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Weak Acid Titration : Equivalence point when titrating a weak acid
相關課程
- 假設有一瓶水溶液
- 其中含有弱酸
- 弱酸 我們已經講過幾次了
- 它的解離達到平衡
- 所以它處於平衡狀態
- 我標上溶液
- 然後它是個弱酸
- 其中A可能是 其他的基團
- 它可能是弱酸的共轭堿
- 所以這和一些氫離子處於平衡狀態
- 所以這會生成一些氫離子
- 但是周圍也會有一些這個
- 加上它的共轭堿
- 是A-
- 水溶液中
- 就像我們滴定強酸一樣
- 先測一下pH
- 我會畫在這裡
- 實際我想畫高一點
- 在這裡吧
- 我標上尺度
- 這裡是0
- 假設這裡是7
- 那這裡是14
- 那麽測得溶液的
- 初始pH…
- 假如有1L
- 設有1L的溶液
- 我不知道它的濃度
- 不過假設初始測得
- 測量之後說
- 它的pH是… 我也不知道 可能在這兒
- 比如說它的pH是3
- 所以它是酸性的 不是非常酸
- 但還是酸性的
- 那麽它的pH是3
- 在左邊的整個坐標
- 表示pH值 和上集一樣
- 這是pH
- 越向上pH值越高
- 這是初始值
- 現在來滴定弱酸
- 就像滴定強堿的那樣
- 而通常這樣做的時候…
- 我是說 理論上你可以用任何東西滴定
- 但是通常滴定
- 如果滴定酸
- 無論強弱
- 都用強堿滴定
- 如果滴定堿
- 無論強弱
- 反應劑 或者你要滴加的東西
- 就會是強酸
- 那麽現在
- 雖然我們要滴定的
- 是弱酸
- 但我們會用強堿滴定
- 那麽我們還是用氫氧化鈉吧
- 氫氧化鈉(NaOH)
- 爲了讓題目有趣點
- 讓算術有趣點
- 我們假設溶液是0.5mol/L
- 然後我們會
- 每次加入100mL
- 就是0.1L
- 但有趣的是
- 曲線的形狀
- 或者說滴定曲線 或pH曲線
- 那是什麽呢？ 我寫下NaOH的遊離
- 這樣你就有概念了
- NaOH 氫氧化鈉
- 我上集中提到過
- 它在水中完全水解
- 就變成Na+…
- 當然是溶液中的
- 加上OH-
- 所以加入一點之後
- 比如說加入…
- 這是0.5mol/L溶液 加入100mL
- 相當於0.1L
- 0.5mol/L 是物質的量濃度
- 那就是
- 我要加入0.5mol的這個
- 實際上是氫氧根
- 每升溶液中有0.5mol的
- 氫氧根離子
- 那麽0.1L裏
- 也就是說有多少？
- 會有一半的它
- 所以是1/20 或者說0.05mol
- 那麽假設這個點表示100mL
- 我已經加入了100mL的溶液
- 其中有0.05mol的OH-
- 因爲 要記得
- 可以說是0.5mol的它
- 但是只要在溶液中
- 它都會完全水解生成它
- 所以如果有0.5mol的這個
- 實際上就是有0.5mol的這個
- 這個會完全以這個形式存在
- 因爲它是個強堿
- 如果我有0.5mol的這個
- 放進水溶液中
- 會發生什麽？
- 它會開始吸收
- 一些氫離子
- 所以它會增加pH值
- 而且會持續增加
- 對嘛？
- 而這個是個緩衝溶液
- 並且這是個要注意的關鍵
- 這個會把它部分反應掉
- 但這是緩衝溶液
- 這是個弱酸
- 它處於平衡狀態
- 所以它有逆反應
- 變成酸的形式
- 所以當你開始通過加入強堿
- 來降低氫濃度 來吸收它
- 結果會怎樣？
- 這個反應會
- 向這個方向進行來補充
- 甚至幾乎恢復
- 它不會和原來的完全一樣
- 但是它會
- 減緩平衡的移動
- 所以將會出現的是
- 弱酸的濃度
- 會變小
- 這會努力補充它
- 但每次反應向這個方向進行
- 這個就會增加
- 對嗎？ 要記住 沒有東西會
- 吸收這個共轭堿 對吧？
- 我們只吸收了氫離子
- 隨著吸收的氫離子越來越多
- 這個反應會不斷
- 朝右進行
- 隨著它不斷
- 向右進行
- 我們加入越來越多的堿
- 堿反應掉了更多的這個
- 所以實際上堿反應掉這個的時候
- 其實它反應掉的是這個――
- 或者說反應掉了它的一半
- 反應掉了H+部分
- 因爲這個轉化成了這個
- 然後它被試劑吸收掉了
- 或者說強堿
- 最後這些全部變成右邊這樣
- 也就是共轭堿
- 那麽在某一時刻
- 當我們加入了和這個
- 正好等量的OH-
- 這個加上氫離子
- 當所有的氫被吸收了之後
- 會發生什麽？
- 呐 剛超過這點時
- 如果你再加入堿
- 溶液就開始變堿性了
- 它會讓pH值飛漲
- 因爲你加入了OH-
- 而且它們不會被氫
- 中和掉
- 也沒有東西可以補充氫
- 這時反應曲線變化大
- 當加入了足夠的氫氧化鈉
- 以至於完全中和掉這個和這個
- 我們剩下的就只有它了
- 你可能會說 噢 現在pH等於7
- 因爲所有的酸都被中和掉了
- 但這和之前強堿的情況不同
- pH值不等於7
- 因爲這裡 消耗氫的同時
- 共轭堿不斷增加
- 記住 它是真正的堿
- 它其實有堿性
- 如果這是一個強酸
- 如果這是氫氯酸(HCl)
- 這裡會剩下氯離子(Cl+)
- 但是氯離子 雖然它是個共轭堿
- 但是它沒有堿性
- 它不會增加溶液的pH值
- 而這個
- 卻會增加溶液的pH值
- 就像前面的影片一樣
- 所以一旦所有的這個都被吸收
- 在等當點
- 或者是當
- 它的莫耳數等於
- 這個的莫耳數時
- pH值會很高
- 所以它會出現在這裡
- 然後隨著加入越來越多的試劑
- 或者說強堿
- pH值會變得越來越高
- 會接近14 或者更大
- 所以滴定曲線會是
- 這個樣子的
- 再回來
- 看看曲線上最陡的一點
- 在這裡
- 你會說 好啦 這個就是等當點啦
- 那就是這時
- 等量的氫氧根
- 吸收掉所有氫
- 同時也消滅了這個
- 可以提供氫的物質
- 那麽觀察你的等當點
- 你會說 嗯
- 如果那個等當量點就是在我加了...
- 我也不知道
- 可能是加入了
- 2L試劑的時候
- 那麽你加了2L試劑
- 堿試劑 這裡
- 或者說標準溶液
- 或滴定劑
- 我覺得那是它的另一個名字
- 加入的是多少莫耳？
- 呐 2L 0.5mol/L的溶液
- 那就是加了1mol
- 所以這裡 你加入了1mol的OH-
- 當加了1mol的OH-時
- 就已經吸收掉了所有的這個
- 所以肯定也有1mol的它
- 因此這裡
- 初始濃度
- 我是說 可以說
- HA的濃度
- 加上初始平衡時的氫濃度
- 等於1mol/L
- 在大多數化學課中
- 這個值要遠遠大於
- 大多數弱酸的這個值
- 你可以查一查
- 因爲如果你查了
- 某些弱酸的pKa值
- 你會發現這是
- 好吧我不想講計算
- 但是這個數值會小很多
- 所以實際上這能表示
- 表示弱酸的初始濃度
- 所以如果堅持滴定
- 找出反曲點
- 假設你發現 反曲點正好在
- 加入了1L滴定劑時出現
- 也就是1mol
- 所以在方程中一定有
- 1mol的原來的酸
- 另一個有趣的現象
- 那麽如果你覺得
- 方程中有1mol的原來的酸
- 初始是1mol/L
- 滴定之前
- 如果這是1L的溶液…
- 這是1mol 不是1mol/L
- 但是如果已知是1L的溶液
- 我知道原來1L溶液中有1mol
- 因此物質的量濃度是1M
- 現在我們來看看別的
- 堿遊離的另外一個有趣的現象
- 我還是下一次講好了
- 因爲我覺得這個有點長
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