分析化学第五版_第四章_酸碱滴定法课后答案.doc

第四章 酸碱滴定法是分析化学中一个重要的实验技术，主要应用于测定溶液中酸或碱的浓度。在本章中，我们探讨了酸碱理论、质子条件式以及缓冲溶液的制备和应用。 1. 质子理论： 质子理论将酸定义为能够提供质子（H+）的物质，而碱则被定义为能够接受质子的物质。根据提供的信息，我们可以看到不同物质的酸性或碱性的强度排序。例如，H3PO4是最强的酸，而F-是最强的碱。酸的强弱顺序是：H3PO4 > HF > HAc > (CH2)6N4H+ > H > NH4+ > HCO3-；相应的，碱的强弱顺序是：CO3- > NH3 > (CH2)6N4 > Ac- > F- > H2PO4-。 2. 质子条件式： 质子条件式描述了溶液中质子（H+）与对应的碱（如OH-）之间的平衡关系。例如，(NH4+)的质子条件式是[H] + [H3O+] = [NH3] + [OH-]。这表示溶液中所有的H+和H3O+的浓度之和等于NH3和OH-的浓度之和。 3. 缓冲溶液： 缓冲溶液是用来维持pH稳定性的溶液，它能抵抗外加酸或碱的影响。为了配制pH为3的缓冲溶液，我们需要选择具有适当pKa值的酸和其共轭碱。在给定的选项中，二氯乙酸的pKa约为2.86，最适合用来配制pH为3的缓冲液。 4. NaOH标准溶液与CO2的反应： 当NaOH标准溶液暴露于空气中，会吸收CO2生成Na2CO3或NaHCO3。滴定强酸时，如果使用甲基橙作指示剂，CO2的存在几乎不影响结果，因为强酸会消耗掉NaOH和Na2CO3。然而，如果使用酚酞指示剂，终点pH更高，CO2的存在会导致NaOH实际滴定的是NaHCO3，从而影响测量准确性。对于弱酸，由于通常使用酚酞指示剂，因此CO2的影响更为显著。 5. 标定HCl溶液浓度： 在标定HCl溶液时，试剂的选择会影响结果的准确性。局部风化的Na2B4O7·10H2O会导致HCl浓度偏低，因为它部分失去结晶水，使得有效酸的摩尔数减少。而局部吸湿的Na2CO3会使得HCl浓度偏高，因为吸湿增加了Na2CO3的水分含量，消耗更多的HCl。在110℃烘过的Na2CO3不会影响标定结果，因为它去除了水分，确保了精确的摩尔比例。 6. 酸的直接滴定与指示剂选择： 对于可以直接用NaOH溶液滴定的酸，需要考虑其酸解离常数（Ka）。蚂蚁酸（HCOOH）和顺丁烯二酸可以被直接滴定，因为它们的Ka值足够大，可以选择甲基橙作为指示剂。硼酸（H3BO3）和琥珀酸（H2C4H4O4）的Ka值较小，不适于直接滴定。柠檬酸（H3C6H5O7）虽然有三个Ka值，但由于第三个Ka值过小，仅前两个酸性组分可以被NaOH直接滴定，但指示剂选择会复杂，可能需要混合指示剂来确定准确的终点。 酸碱滴定法是化学分析中的基础工具，通过理解和应用质子理论、质子条件式以及选择合适的指示剂和缓冲溶液，可以精确地测定溶液中酸碱的浓度。在实验操作中，必须注意试剂的纯度和环境因素，以确保测量的准确性。