Handbook of Acid-Base Indicators pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Sabnis, R. W.

出品人:

页数:416

译者:

出版时间:2007-10

价格:$ 282.44

装帧:

isbn号码:9780849382185

丛书系列:

图书标签:

• 酸碱指示剂
• 化学
• 分析化学
• 化学指标
• pH值
• 化学实验
• 实验室
• 化学参考书
• 科学
• 化学研究

化学分析的基石：酸碱滴定与指示剂应用指南 本书旨在为化学分析领域的研究人员、技术人员以及高年级学生提供一本全面、深入且实用的指南，重点阐述酸碱滴定分析的基础理论、关键技术、常用指示剂的选择与应用，以及现代仪器在酸碱分析中的整合应用。 本书严格聚焦于化学分析方法论本身，而不涉及特定的、已出版的专著内容，例如特定名称的《Handbook of Acid-Base Indicators》。 --- 第一部分：酸碱平衡理论与滴定基础 本部分内容构建了理解所有酸碱滴定分析的理论框架，内容详实且严谨，确保读者对反应机理有深刻的理解。 第一章：水溶液中的酸碱理论回顾与深化 本章首先回顾了布朗斯特德-洛瑞（Brønsted-Lowry）酸碱理论的核心概念，并引入了路易斯（Lewis）酸碱理论的更广义视角。重点在于对水溶液中平衡的深入分析，包括： 水的自偶电离与离子积常数 ($K_w$)： 详细讨论温度对 $K_w$ 的影响，以及在非标准温度下进行精确 pH 计算的方法。 酸和碱的强度定量化： 不仅仅是 $K_a$ 和 $K_b$，本章深入探讨了共轭酸碱对的相对强度关系，以及如何利用热力学数据（如 $Delta G$）来预测反应方向和平衡常数 $K$。 强酸强碱滴定： 详细推导强酸滴定强碱时，等效点前后 pH 值的精确计算公式，包括对体积变化和稀释效应的考量。 第二章：弱酸与弱碱滴定的复杂性 弱酸和弱碱的滴定是分析化学中的核心挑战。本章系统地解决了这些问题： 缓冲溶液理论： 深入阐述亨德森-哈塞尔巴尔赫（Henderson-Hasselbalch）方程的适用范围与局限性，并引入更精确的多质子酸/碱体系的平衡方程组求解方法。 单质子弱酸/碱滴定曲线的构建： 详细分析滴定曲线上三个关键区域——起始点、半当量点和等效点——的 pH 确定过程。特别强调等效点 pH 的计算，它依赖于水解平衡而非起始酸碱强度。 多质子酸碱的滴定： 针对例如磷酸或柠檬酸这类多质子酸，详细解析了分步滴定的条件，即确定每一步等效点的 pH 范围，并讨论了指示剂选择时需要考虑的 $pK_{a(n)}$ 值。 第三章：滴定误差与精密度控制 精确的分析结果依赖于对误差来源的识别与控制： 终点误差分析： 系统地分析了滴定体积误差、浓度误差和指示剂选择误差（即 $ ext{pH}_{ ext{终点}} eq ext{pH}_{ ext{等效点}}$ 导致的误差）。 滴定度的影响： 讨论了被测物浓度对滴定精度的影响，并给出了保证目标精密度所需的最小被测物量或最大滴定液体积的经验法则。 滴定操作标准化： 详细介绍了滴定管的正确选择、校准（包括温度校准）和使用技术，强调了滴定终点判断的“颜色恒定法”等标准化操作规范。 --- 第二部分：指示剂的原理、筛选与应用 本部分是本书的核心，专注于酸碱指示剂的内在机制、性能评估以及在复杂基质中的应用策略。 第四章：酸碱指示剂的结构与变色机理 本章深入探究指示剂分子本身，超越了简单的“变色点”描述： 显色团与分子结构： 讨论了酞菁（Phthalein）类、偶氮（Azo）类指示剂的分子结构特性，以及它们如何通过共振效应导致溶液颜色变化。 指示剂的酸碱平衡： 将指示剂视为一种弱酸（HIn），详细推导其变色范围的数学表达式 $[ ext{In}^-]/[ ext{HIn}] = K_{ ext{In}} cdot 10^{ ext{pH} - ext{pK}_{ ext{In}}}$，并解释了人眼对颜色变化的敏感性如何定义了“有效变色范围”。 指示剂的稳定性与寿命： 讨论了指示剂在强酸、强碱或光照条件下可能发生的不可逆降解反应，这对长期分析储存和重复实验的重要性。 第五章：指示剂的特性筛选与优化 如何从众多指示剂中为特定滴定选择最佳选项是关键技能： pK值匹配原则： 阐述了“指示剂的 $ ext{pK}_{ ext{In}}$ 应尽可能接近滴定体系的等效点 $ ext{pH}$”这一基本原则，并给出不同滴定类型（强酸对强碱、弱酸对强碱等）所需的 $ ext{pK}_{ ext{In}}$ 范围估算。 影响变色清晰度的因素： 不仅是 $ ext{pK}$ 值，本章还讨论了指示剂本身的浓度、溶液的背景颜色、待测物的颜色干扰对观察到的变色“清晰度”的影响。 混合指示剂的构建： 详细介绍如何通过精确配比两种或多种指示剂（如甲基红与亚甲基蓝的组合）来产生更尖锐、跨度更窄的颜色突变，实现对特定等效点的精确追踪。 第六章：非水溶剂中的酸碱滴定与特殊指示剂 在有机合成和材料科学中，许多物质不溶于水或自身是极弱的酸碱，需要采用非水滴定技术： 非水溶剂的酸碱性质： 分析了乙酸酐、丙酮等常用非质子溶剂和质子溶剂的性质，以及它们如何“增强”或“减弱”被测物质的酸碱性，从而影响滴定反应的完成度。 适用指示剂的选择： 讨论了在乙酸酐中滴定弱碱时，或在液氨中滴定有机酸时，所需指示剂的类型（通常是那些在极高或极低 pH 下依然稳定的指示剂）。 电化学方法作为替代： 简要介绍在非水体系中，电位法（电极电位测量）如何取代视觉指示剂判断终点，以应对有机溶剂对视觉判断的干扰。 --- 第三部分：电化学方法与现代实践 本部分将传统滴定方法与现代分析仪器相结合，展示了酸碱分析的精确化和自动化趋势。 第七章：电位法滴定（Potentiometric Titration） 电位法是消除指示剂主观判断误差的最有效手段： pH 电极的原理与维护： 详细讲解玻璃电极和参比电极的工作原理，以及温度补偿在电位测定中的关键作用。强调电极的正确活化、储存和校准程序对结果准确性的决定性影响。 滴定曲线的导数分析： 阐述如何通过计算一阶导数 ($Delta E / Delta V$) 和二阶导数 ($Delta^2 E / Delta V^2$) 来精确确定滴定等效点，特别是对于那些等效点坡度较小的弱酸弱碱体系。 数据采集与处理： 讨论现代自动滴定仪中，微处理器如何通过非线性最小二乘法拟合滴定数据点，以实现终点的自动识别和报告。 第八章：容量分析的自动化与质量保证 本章聚焦于实际实验室的效率和可靠性： 自动滴定系统的操作流程： 从试剂准备到自动终点识别的完整流程，包括蠕动泵的精确度、搅拌速率对局部浓度的影响等实际操作细节。 标准溶液的制备与标定： 详述了邻苯二甲酸氢钾 (KHP) 等一级标准物质的纯度确认，以及如何利用这些标准品来精确标定标准酸（如 HCl）和标准碱（如 NaOH）的实际浓度。 方法的验证与校准： 讨论分析方法验证（Method Validation）的关键参数，如线性、检出限、定量限、准确度和精密度，确保所有酸碱分析结果符合质量体系（如 ISO/GLP）的要求。 --- 总结： 本书为读者提供了一个从基础理论到尖端实践的完整路线图，它强调选择正确工具（指示剂或电极）匹配特定分析问题的核心思想。通过对酸碱平衡、指示剂化学和电化学测量的深入剖析，读者将能够设计和执行高精度的容量分析，并对复杂体系的滴定结果做出科学的判断。本书内容旨在成为分析化学实验室不可或缺的参考资料。

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