常规分析培训教材.docx

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1、分析化学检验培训资料前 言一、 分析化学的任务分析化学的研究对象是物质变化的化学组成，它所回答的问题是：物质中含有哪些组分及其相对含量的多少。这些组分可以是元素、离子、官能团或化合物，也可以是某个单独的项。显然，要解决这些问题，那就既要研究测定物质组成的方法，又要研究有关的理论。因此，概括起来，分析化学乃是研究测定物质的化学组成的方法及有关理论的一门科学，是化学的重要分支。近来，随着科学技术和分析化学的不断发展，对自然的认识不断的深化，提出“分析化学是一门探测和知识原子、分子信息的科学”。二、 分析工作者的基本素质“分析”技术本身并没有具体的产品，也不创造直接效益。如果说它有产品的话，那就是分

2、析结果。如果没有这些数字和结果，生产和科研就等于瞎了眼。如果报出的结果发生错误，就变成了瞎指挥。这将会造成重大损失或不良影响，乃至使生产与科学研究走向歧途或失败。可见分析工作是何等重要。同时，分析工作又是一种十分精细，知识性、技术性都十分强的工作。因此，每个分析工作者应当具备良好的素质，才能胜任这一工作，满足生产与科研提出的各种要求。分析工作者应具备的基本素质是：1. 高度的责任感和“质量第一”的思想素质是分析工作者第一重要素质。充分认识分析检验工作的重要作用，以对人民高度负责的精神作好本职工作。2. 严谨的工作作风和实事求是的科学态度。分析工作是与“量”和“数”打交道的，稍有疏忽就会出现差错

3、。因点错小数点而酿成一次重大质量事例足以说明问题。随意更改数据，谎报结果更是一种犯罪行为。分析工作是一种十分细致的工作这就要求心细、眼灵，对每一部步必须严谨从事，来不得半点马虎草率，必须严格遵守各项操作规范。3 掌握扎实的基础理论知识与熟练的技能。当今的分析化学内容十分丰富，涉及的知识领域十分广泛，分析方法不断地更新，新工艺、新技术、新设备不断涌现。如果没有一定的基础知识不能适应的。即使是一些常规分析方法亦包含较深的理论原理，如果没有一定的理论基础去理解它，掌握它只能知其然而不知其所以然，只能是照单抓药，照葫芦画瓢，很难对付组分多变的复杂的试样分析，更难独立解决和处理分析中出现的各种复杂情况。

4、那种把化验工看作只是会摇瓶子、照方加药的“熟练工”是与时代不相符的陈旧观念。当然，掌握熟练的操作技能和过硬的操作基本功是分析工作者不可少的起码要求。那种说起来头头是道而干起来却一塌糊涂的“理论家”也是不可取的。4 要有不断创新和开拓精神科学在发展，时代在前进。尤其是分析化学更是日新月异。作为一个分析工作者必须在掌握基础知识的条件下，不断地去学习新知识，更新旧观念 ，研究新问题，及时掌握本学科、本行业的发展动向，从实际工作需要出发开展新技术、新方法的研究与探索，以促进分析技术的不断的不断进步，满足生产，科研不断提出的新要求。作为一名化验员也应对分析的新技术有所了解，尽可能多的掌握各种分析技术和多

5、种分析方法。第一部分 分析化学基础第一章 摩尔及摩尔质量 第一节 摩尔摩尔是国际单位制（SI）的一个基本单位，它以微粒数量表示物质的量。摩尔广泛地应用于科学研究、工农业生产等方面，用于定量研究物质及其变化。 物质是由分子、原子等粒子构成的。分子和原子都是很小的。在化学反应中不是几个、几十个分子或原子参加反应，而是成千、上万甚至上亿万个分子或原子参加反应的。如果用分子或原子的个数来表示物质的数量多少，就好像用米粒的个数了表示米的数量一样，既困难，又没有实际意义。若以一定数目的粒子为集体来进行计算，就会方便得多。科学上规定，用“物质的量”（符号n）来表示构成物质的粒子数目的多少。物质的量的单位叫摩

6、尔，用符号mol来表示。当某一定量的物质中所包含的粒子数目和0.012kg12C里所含的原子数目相等，则由这些粒子所构成的质量就是1摩尔，即1mol。实验测得0.012 kg12C包含了6.021023个碳原子数，6.021023这个数值叫做啊伏加德罗常数。由6.021023个粒子所构成的物质的量，就是1mol。1mol的任何物质都包含有6.021023个粒子。物质的量（也就是摩尔的数目）相等的任何物质，它们所包含的粒子数目一定是相同的。例如2mol碳原子和2mol氧原子所包含的粒子数相同，都含有26.021023个粒子，只是粒子的种类不同。粒子可以是分子、原子、离子、电子、质子和中子。第二节

7、摩尔质量及其计算1mol物质的质量通常也称该物质的摩尔质量。摩尔质量的符号用M表示，摩尔质量的单位是g/mol。物质的量、物质的质量和摩尔质量之间的关系可以式（1-1）表示： （1-1）或用符号表示 （1-2） 例1-1 90g水相当于多少摩尔水分子？解：水的相对分子质量是18，摩尔质量M（H2O）=18g/molm（H2O）=90g据式（1-2）答:90g水相当于5mol水分子。例1-2 2.5mol氢氧化钠的质量是多少?解:因M(NaOH)=40g/mol又 n(NaOH)=2.5mol据式(1-2)m(NaOH)= n(NaOH) M(NaOH)=2.540=100(g)答:2.5mol

8、氢氧化钠的质量为100g.在实际应用中,有时用摩尔这个单位显得太大，常常还采用毫摩尔（mmol）做单位。1mmol就是1mol的千分之一，即1mol=1000mmol。第二章 溶液 第一节 溶液的浓度溶液的浓度就是指一定量的溶液（或溶剂中）所含溶质的量。在科学实验、化工生产和食品工业及其检验中常要求溶液具有一定浓度。表示溶液浓度的方法很多，常用的有以下几种。一、质量分数与质量浓度 （一）B的质量分数（B）GB3102.8-93中将B的质量分数定义为:B的质量与混合物的质量之比,用符号WB表示.即(2-1)式中 WBB的质量分数;mBB的质量;m混合物的质量由式(2-1)得知,构成比值的分子和分

9、母都是质量,单位无论用ug（微克）、（毫克）、g（克）、（千克），最终计算结果都为纯数。因此，在计算所得数值（比值）之后不应再加任何其他单位或符号，而应该纯数表示，或表示成为某一数值乘上10-2、10-3，10-6，10-9等形式。质量分数（w）代替了过去固体物质中某种化学成分的含量或品位用的“ 百分含量”、“质量百分率”、ppm、ppb等名称和符号。如“氯化钠在水中的质量百分数浓度为25”，应改为“氯化钠在水中的质量分数（w）为0.25或w（NaCl）=0.25”。例2-1 将35克葡萄糖溶于65克水中，求该溶液中葡萄质量分数。解：w（C6H12O6）=m（C6H12O6）/m（C6H12O

10、6+H2O） =35g/（35+65）g=0.35或表示为w（C6H12O6）=3510-2w（C6H12O6）=35%答：该溶液中葡萄糖的质量分数为35%。（二） B的质量浓度（pB） 对于溶质为固体的一般溶液，常用质量浓度（B）来表示溶质B的浓度。其单位为mg/ml，g/L等。它表示了单位体积溶液中所含溶质B的质量。如100ml氯化钠溶液中含有30g氯化钠，将其表示为质量浓度时就成为“30g/100ml”，此时出现分母带系数，所以只能表示为300g/L或0.3g/mL。以g/mL为单位时，大多数溶液要表示成小数，在配制和使用时不方便，故以g/L为单位比较合适。二、物质的量浓度B的物质的量浓

11、度，是指B的物质的量除以混合物的体积（据GB3102.8-93）。它以符号CB表示，单位为mol/L。（2-2）式中，V为溶液的体积。例2-2 已知浓硫酸的密度（）为1.84g/mL，其质量分数（H2SO4）约为95%，求每升浓硫酸中H2SO4的物质的量n（H2SO4）及溶液的浓度c（H2SO4）。解：n（H2SO4）=m（H2SO4）/M（H2SO4）=1.8410000.95/98.08=17.9（mol）c（H2SO4）= n（H2SO4）/v（H2SO4）=17.9/1=17.9(mol/L)答:每升浓硫酸中H2SO4物质的量是17.9 mol,溶液的浓度是17.9 mol.根据物质的

12、量的浓度的定义 cB=nB/v则 nB=cBv溶质的质量mB= nBMB= cBVMB (2-3) 例2-3 欲配制0.0200 mol/L重铬酸钾标准溶液250ml,应取重铬酸钾多少克?解:因重铬酸钾的摩尔质量M(K2Cr2O7)=294.2g/molM(K2Cr2O7)=c(K2Cr2O7)VM(K2Cr2O7)=0.020025010-3294.2=1.471(g)答:应称取重铬酸钾1.471g.三、液的稀释和浓度的换算（一） 溶液的稀释在溶液中加入溶剂后，溶液的体积增大而浓度变小的过程，叫做溶液的稀释。由于在稀释时只加入溶剂而不加入溶质，所以溶液在稀释前后，溶质的量不变。即 稀释前溶质

13、的量=稀释后溶质的量又因为 nB=cBv设稀释前溶质的量n=C1V1，稀释后溶质的量n=C2V2则溶液的稀释公式为C1V1= C2V2 （2-4）应用式（2-4）时，浓度C1和C1必须采用同一浓度表示法，体积V1和V1 也必须采用同一体积单位。例如24 欲配制0.2mol/L盐酸溶液1000ml，应取12 mol/L浓盐酸多少毫升？解：设应取浓盐酸的量为x 12x=0.21000x =16.7（ml）答：应取12 mol/L浓盐酸17ml。（二） 溶液浓度的换算1 质量分数与物质的量浓度的换算（25）式中 CB-B的物质的量浓度;物质的密度;BB的质量分数;MBB的摩尔质量。2 质量浓度与物质

14、的量浓度的换算（2-6）式中，pB为物质B的质量浓度，单位为g/L。例2-5 已知稀盐酸的质量浓度p（HCl）为90g/L，求该溶液的浓度c（HCl）？解：已知p（HCl）=90 g/L，又因为M（HCl）=36.5g/mol则据式（26），得答：该盐酸溶液的浓度C（HCl）为2.47 mol/L。第二节 溶液的类型物质被分散成细小的粒子，分布在另一种物质里，所得到的体系叫做分散系。其中被分散的物质叫做分散质，容纳分散质的物质，叫做分散剂。例如，葡萄糖分散在水中而成分散系；墨汁是碳粒等分散在水中分散系。物质被分散的程度不同，其粒子大小也不同。根据分散质粒子的大小不同，分散系可分为分子或离子分散

15、系、胶体分散系和粗分散等。一、 分子或离子分散系（真溶液）分散质粒子的直径小于10-9m的，叫做分子或离子分散系。这类分散系中的分散质的粒子实际上是单个的分子或离子，分散质和分散剂之间不存在界面，因此它是均匀的分散体系。因为分子或离子都非常小，它们能透过滤纸和半透膜，不能阻止光线通过，所以这类分散系是透明的，也是稳定的。这类分散系就是平常所讲的溶液。为了和其他分散系区别，通常又把它叫真溶液（或晶体溶液）。在真溶液里，分散质又叫做溶质，分散剂又叫做溶剂。二、 胶体分散系（胶体溶液）分散质粒的子直径在10-910-7m之间的，叫做胶体分散系（简称为胶体溶液）。胶体分散系的分散质粒子，是由许多分子聚

16、集而成的，比分子或离子分散系的粒子大，所以分散质和分散剂之间有界而使之分开，属非均匀体系。胶体溶液中的胶体粒子只能透过滤纸，不能透过半透膜。但胶体溶液可让部分光线通过，所以外观也是透明的。胶体粒子能在分散剂中做不规则的运动，这种运动叫做布朗运动。由于布朗运动的作用，胶体粒子受重力的影响比较小，在短时间内不会从分散系中分离淀沉出来，所以胶体溶液一般是较稳定的。胶体溶液和真溶液有许多相似的地方（如透明、稳定性等）。但是胶体粒子大于真溶液的溶质分子，所以胶体溶液又有许多特殊的性质。1.丁铎尔现象在暗室里，当一束很强的聚光透过胶体溶液时，可以从侧面看到胶体溶液中有一道明亮的光柱这种现象叫做丁铎尔现象。

17、用这种现象可区别真溶液与胶体溶液。2.电泳现象如果用红棕色的氢氧化铁胶体溶液置于U形管中，从管口插入两个电极，接通直流电后阴极颜色逐渐变深，这表明氢氧化铁胶体粒子带有正电荷，在电场中向阴极移动。同样用黄色的硫化砷胶体溶液做实验，则阳极附近颜色逐渐变深。这表明硫化砷胶体粒子带负电荷。胶体粒子在电场的作用下向阳极或阴极移动的这种现象叫电泳现象。3.稳定性和凝聚胶体溶液一般是比较稳定的，促使它稳定的原因很多，如胶体粒子的布朗运动等，但主要原因是胶粒带电和溶剂化作用。同种胶体粒子带有相同的电荷，彼此相斥，从而阻止胶粒互相接近与聚集;另一方面，吸附在胶粒表面上的离子，对溶剂分子有吸引力，能将一些溶剂分子

18、吸附到胶粒表面，形成一层溶剂化膜，也能阻止胶粒互相聚集。使胶体粒子聚集成大的颗粒的过程叫做凝聚。由凝聚而沉淀析出的过程叫做聚沉。促使胶粒聚沉的主要方法有以下几种：加入少量电解质。例如在氢氧化铁溶胶中加入少量硫酸钾（K2SO4）溶液，立即发生聚沉，析出氢氧化铁沉淀。加入带相反电荷溶胶。两种带相反电荷的溶胶混和，也能引起溶胶的凝聚。加热。例如硫化砷（AS2S3）溶胶加热至沸，就析出黄色的硫化砷沉淀。三、 粗分散系分散质粒子的直径大于10-7m的，叫做粗分散系。这类分散系和分散剂之间有界面存在，所以粗分散系是不均匀的，也是不稳定的。属于这一类分散系的有悬浊液和乳浊液。1 悬浊液固体的小颗粒分散在液体

19、中所形成的粗分散系，叫做悬浊液。例如粘土在水中形成的泥浆就是悬浊液。2 乳浊液液体的微小珠滴分散在互不相溶的另一种液体中，所形成的粗分散系叫做乳浊液。例如，牛奶中分散着液体的脂肪珠滴，所以牛奶是一种乳浊液。第三章 电解质溶液第一节 强电解质和弱电解质一、 强电解质和弱电解质酸、碱、盐都是电解质，它们的水溶液都能导电。但不同种类的电解质溶液导电能力不同。电解质溶液之所以能导电，是由于溶液里有能够自由移动的离子存在。溶液导电性强弱不同，说明在溶液里所含离子的多少不同。电解质可分为强电解质和弱电解质。（一）强电解质盐酸、氢氧化钠、氯化钠在溶液里几乎能完全电离成离子，溶液里几乎没有分子存在。这种在水溶

20、液里几乎能完全电离的电解质叫做强电解质。强电解质的电离是不可逆的，其离子方程式用“”表示。如HCLH+CL-NaOHNa+OH-NaCLNa+CL-强酸强碱大多数盐都是强电解质。（三） 弱电解质醋酸和氨水在溶液里只有很小部分电离成离子，大部分仍以分子状态存在。像醋酸这样在水溶液里只有部分电离的电解质叫做弱电解质。弱电解质的电离是可逆的，其电离方程式用“”表示。如HAc H+AcNH3H2O NH4OH弱酸弱碱都是弱电解质。二、 弱电解质的电离平衡 电离平衡与电离度醋酸在溶液里的电离方程式为正过程HAc H+Ac逆过程在醋酸开始电离时，主要是醋酸分子的电离，正过程速度较大。随着醋酸分子的电离，溶

21、液里醋酸分子的浓度不断减少，而H+和Ac浓度不断增加，因正、逆过程速度相等时，溶液里醋酸、H+和Ac的浓度不再改变，体系处于平衡状态。弱电解质分子和离子的浓度不再改变。这时弱电解质所处的状态叫做电离平衡。我们把达到电离平衡时已电离的溶质分子数和电离前溶质分子总数的比值（或已电离的溶质的物质的量和电离前溶质的物质的量之比）叫做电离度，用表示。100%（31）或（32）从上述观点来讲，强电解质的电离度应是100%，但是在强电解质溶液里，由于离子浓度较大,离子间的引力和斥力比较显著,影响了离子在溶液里的自由运动。因而实验测得的电离都小于100%。不同的弱电解质，其电离度大小不同。电解质越弱，它的电离

22、度越小。电解质溶液电离度的大小，主要取决于电解质的本性，同时也与电解质溶液的浓度和温度有关。浓度愈小，电离度愈大。温度愈高，电离度愈大。由于电离度的大小与浓度、温度有关，所以，在表示弱电解质的电离度时，必须指出溶液的浓度和温度。（二）同离子效应在弱电解质溶液达到电离平衡时,溶液中分子和离子都保持着一定的浓度。如果向溶液中加入一种和该弱电解质具有相同离子的强电解质,则弱电解质的电离度就会减小.例如,在氨水中加入酚酞指示剂时,溶液显红色,若加入少许固体的氯化铵,则溶液的红色变淡甚至消失。这是因为,在氨水溶液中存在着下列平衡:NH3H2O NH4+OH加入可溶性铵盐氯化铵后，氯化铵全部电离为NH4+

23、和Cl。溶液中NH4+浓度增大了，使生成物向反应物方向转化，也就是有较多的NH4+与OH结合成为NH3H2O分子，并建立了新的平衡。这时溶液的OH减少了，至使溶液的碱性减弱。在弱电解质溶液中 ，加入和弱电解质具有相同离子的强电解质，使弱电解质的电离度减小的现象，叫做同离子效应。在化学分析中常常应用同离子效应来调节溶液的酸碱性。第二节 水的电离和溶液的PH一、 水的电离用精密仪器测定时，发现水有微弱的导电性。这说明水是一种极弱的电解质，它能电离出极少量的OH和H+。H2OOH+H+实验测得，在25时，1L纯水（55.5mol）中有10-7 mol分子电离，水中H+和OH相等，都是10-7 mol

24、/L。二者的乘积是一个常数，用KW表示。KW= H+ OH= 10-710-7=10-14.（3-3）式中，KW称为水的离子积常数，简称水的离子积。任何一种稀溶液中H+和OH的乘积都是一个常数，即10-14。二、 溶液的酸碱性和PH 常温时纯水中 H+和OH相等，都是10-7 mol/L，所以纯水是中性的。如果向纯水中加酸，由于H+的同离子效应，使水的电离平衡向左移动，当达到新的平衡时，溶液中H+OH，即H+10-7 mol/L， OH 10-7 mol/L ，溶液呈酸性。如果向纯水中加入碱，由于OH的同离子效应 ，也使水的电离平衡向左移动，当达到新的平衡时，OH H+，即OH 10-7 mo

25、l/L，H+10-7 mol/L，溶液呈碱性。由此可见，溶液的酸碱性与H+和OH的关系可表示为 中性溶液 H+=OH= 10-7 mol/L酸性溶液 H+10-7 mol/LOH;碱性溶液 H+10-7 mol/LOH。H+浓度越大，溶液的酸性越强; H+越小,溶液的酸性越弱。可以看出，在酸性溶液里不是没有OH，在碱性溶液中也不是没有H+，在碱性、酸性、中性溶液里，都同时含有H+和OH，只是两种离子的浓度大小不同而已。溶液的酸碱性可用H+或OH来表示，习惯上常用H+表示。当溶液里H+很小时,用H+表示溶液的酸碱性就很不方便,因此,常用PH表示溶液的酸碱性.。PH就是氢离子浓度的负对数。即PH=

26、-lgH+（34）溶液的酸碱性和PH的关系是：中性溶液，PH=7；酸性溶液，PH7；碱性溶液，PH7。溶液的PH越小，酸性越强；溶液的PH越大，碱性越强。所以可以用PH表示溶液的酸性强弱和碱性强弱。H和PH的对应关系可用图3-1表示。H+ 10-010-110-2 10-310-410-510-6 10-7 10-810-910-1010-1110-1210-1310-14PH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14酸性增强 中性 碱性增强图31 H+和PH的对应关系图第三节 酸碱指示剂和酸碱滴定一、 酸碱指示剂溶液的酸碱性对化学反应的影响很大。测定溶液PH的方法

27、有很多，通常用酸碱指示剂、PH试纸或PH计（酸度计）来测定。酸碱指示剂是一种有机酸或弱碱,溶液中PH的改变会引起指示剂分子结构的改变,从而发生颜色的变化。每一种指示剂有一定的变色范围,因此,可根据指示剂颜色的变化确定溶液的PH。常用的几种指示剂的变色范围如表31所示。表31 几种常见指示剂的变色范围指示剂变色范围（PH）甲基橙玫瑰红色3.1橙色3.14.4黄色4.4甲基红红色4.4淡黄色4.46.2黄色6.2石蕊红色5.0紫色5.08.0蓝色8.0酚酞无色8.0无色8.010.0红色10.0二、酸碱滴定酸碱滴定是以中和反应为基础的。通常可用已知浓度的酸溶液来测定碱溶液的浓度(也可已知浓度的碱溶

28、液来测定酸溶液的浓度)。为了测定碱溶液的浓度 ，测定时可把已知浓度的酸溶液用滴定管滴入一定量的被测碱溶液中，当酸碱完全反应时（这时加入的酸标准溶液物质的量与待测碱溶液的物质的量符合反应式的化学计量关系）,根据酸标准溶液的浓度和所消耗的体积,算出碱溶液的浓度。滴加酸标准溶液的过程称为滴定。酸碱反应完全的这一点,称为化学计量点,亦称等当点。在等当点时，反应往往没有易为人察觉的任何外部特征，因此，通常都是在待测溶液中加入指示剂（如甲基橙），利用指示剂颜色的突变判断等当点的到达。但指示剂的本身是一种弱有机酸或弱有机碱，它在变色时要消耗一定量的酸或碱，为了减小实验误差,指示剂的用量不易过多,否则会影响滴

29、定的精确性。例 3-1 中和20.00mL盐酸，用去c（NaOH）为0.2010 mol/L的氢氧化钠溶液 10.05mL。求该盐酸的浓度为多少？解：c（HCl）V（HCl）= c（NaOH）V（NaOH） 答：盐酸的浓度c（HCl）是0.1010mol/L。第四节 缓冲溶液一、缓冲作用和缓冲溶液纯水的PH为7，如果在纯水中加入少量的酸和碱，PH就会有显著的变化。如在1L纯水中加入两滴（约0.1 mol）c（HCl）为1 mol/L的溶液，H+就由10-7 mol/L增加到10-4mol/L，PH由7降低为4，降低了3个PH单位。若在1L纯水中滴加2滴c（NaOH）=1 mol/L的氢氧化钠溶

30、液，OH为10-4 mol/L，H+就由10-7 mol/L降低为10-10 mol/L，PH由7上升到10，升高了3个PH单位。但是，在1L含有醋酸及醋酸钠各为0.1 mol/L的混合溶液中，同样加入少量盐酸和氢氧化钠溶液，则PH几乎不变。如果在含有氢氧化铵和氯化铵各为0.1 mol/L混合溶液中，加入酚酞指示剂，再在其中加入少量盐酸或氢氧化钠溶液或加水稀释，则溶液的颜色也几乎不变。以上这种含有弱酸（或弱减）及其溶液叫缓冲溶液。它在一定范围内能使原来的PH不因外来的少量的碱而发生显著变化。二、缓冲溶液的组成缓冲溶液其组成中必须具有抗酸成分和抗碱成分，且两种成分之间必须存在化学平衡通常把这两种

31、成分称为缓冲对或缓冲系.实验得知：凡是弱酸和它的强碱盐或弱碱和它的强酸盐,以及多元酸式盐和其对应的次级盐,都可作为缓冲对.根据缓冲对的组成不同,缓冲溶液有3种类型.1.弱酸及其对应的盐如醋酸与醋酸钠,碳酸与碳酸氢钠。 弱 酸 对应盐 (抗碱成分) (抗酸成分) HAC NaAc H2CO3 NaHCO32. 弱碱及其对应的盐如氨水与氯化铵。 弱 碱 对应盐 (抗酸成分) (抗碱成分) NH3H2O NH4Cl3. 多元酸的酸式盐及其对应的次级盐如碳酸氢钠与碳酸钠、磷酸二氢钠与磷酸氢二钠。 多元酸的酸式盐 对应的次级盐 (抗碱成分) (抗酸成分) NaHCO3 Na2CO3NaH2PO4 Na

32、HPO4三、缓冲作用的原理 在含醋酸和醋酸钠的溶液中，存在着下列电离：NaAcNa+AcHACH+ Ac 醋酸钠完全电离生成Na+和Ac离子。同离子效应使醋酸的电离程度降低。因此，在这个溶液中存在着大量的醋酸分子和Ac离子，而且它们之间按式（35）建立电离平衡，则生成物必然向着反应物转化，也就是溶液中的Ac离子将和H+，结合生成难电离的醋酸分子，最后又建立了新的平衡。达到新的平衡时，HAc仅略有增加，Ac略有减少，溶液中H+实际上很少改变。当加入少量碱时，溶液中的HAc电离的H+立即与OH离子结合，生成更难溶的H2O分子。由于H离子减少，溶液中的HAc分子又立即电离为Ac-和H+离子，由于溶液

33、中有大量的HAc分子存在，因此尽管消耗了HAc分子，而H+ 几乎维持不变。若加入少量的水使溶液稀释时，则由于溶液中HAc和 Ac 降低的倍数相等，故 HAc/Ac 的值不变，根据H+=K HAc/Ac，可知H+ 仍无变化。显然如果溶液中HAc或 Ac 太低，而加入大量的酸或碱时，溶液的PH也将发生变化。在碳酸-碳酸氢钠缓冲溶液中，碳酸是弱酸，而碳酸氢钠是强电解质，它们的电离式如下： H2CO3=H+HCO3- （3-7） NaHCO3HCO3-+ Na+ （3-8）HCO3-=H+CO32- （3-9）在此溶液中，含有大量的HCO3-O3和CO32-。当加入酸时，则H+增加，式（3-9）电离平

34、衡向左移动，也就是H+与CO32-结合成 HCO3-离子；当加入碱OH-离子，降低 了H+，平衡就向右移动，也就是溶液中的HCO3-离子电离生成H+离子。因此碳酸和碳酸盐的混合物溶液就起到了缓冲作用。缓冲溶液在工业、科研等方面有着重要的意义。例如，金属器件进行电镀时的电镀液常用缓冲溶液来控制一定pH。又如人类的血液即依赖缓冲作用而维持其pH在7.23附近，否则就会生病甚至死亡。在食品检验中，分离和鉴定某些离子也要用到缓冲溶液。每一种缓冲溶液都只能在一定的PH范围起到缓冲作用。常用的缓冲溶液的PH范围及配制方法可以从分析手册中查到。第四章 沉淀溶解平衡第一节 溶度积一、溶度积在一定的温度下，用难

35、溶的电解质氯化银配成饱和溶液时，溶液中未溶解的固态氯化银和溶液中的银离子氯离子存在一个溶解与沉淀的平衡，简称沉淀平衡。 溶解AgCL（固） Ag+CL-沉淀这是一个动态平衡，平衡时的溶液是饱和溶液，达到溶解沉淀时，服从化学平衡规律。即 Ag+ CL- Ki= AgCL 一定温度下，Ki是常数，氯化银是固体，也可以看成常数。所以Ki* AgCL也为常数，用Ksp表示。Ksp= Ag+ CL- Ksp表示难溶电解质饱和溶液中，有关离子浓度的乘积在一定温度下是个常数。它的大小与物质溶解度有关因而称为溶度积常数。简称溶度积。室温时，氯化银的溶度积是1.5610-10，写成KspAgCL=1.5610-

36、10。对于电离出2个或多个相同离子的难溶电解质，如氯化铅，氢氧化铁的溶度积 关系式中，各离子浓度应取其电离方程式中该离子的系数为指数。例如PbCL2=Pb2+2CL-KspPbCL=Pb2+CL-Fe（OH）3=Fe3+3OH-Ksp Fe（OH）3=Fe3+OH-3二、溶度积规则某难溶电解质溶液中，离子浓度的乘积称为离子积，用符号Qi表示。如氢氧化镁溶液的Qi=Mg2+OH-2。Qi与Ksp的表达式相同。但两者的概念是有区别的。Ksp是难溶电解质溶解平衡时，即饱和溶液中离子浓度的乘积。对某种难溶电解质，在一定温度下，Ksp为一常数。而Qi表示任何情况下离子浓度的乘积，其数值不定。 Qi是Ks

37、p的一个特例。Qi与Ksp有下列3种情况：Qi=Ksp时，沉淀溶解达到动态平衡，是饱和溶液；QiKsp时，有沉淀析出，是过饱和溶液。以上称为溶度积规则。但有时根据计算结果QiKsp，应有沉淀析出，实际上，往往因为有过饱和现象或沉淀极少，肉眼观察不出沉淀。另外，有时加入过量沉淀剂时，由于生成配合物而不能生成沉淀。第二节 沉淀的生成根据溶度积规则，我们掌握了沉淀生成和溶解的规律。欲使某物质沉淀，必须使其离子积大于溶度积，这就要增大离子浓度，使反应向生成沉淀方向转化。在硝酸银溶液中加入铬酸钾，当Ag+离子浓度的平方与CrO42-离子浓度之积QiKsp时，即有沉淀析出。例41 将等体积的0.004mo

38、l/L硝酸银和0.004mol/L铬酸钾溶液混和时，是否能析出铬酸银（Ag2 CrO4）沉淀？解：混合后，溶液体积增加了1倍，由于是等体积混合，浓度各减少一半。Ag+=0.002mol/LCrO42-=0.002mol/LQi = Ag+2CrO42- =0.00220.002=810-9查表得 KSPAg2CrO4=910-12 QiKSPAg2CrO4有铬酸银沉淀析出答：能析出铬酸银沉淀。第三节 沉淀的溶解根据溶度积规则，欲使沉淀溶解，必需减小该难电解质饱和溶液中离子的浓度，使QiKSP离子浓度减小的方法有以下几种。一、弱电解质加入适当的离子，与溶液中的某一离子结合生成水、弱酸和弱碱等弱电

39、解质，例如氢氧化镁能溶于盐酸和铵盐，其反应式为Mg（OH）2Mg2+2OH- + 2HCl 2Cl-+ 2H+ 2H2OMg（OH）2Mg2+2OH- +2NH4Cl 2 Cl-+2N H4+ 2NH3+ 2H2O由于溶液中生成弱电解质H2O和NH3，使得OH减少，因而Mg2+ OH2 KSPMg（OH）2，平衡向氢氧化镁溶解的方向移动;若加入的酸或铵盐足够多，则沉淀将不断溶解，直到完全溶解为止。同理，难溶弱酸盐可溶于较强的酸：由于溶液中生成弱电解质H2O和 NH3使得OH-减少，因而Mg2+OH-KSPMg（OH）2，平衡向氢氧化镁溶解的方向移动；若加入的酸或铵盐足够多，则沉淀将不断溶解，直

40、到完全溶解为止。同理，难溶弱酸盐可溶于较强的酸：CaCo3+2H+Ca2+H2O+CO2二氧化还原反应加入氧化剂或还原剂，使某一离子发生氧化还原反应降低其浓度。如：3CuS + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 3S+ 2NO2+ 4H2 O 在硫酸铜沉淀中加入稀硝酸，因为S2-被、氧化为S，从而使溶液中的 S2-降低，Cu2+ S2-KspCuS,沉淀溶解了。三、生成配合物此部分内容详见第五章。第四节 沉淀的转化在含有沉淀的溶液中加入适当试剂，与某一离子结合成为更难溶的物质，叫做沉淀的转化。例如，锅炉成分之一的硫酸钙，它既不溶于酸，又十分坚实，清楚起来很困难。通常采取加浓纯碱溶液的方法先使它转变成碳酸钙，然后再用酸碱法将后者除去。CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4这一反应所以能发生，是由于生成了更 难溶解的碳酸钙沉淀，碳酸钙沉淀的生产，降低了溶液中Ca2+，破坏了硫酸钙的溶解平衡，使硫酸钙溶解。沉淀转化的条件是KSP（生成物）KSP（反应物）。例如KSP CaSO4为2.410-5，而4.810-