【教学课件】第四章非水酸碱滴定法.ppt

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1、第四章 非水酸碱滴定法,为什么要进行非水滴定？（1）大部分有机化合物难溶于水；（2）弱酸、弱碱的解离常数小于10-8时，不能满足目视直接滴定的要求，在水溶液中不能直接滴定；（3）当弱酸和弱碱并不很弱时，其共轭碱或共轭酸在水溶液中也不能直接滴定。,第一节 概述,非水滴定法：在非水溶液中进行的滴定分析法非水酸碱滴定法：在非水溶液中进行的酸碱滴定法,两种酸碱滴定法对比 1以水为溶剂的酸碱滴定法的特点：优点：易得，易纯化，价廉，安全 缺点：当酸碱太弱，无法准确滴定 有机酸、碱溶解度小，无法滴定 强度接近的多元或混合酸碱无法分步或分别滴定 2非水酸碱滴定法的特点 非水溶剂为滴定介质增大有机物溶解度 改变

2、物质酸碱性 扩大酸碱滴定范围,（一）溶剂的离解性（二）溶剂的酸碱性（三）溶剂的极性（四）均化效应和区分效应,第二节 溶剂的性质与作用,（一）溶剂的离解性,注：溶剂的酸性或碱性强弱分别由两对共轭酸碱对决定 每一对共轭酸碱对中，酸越强，其对应的共轭碱越弱,溶剂的质子自递常数或离子积,溶剂固有酸常数,溶剂固有碱常数,溶剂自身离解常数,注：Ks值是非水溶剂的重要特性，可以了解酸碱滴定反应的完全 程度以及混合酸碱有无连续滴定的可能性,滴定反应常数,质子性溶剂中的酸碱滴定反应：,结论 KaSH 或KbSH为定值，衡量溶剂授受质子能力的大小 KaSH 或KbSH，Ks，Kt，滴定反应完全程度 Ks对滴定突跃

3、的影响：Ks，滴定单一组分的pH 滴定准确度,SH2+S-2 SH,溶剂合质子,溶剂阴离子,强酸,强碱,例：,水溶液（Kw=1.010-14）NaOH（0.1000mol/L）HCL（0.1000mol/L）pH=4.3 9.7，pH=5.4乙醇溶液中（Ks=1.010-19.1）C2H5ONa（0.1000mol/L）HCL（0.1000mol/L）pH*=4.3 14.8，pH*=10.5 滴定突跃范围,水溶液中 H2O+H2O H3O+OH-,醋酸溶液中 HAC+HAC H2AC+AC-,乙醇溶液中 C2H5OH+C2H5OH C2H5OH+C2H5O-,（二）溶剂的酸碱性,1.酸HA溶

4、在溶剂SH中：,注：HA的表观酸度决定于HA的固有酸度和溶剂的固有碱度 溶剂SH碱性越强，反应越完全，HA的酸性越强,酸 HA H+A-碱 SH+H+SH2+离解平衡反应 HA+SH SH2+A-,HA固有酸常数,溶剂固有碱常数,HA在溶剂中表观酸常数,例：HCL在H2O 中的酸性在HAc中的酸性（H2O的碱性HAc）,续前,2.碱B溶在溶剂SH中,注：B的表观碱度决定于B的固有碱度和溶剂的固有酸度 溶剂SH酸性越强，反应越完全，B的碱性越强,碱 B+H+BH+酸 SH H+S-离解平衡反应 B+SH S-+BH+,B固有碱常数,溶剂固有酸常数,B在溶剂中表观碱常数,例：NH3在HAc中的碱性

5、在H2O中碱性（HAc的酸性H2O）,续前,结论,物质的酸碱性强弱与其自身授受质子能力及溶剂 授受质子能力有关；碱性溶剂使弱酸的酸性增强，酸性溶液使弱碱的碱性增强；溶剂的酸碱性影响滴定反应的完全度。,（三）溶剂的极性,介电常数：表示带相反电荷的质点在溶液中离解 所需能量的大小,结论：溶剂极性，f，能量，越易于解离，酸性,电离：酸、碱同溶剂间发生质子转移，静电引力作用下形成离子对离解：离子对在溶剂作用下分开，形成溶剂合质子或溶剂阴离子,库仑定律,不带电酸碱,例：HAc在水(=80.37）中比在乙醇(=25）中酸性强,续前,没有离子对的生成，离解过程不受的影响,NH4+在水中的溶解度与在乙醇中的差

6、不多同为两性溶剂，乙醇的质子自递常数比水大滴定反应更完全 乙醇中可用强碱准确滴定NH4+,带电荷酸碱,NH4+SH NH3SH2+NH3+SH2+,（四）均化效应和区分效应,1均化效应（拉平效应）,均化效应：能将酸或碱的强度调至溶剂合质子（或溶剂阴离子）强度水平的效应均化性溶剂：具有均化效应的溶剂,HCLO4+H2O H3O+CLO4 H2SO4+H2O H3O+SO42 HCL+H2O H3O+CL HNO3+H2O H3O+NO3,注：在稀的水溶液中，四种酸的强度几乎相等 四种酸在水中全部解离，碱性较强的H2O可全部接受其质子，定量生成H3O+，更强的酸在水溶液中都被均化到H3O+水平,续

7、前,2区分效应,区分效应：能区分酸碱强弱的效应区分性溶剂：能区分酸碱强弱的效应的溶剂,HCLO4+HAc H2Ac+CLO4 H2SO4+HAc H2Ac+SO42 HCL+HAc H2Ac+CL HNO3+HAc H2Ac+NO3,注：在HAc溶液中，四种酸的强度不相等 HAc碱性H2O，无法全部接受四种酸离解出的质子生成 H2Ac+，表现出酸性差别,例：HCL+H2O H3O+CL HAc+H2O H3O+Ac,例：HCL+NH3 NH4+CL HAc+NH3 NH4+Ac,H2O为HCL和HAc的 区分性溶剂,NH3为HCL和HAc的 均化性溶剂,讨论,（2）在拉平溶剂中 溶剂中唯一存在

8、的最强酸是溶剂合质子SH2+或H3O+溶剂中唯一存在的最强碱是溶剂合阴离子S-或OH,（3）酸性溶剂是溶质酸的区分性溶剂，是溶质碱的 均化性溶剂 碱性溶剂是溶质碱的区分性溶剂，是溶质酸的 均化性溶剂,讨论,（4）非质子性溶剂是良好的区分性溶剂（无明显的 质子授受现象，无均化效应）,（5）利用均化效应测混合酸(碱)的总含量 利用区分效应测混合酸(碱)各组分的含量,注：利用非水滴定法的特点，进行原来在水中无法 进行的酸碱滴定反应，从而使滴定范围扩大,一、非水溶剂的分类：,A.质子性溶剂：具有较强的授受质子能力的溶剂 1)酸性溶剂 2)碱性溶剂 3)两性溶剂B.非质子性溶剂：溶剂分子中无转移性质子的

9、溶剂 1)偶极亲质子性溶剂 2)惰性溶剂C.混合溶剂,第三节 溶剂的分类和选择,酸性溶剂：具有较强的给出质子能力的溶剂,例如：甲酸，醋酸，丙酸，硫酸,特点：酸性H2O，碱性H2O适用：滴定弱碱性物质作用：酸性介质，能增强被测碱的强度,HAc+HAc H2 Ac+Ac-,碱性溶剂：具有较强的接受质子能力的溶剂,例如：乙二胺，乙醇胺，丁胺,适用：滴定弱酸性物质作用：碱性介质，能增强被测酸的强度,H2NCH2CH2NH2+H2NCH2CH2NH2 H2NCH2CH2NH3+H2NCH2CH2NH-,两性溶剂：既易给出质子、又易接受质子的 溶剂,例如：甲醇，乙醇，乙丙醇,特点：碱性、酸性与水相似（给出

10、质子、接受质子 两种能力差不多，与水相似）适用：滴定不太弱的酸性或碱性物质作用：中性介质，传递质子,CH3OH+CH3OH CH3OH2+CH3O-,偶极亲质子性溶剂（非质子亲质子性溶剂）：溶剂分子中无转移性质子，但具有较弱的接 受质子的倾向，且具有程度不同形成氢键的 能力,例：酮类，酰胺类，腈类，吡啶类,特点：具微弱碱性和弱的形成氢键能力；不具碱性适用：滴定弱酸性物质,惰性溶剂：溶剂分子中无转移性质子和接受 质子的倾向，也无形成氢键的能力,例：苯，甲苯，氯仿，四氯化碳）,特点：不参加酸碱反应适用：滴定弱酸性物质作用：常与质子溶剂混用，用来溶解、分散、稀释 溶质,混合溶剂：质子性溶剂与惰性溶剂

11、混合,例：冰醋酸-醋酐，冰醋酸-苯弱碱性物质滴定 苯-甲醇羧酸类的滴定 二醇类-烃类溶解有机酸盐、生物碱和高 分子化合物,特点：使样品易溶，滴定突跃，终点变色敏锐,二、非水滴定的条件选择溶剂的选择,选择原则：依据溶剂酸碱性对被测物酸碱性和对滴定反应的影响选择溶剂,1.溶剂的酸碱性对滴定反应程度的影响2.溶剂的选择原则3.常用溶剂,1.溶剂的酸碱性对滴定反应程度的影响,强碱滴定弱酸时选碱性溶剂,强酸滴定弱碱时选酸性溶剂,注：KT取决于溶剂固有酸度；KaSH，KT，反应程度越高,例：乙二胺的酸性H2O，常选乙二胺作为碱滴定酸的溶剂,注：KT取决于溶剂固有碱度；KbSH，KT，反应程度越高,例：HAc的碱性H2O，常选HAc作为酸滴定碱的溶剂,HA+S SH+A,SH2+B B H+SH,2.溶剂的要求,应对样品及滴定产物具有良好的溶解能力纯度应较高，若有水，应除去应能增强被测酸碱的酸碱度粘度度应小，挥发性小,3.常用溶剂 滴定酸时 选择碱性溶剂或偶极亲质子性溶剂 滴定碱时 选择酸性溶剂或惰性溶剂,1.某些酸类测定 如磺酸、羧酸、酚类、酰胺，某些含氮化物等；2.某些碱类测定 如脂肪族的伯胺、仲胺和叔胺、芳香胺类、环状结构中含有氮的化合物（如吡啶和吡唑）等。3.某些酸的混合物或碱的混合物的分别测定,第四节 非水滴定的应用,