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第一章 分析化学概论 1.基本概念: 滴定分析对反应的要求、滴定方式、基准物质、标准溶液 2.滴定分析计算:
第一章 分析化学概论 1.基本概念: 滴定分析对反应的要求、滴定方式、基准物质、标准溶液 2.滴定分析计算: M(Mr)、 m、n、c、V、w、 之间的关系 滴定剂(nA)与被测物(nB)的关系: 等物质的量规则、换算因数法
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第二章 误差与分析数据处理 x x d Rd 2.1 误差的基本概念: 准确度(T 、Ea、Er)与精密度(偏差)、 系统误差与随机误差;
第二章 误差与分析数据处理 2.1 误差的基本概念: 准确度(T 、Ea、Er)与精密度(偏差)、 系统误差与随机误差; 2.2 随机误差的分布 2.3 有限数据的统计处理: 、 、R、 RR、di、Rdi 、 、 、s 、CV; 异常值的检验(Q检验法); 2.4 测定方法的选择和测定准确度的提高 2.5 有效数字:定义、修约规则、运算规则 、报告结果。 x ~ x d Rd
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第三章 酸碱平衡及酸碱滴定法 3.1 酸碱反应及其平衡常数 3.2 酸度对弱酸(碱)形体分布的影响 3.3 酸碱溶液的H+浓度计算
3.4 酸碱缓冲溶液 3.5 酸碱指示剂 3.6 酸碱滴定曲线和指示剂的选择 3.7 终点误差(不要求) 3.8 酸碱滴定法的应用 3.9 非水溶剂中的酸碱滴定(不要求)
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3.1 酸碱反应及其平衡常数 3.1.1 酸碱反应 (p53) 酸 共轭碱 + 质子 共轭酸 碱 + 质子
酸 共轭碱 质子 Proton donor Proton acceptor Proton HAc Ac H+ NH NH H+ HCO CO H+ H6Y H5Y H+ 通式: HA A H+ 酸碱半反应 共轭酸 碱 质子
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半反应1: HAc Ac- + H+ 半反应2: H+ + H2O H3O+ 总反应: HAc + H2O Ac- + H3O+
例: HAc在水中的离解反应(p53) 半反应1: HAc Ac H+ 半反应2: H+ + H2O H3O+ 总反应: HAc + H2O Ac H3O+ 简写为: HAc Ac H+ 酸碱反应的实质是质子转移
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+
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-
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3.1.2 酸碱反应类型及平衡常数(p55) a. 一元弱酸(碱)的离解反应
HA + H2O A- + H3O+ A + H2O HA + OH-
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共轭酸碱对(HA-A)的Ka与Kb的关系为
b. 水的质子自递反应(p55) H2O + H2O H3O+ + OH (25°C) 共轭酸碱对(HA-A)的Ka与Kb的关系为
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pKw,as a function of temperature.
R.Kellner 《Analytical Chemistry》p94 pKw,as a function of temperature. t 0C 10 20 25 30 40 50 60 pKw 14.96 14.53 14.16 14.00 13.83 13.53 13.26 13.02 中性水的pH = 7.00 ? 中性水的pH=pOH
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c. 多元酸碱的离解反应(p56) pKb1 = 14.00 - pKa3 pKb2 = 14.00 - pKa2
H3A H2A HA A3- pKb1 = pKa3 pKb2 = pKa2 pKb3 = pKa1
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d. 酸碱中和反应(滴定反应)(p57) Kt—滴定反应常数 H+ + OH- H2O H+ + A- HA
OH- + HA H2O + A-
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活度与浓度 (p57-58) Debye-Hückel公式: 。 。
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。 Debye-Hückel公式 I / mol·L-1
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活度系数图 1. I 一定,电荷数高, ↘ 2. 电荷数一定,I ↗, ↘ 3. 0 ~ 0.1, 0.1 ~ 0.5两段 1.0 0.5
3. 0 ~ 0.1, 0.1 ~ 0.5两段 活度系数图 1.0 0.5 I / mol·L-1
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活度常数Ka、浓度常数 及混合常数 反应:HAc H+ + Ac- 查附录III.1
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是否一元弱酸的常数之间都符合上述关系?
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Ka : Thermodynamic Constant (只与 t 有关)
: Concentration Constant (与 t, I 有关) : Mixed Constant (与 t, I 有关) 1.本章用Ka处理平衡浓度之间的关系; 2.离子强度较高时, 用I=0.1的 如第四章(络合滴定)
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HA=H++A- c(HA)=[HA]+[A-]
3.2 酸度对弱酸(碱)形体分布的影响 3.2.1 一元弱酸的摩尔分数(p61 – 62) HA=H++A c(HA)=[HA]+[A-]
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“x” 将平衡浓度与分析浓度联系起来
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例3.5 计算pH4.00和8.00时的x(HAc)、x(Ac-)
解: 已知HAc的Ka=1.75×10-5 pH = 4.00时 pH = 8.00时 x(HAc) = 5.7×10-4, x(Ac-) ≈ 1.0
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pH=7.4 pH=1.0 例: 药物的吸收方式可表示为 HA H++A- H++A- HA 血浆 隔膜 胃
血浆 隔膜 胃 H++A HA HA H++A- 假设H+, A-等离子不能穿透隔膜, HA分子可 自由通过隔膜. 达平衡时, 隔膜两边的HA浓度 相等,但总药浓度不同. 阿司匹林是一种弱酸(即乙酰水杨酸), pKa= 3.5. 计算在血浆中总药剂量([HA]+[A]) 对胃中总药剂量的比率.
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不同pH下的x(HA) 与x(A-) 以x对pH作图, 得形体分布图 pH x(HA) x(A-) pKa - 2.0 0.99 0.01
0.95 0.05 pKa 0.91 0.09 **pKa 0.50 pKa *pKa pKa 以x对pH作图, 得形体分布图
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HAc的x-pH图(p62) Ac- HAc HAc的优势区域图 0 2 4 6 8 10 12 pH 1.0 0.5 0.0 x
4.76 Ac- HAc x pKa 4.76 HAc的优势区域图 pKa±1.3 pH HAc Ac- 4.76
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HF的x-pH图 HF的优势区域图 x 1.0 0.5 0.0 HF F- 0 2 4 6 8 10 12 pH 3.17 HF F-
pKa 3.17 pH
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HCN的x-pH图 HCN的优势区域图 x 1.0 0.5 0.0 HCN CN- 0 2 4 6 8 10 12 pH 9.31 pKa
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3.2.2 二元弱酸H2A的摩尔分数(64-65)
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H2CO3的x-pH图 H2CO3 HCO3- CO32- H2CO3 HCO3- CO32- 1.0 0.5 0.0
6.38 pKa1 10.25 pKa2 △pKa = 3.87 pH
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酒石酸(H2A)的x-pH图(p66) x 1.0 0.5 0.0 0 2 4 6 8 10 12 pH H2A HA- A2-
H2A HA A2- pKa1 pKa2 pKa= 1.33 pH
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三元酸H3A的摩尔分数(p66) 分母由4项组成: M = [H+]3+[H+]2Ka1+[H+]Ka1Ka2+Ka1Ka2Ka3
x3 = [H3A]/c= [H+]3/M x2 = [H2A-]/c= [H+]2Ka1/M x1 = [HA2-]/c= [H+]Ka1Ka2/M x0 = [A3-]/c=Ka1Ka2Ka3/M
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磷酸(H3A)的型体分布图 (p67) x 1.0 0.5 0.0 0 2 4 6 8 10 12 pH H3PO4 H2PO4-
H3PO H2PO HPO PO43- pKa pKa pKa pKa pKa3
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