液 pH 的计算 1、计算公式 弱酸 HA 与其共轭碱 A-组成的缓冲溶液中 [H+ ]=Ka CHA CA− pH=pKa+lgCA− CHA 若用 ca表示酸的浓度，cb 表示相应共轭碱的浓度，则 pH=pKa+lgCb Ca 2、应用举例 【例题 3-3】25℃时，在 1.0LHAc-NaAc 缓冲溶液中含有 0.10mol HAc 和 0.20mol NaAc。 （1）计算此缓冲溶液的 pH 值； （2）向 100mL 该缓冲溶液中加入 10mL 0.10 molL -1 HCl 溶液后，计算缓冲溶 液的 pH； 记 住 简 化 公式 要 求 学 生 会 根 据 情 况 选 择 适 当 公 式 + + [ ] [H ] + [ ] H a HA K H + = w K [ ] + [H ] K [ ] = + a w HA K + [H ] cK = a

分析化学精品课程教案第三章酸碱滴定法（3）向100mL该缓冲溶液中加入10mL0.10mol-L-NaOH溶液后，计算缓冲溶液的pH;（4）向100mL该缓冲溶液中加入1L水稀释后，计算缓冲溶液的pH。醋酸的Ka=1.8x10-5。_0.10mol_0.20mol = 0.20molL-1 = 0.10mol-L-1,解：（1）已知ca-Cb=1.0L1.0L0.20pH =-lg1.8×10- +lg=5.050.10(2)100 ×08 0.010 ×0.10pH = -lg1.8×10-5 + lg=4.98100×01%+0.010×0.10(3)100×020+0.010×0.10pH =-1g1.8×10- +lg= 5.11100×0100.010×0.101000(4)0.20pH = -lg1.8x10-s +lg= 5.050.10【思考】1、上述例题说明了什么问题？2、常用的缓冲溶液有哪些？【解答】1、上例计算结果就说明了缓冲溶液的作用。2、课本P55表4-1.作业与思考题：1、作业：课本P75习题10、11

分析化学精品课程教案 第三章酸碱滴定法 （3）向 100mL 该缓冲溶液中加入 10mL 0.10 molL -1 NaOH 溶液后，计算缓冲 溶液的 pH； （4）向 100mL 该缓冲溶液中加入 1L 水稀释后，计算缓冲溶液的 pH。醋酸的 Ka=1.810-5。 解：(1) 已知 ca= 0.10mol 1.0L = 0.10 mol𝐿 −1 ，cb= 0.20mol 1.0L = 0.20mol𝐿 −1 (2) (3) (4) 【思考】1、上述例题说明了什么问题？ 2、常用的缓冲溶液有哪些？ 【解答】1、上例计算结果就说明了缓冲溶液的作用。 2、课本 P55 表 4-1. 作业与思考题： 1、作业：课本 P75 习题 10、11 5 0.20 lg1.8 10 lg 5.05 0.10 pH − = −  + = 0.20 5 1000 0.10 1000 100 0.010 0.10 lg1.8 10 lg 4.98 100 0.010 0.10 pH −  −  = −  + =  +  0.20 5 1000 0.10 1000 100 0.010 0.10 lg1.8 10 lg 5.11 100 0.010 0.10 pH −  +  = −  + =  −  5 0.20 lg1.8 10 lg 5.05 0.10 pH − = −  + =