无机化学第章酸碱平衡.ppt

第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡Acid-BaseEquilibrium 叶国东叶国东1第一页，编辑于星期五：九点 五十分。教学要求教学要求教学要求教学要求:掌握酸碱的定义和共轭酸碱对及其掌握酸碱的定义和共轭酸碱对及其K Ka a与与K Kb b的关系；的关系；水的电离及其水的电离及其K Kww 电离平衡，及各类一元弱酸弱碱溶液中电离平衡，及各类一元弱酸弱碱溶液中pHpH值计算的值计算的最简式最简式。两性物质。两性物质pHpH值计算的值计算的最简式。最简式。缓冲溶液的组成和性质，缓冲溶液的组成和性质，pHpH值计算。值计算。酸碱溶液酸碱溶液酸碱溶液酸碱溶液 pHpHpHpH的计算的计算的计算的计算 酸碱缓冲溶液酸碱缓冲溶液酸碱缓冲溶液酸碱缓冲溶液 应用应用应用应用重点：重点：重点：重点：2第二页，编辑于星期五：九点 五十分。第一节第一节 酸碱理论酸碱理论 发展历程：发展历程：1.石蕊氧元素(1746年，发现硫酸；1766年发现硝酸)氢元素(1811年戴维发现盐酸)2.酸碱的早期定义：酸：有酸味，能使蓝色石蕊变红 碱：碱：有涩味，使红色石蕊变蓝3.Arrhenius酸碱电离理论（1887）4.Bronsted-Lowry酸碱质子理论（1923）5.Lewis酸碱电子理论（1923）6.Usanovich正负论7.Pearson软硬酸碱理论（1963）3第三页，编辑于星期五：九点 五十分。Arrhenius酸碱电离理论酸碱电离理论酸：酸：凡是在水溶液中电离产生的阳离子都凡是在水溶液中电离产生的阳离子都是是H+的物质；的物质；碱：碱：电离产生的阴离子都是电离产生的阴离子都是OH-的物质。的物质。局限局限把酸和碱仅限于把酸和碱仅限于水溶液水溶液不能适应对许不能适应对许多非水溶液中酸多非水溶液中酸碱反应的解释。碱反应的解释。4第四页，编辑于星期五：九点 五十分。局限局限1.在没有水存在时，也能发生酸碱反应，例如氯化在没有水存在时，也能发生酸碱反应，例如氯化氢气体和氨气发生反应生成氯化铵，但这些物质氢气体和氨气发生反应生成氯化铵，但这些物质都未电离。都未电离。2.将氯化铵溶于液氨中，溶液即具有酸的特性，能与金将氯化铵溶于液氨中，溶液即具有酸的特性，能与金属发生反应产生氢气，能使指示剂变色，但氯化铵在属发生反应产生氢气，能使指示剂变色，但氯化铵在液氨这种非水溶剂中并未电离出氢离子。液氨这种非水溶剂中并未电离出氢离子。3.碳酸钠在水溶液中并不电离出氢氧根离子，但它碳酸钠在水溶液中并不电离出氢氧根离子，但它却是一种碱却是一种碱。(水解反应水解反应)5第五页，编辑于星期五：九点 五十分。一、酸碱质子理论一、酸碱质子理论(Theoryofacid-baseproton)(一一)酸碱的定义酸碱的定义酸：酸：凡是能给出质子的物质凡是能给出质子的物质（质子给予体质子给予体）碱：碱：凡是能接受质子的物质凡是能接受质子的物质（质子接受体质子接受体）酸酸 碱碱 +质子质子HClCl-+H+HAcAc-+H+H2OOH-+H+H3PO4H2PO-4+H+H2PO-4HPO42-+H+Al(H2O)63+Al(H2O)5OH2+H+例：例：酸碱半反应分子酸分子酸两性物质两性物质离子酸离子酸6第六页，编辑于星期五：九点 五十分。共轭酸碱对共轭酸碱对酸酸酸酸 给出质子后余下的部分就是它的给出质子后余下的部分就是它的共轭共轭碱碱碱碱碱碱 接受质子后就成为它的接受质子后就成为它的共轭酸共轭酸注意：注意：注意：注意：质子理论中质子理论中无盐的概念无盐的概念无盐的概念无盐的概念，电离理论中的盐，在质子理论中，电离理论中的盐，在质子理论中都是离子酸或离子碱，如都是离子酸或离子碱，如NH4Cl中的中的NH4+是离子酸，是离子酸，Cl是离子是离子碱碱.(conjugated pair of acid-base)7第七页，编辑于星期五：九点 五十分。酸碱反应的实质酸碱反应的实质两个酸碱半反应两个酸碱半反应(halfreactionofacid-base)（也称共轭酸碱对）（也称共轭酸碱对）间的质子传递过程间的质子传递过程共轭酸碱对的半反应不能单独存在，完整的反应要写成：共轭酸碱对的半反应不能单独存在，完整的反应要写成：酸酸(1)碱碱(2)酸酸(2)碱碱(1)HCl酸酸(1)H2O碱碱(2)酸碱中和反应酸碱中和反应酸的电离反应酸的电离反应酸酸(2)碱碱(1)8第八页，编辑于星期五：九点 五十分。酸碱中和反应酸碱中和反应H H+H H+H H+盐的水解盐的水解H H+H H+H H+9第九页，编辑于星期五：九点 五十分。(二二)酸碱的强度酸碱的强度例如：例如：例如：例如：酸性：酸性：HClHAc；碱性：碱性：Cl-Ac-反应总是由较强的酸和碱向生成相对较弱的酸和碱的方向进行反应总是由较强的酸和碱向生成相对较弱的酸和碱的方向进行例如：例如：例如：例如：反应反应向右进行向右进行对同一种酸对同一种酸,在不同的溶剂中由于溶剂接受质子能力不同而显示出不同在不同的溶剂中由于溶剂接受质子能力不同而显示出不同的酸性。的酸性。例如：例如：例如：例如：HAc在水中表现为弱酸，而在液氨中表现为强酸在水中表现为弱酸，而在液氨中表现为强酸容易给出质子的酸是强酸，容易给出质子的酸是强酸，反之为弱酸反之为弱酸酸越强，其共轭碱越酸越强，其共轭碱越弱；碱越强，其共轭弱；碱越强，其共轭酸越弱酸越弱10第十页，编辑于星期五：九点 五十分。局限局限1.无法说明下列反应是酸碱反应：无法说明下列反应是酸碱反应：CaOSO3CaSO4在这个反应中在这个反应中SO3显然是酸，但它并未释显然是酸，但它并未释放质子；放质子；CaO显然是碱，但它并未接受质显然是碱，但它并未接受质子。子。2.又如实验证明了许多不含氢的化合物（它又如实验证明了许多不含氢的化合物（它们不能释放质子）们不能释放质子）如如AlCl3、BCl3、SnCl4都可以与碱发生反应，但酸碱质子理论无都可以与碱发生反应，但酸碱质子理论无法解释它们是酸。法解释它们是酸。11第十一页，编辑于星期五：九点 五十分。二、路易斯酸碱概念二、路易斯酸碱概念 (Lewisacid-basetheory)定义：凡能接受电子的叫酸，凡能提供电定义：凡能接受电子的叫酸，凡能提供电子的为碱。子的为碱。范围：范围：酸：所有阳离子以及中心原子电酸：所有阳离子以及中心原子电子结构未饱和的分子如：子结构未饱和的分子如：BFBF3 3 碱：所有阴离子和配体。碱：所有阴离子和配体。酸碱电子理论举例酸碱电子理论举例BFBF3 3 :NH :NH3 3 BF BF3 3是酸是酸,NHNH3 3是碱是碱CuCu2+2+Zn=Cu+Zn+Zn=Cu+Zn2+2+CuCu2+2+是酸是酸,ZnZn作碱作碱KHKH2 2POPO4 4既可当酸又可作碱既可当酸又可作碱路易斯路易斯(LewisGN,1875-1946)美国物理化学美国物理化学家，曾获家，曾获英国皇家学会戴维奖章、英国皇家学会戴维奖章、瑞典科学院阿仑尼乌斯瑞典科学院阿仑尼乌斯奖章、美国吉布斯奖章奖章、美国吉布斯奖章等等酸碱的定义及范围酸碱的定义及范围第十二页，编辑于星期五：九点 五十分。实实实实质质质质：酸酸酸酸和和和和碱碱碱碱形形形形成成成成配配配配位位位位键键键键，生生生生成成成成酸酸酸酸碱碱碱碱加加加加合合合合物（包含了大多数的无机化合物）物（包含了大多数的无机化合物）物（包含了大多数的无机化合物）物（包含了大多数的无机化合物）酸碱反应酸碱反应13第十三页，编辑于星期五：九点 五十分。14第十四页，编辑于星期五：九点 五十分。优点优点以电子对的给出和接受来定义酸碱，体现以电子对的给出和接受来定义酸碱，体现了物质的本质属性，理论更为全面且广了物质的本质属性，理论更为全面且广泛。适用范围包括所有化学反应，所有泛。适用范围包括所有化学反应，所有化合物都是酸碱反应产物。化合物都是酸碱反应产物。局限局限范围太泛，无定量。范围太泛，无定量。15第十五页，编辑于星期五：九点 五十分。水合氢离子水合氢离子水的质子自递反应水的质子自递反应（H3O+常简写为常简写为H+）第二节第二节 水的质子自递平衡水的质子自递平衡纯水有微弱的导电能力纯水有微弱的导电能力16第十六页，编辑于星期五：九点 五十分。KKww可可可可rGmrGm求得求得求得求得HH2 2O(l)+HO(l)+H2 2O(l)HO(l)H3 3OO+(aq)+OH(aq)+OH(aq)(aq)rGmrGm -237.2 -237.2 -237.2 -157.3-237.2 -237.2 -237.2 -157.3(kJ/mol)(kJ/mol)17第十七页，编辑于星期五：九点 五十分。由电导等实验方法测得由电导等实验方法测得由电导等实验方法测得由电导等实验方法测得295K295K295K295K时时时时1 1 1 1升纯水仅有升纯水仅有升纯水仅有升纯水仅有10101010-7-7-7-7molmolmolmol水分子水分子水分子水分子电离，所以电离，所以电离，所以电离，所以 HHHH3 33 3O O O O+=OH=OH=OH=OH=1.0 =1.0 =1.0 =1.0 10 10 10 107 77 7 （mol/L)mol/L)mol/L)mol/L)由平衡原理由平衡原理由平衡原理由平衡原理,则则则则 K K K Kw ww w=H=H=H=H3 3 3 3O O O O+OHOHOHOH=1.0=1.0=1.0=1.01010101014 14 14 14(无量纲无量纲无量纲无量纲 )K K K Kw w w w为水的电离常数为水的电离常数为水的电离常数为水的电离常数 ，简称为水的离子积。意义为：一，简称为水的离子积。意义为：一，简称为水的离子积。意义为：一，简称为水的离子积。意义为：一定温度时，水溶液中定温度时，水溶液中定温度时，水溶液中定温度时，水溶液中HHHH+和和和和OHOHOHOH-之积为一常数。之积为一常数。之积为一常数。之积为一常数。18第十八页，编辑于星期五：九点 五十分。T/KKw2731.510-152917.410-152951.0010-142981.2710-143235.610-143737.410-13水的离子积常数Kw与温度T的关系K Kww随温度的增加，略有增加。这是因为电离为一吸随温度的增加，略有增加。这是因为电离为一吸热过程，故升温有利于电离，热过程，故升温有利于电离，K Kww应随温度的升应随温度的升高而增大；因平时溶液温度常在高而增大；因平时溶液温度常在298K298K左右，故可左右，故可视视K Kww为常数。为常数。19第十九页，编辑于星期五：九点 五十分。纯水时：纯水时：纯水时：纯水时：HH33OO+=OH=OH=1.010=1.01077（mol/dmmol/dm33)pH=-lgHpH=-lgH33OO+=7=pOH=7=pOH加入加入加入加入0.10mol/dm0.10mol/dm33强酸时，强酸时，强酸时，强酸时，OHOH=K=Kww/H/H33OO+=1.010=1.0101414/1.010/1.01011=1.010=1.0101313（mol/dmmol/dm33)加入加入加入加入0.10mol/dm0.10mol/dm33强碱时，强碱时，强碱时，强碱时，HH33OO+=K=Kww/OH/OH=1.010=1.0101414/1.010/1.01011=1.010=1.0101313（mol/dmmol/dm33)水溶液中水溶液中水溶液中水溶液中(纯水、或酸碱溶液），纯水、或酸碱溶液），纯水、或酸碱溶液），纯水、或酸碱溶液），HH33OO+和和和和OHOH 同时存在，同时存在，同时存在，同时存在，KKww是个常数。（酸溶液中也有是个常数。（酸溶液中也有是个常数。（酸溶液中也有是个常数。（酸溶液中也有OHOH，碱溶液中也有，碱溶液中也有，碱溶液中也有，碱溶液中也有HH33OO+）20第二十页，编辑于星期五：九点 五十分。溶液的酸碱性溶液的酸碱性酸的浓度：酸的浓度：酸的浓度：酸的浓度：酸性物质的物质的量浓度酸性物质的物质的量浓度c(或称分析浓度或称分析浓度)；酸的强度：酸的强度：酸的强度：酸的强度：酸给出酸给出H+能力的大小；能力的大小；酸度：酸度：酸度：酸度：溶液中溶液中H+的浓度，严格地说是的浓度，严格地说是指指H+的活度。的活度。溶液酸碱度的表示法溶液酸碱度的表示法pH=-lgc(H+)pOH=-lgc(OH-)pH+pOH=pKw=14pH7，碱性碱性21第二十一页，编辑于星期五：九点 五十分。c=1molL-1酸碱22第二十二页，编辑于星期五：九点 五十分。pH计测定计测定pH值值三、共轭酸碱对的三、共轭酸碱对的 和和 关系关系(1)NH4+H2ONH3+H3+O(2)NH3+H2ONH4+OH-(1)+(2):(1)+(2):23第二十三页，编辑于星期五：九点 五十分。多元弱酸：多元弱酸：24第二十四页，编辑于星期五：九点 五十分。25第二十五页，编辑于星期五：九点 五十分。例例 已知已知298K时时,H2S水溶液的水溶液的=1.310-7=7.110-15，求：求：S2-的的和和。解解同理可得：同理可得：26第二十六页，编辑于星期五：九点 五十分。第三节第三节 弱酸弱碱电离平衡弱酸弱碱电离平衡 (Solutions of monoprotic weak acids or bases)一、一元弱酸一、一元弱酸(或弱碱或弱碱)的电离平衡的电离平衡(一一)一元弱酸一元弱酸(HB)(HB)电离平衡的近似电离平衡的近似HH+的计算的计算推导推导27第二十七页，编辑于星期五：九点 五十分。1 1）某弱酸某弱酸HAHA，初始浓度，初始浓度C molC molL L-1-1 初始浓度初始浓度/mol/molL L-1 -1 c 0c 0 0 0 变化浓度变化浓度/molmolL L-1 -1 -x +x +x-x +x +x平衡浓度平衡浓度/mol/molL L-1 -1 c-x x xc-x x x最简式最简式28第二十八页，编辑于星期五：九点 五十分。同理：同理：一元弱一元弱碱碱(HB)(HB)电离平衡的近似电离平衡的近似 O OH H-的计算的计算最简式最简式:注意很多参考书给出注意很多参考书给出Ka近似式近似式：29第二十九页，编辑于星期五：九点 五十分。例例 计算分析浓度计算分析浓度c=0.040molL-1的一氯乙酸钠的一氯乙酸钠(CH2ClCOONa)水溶液的水溶液的pH。K K一氯乙酸一氯乙酸=1.4=1.41010-3-3解解必不可少必不可少30第三十页，编辑于星期五：九点 五十分。例例 计算分析浓度计算分析浓度0.20molL-1一氯乙酸一氯乙酸(CH2ClCOOH)水溶液的水溶液的pH，已知酸已知酸=1.410-3。解解=0.20molL-11.410-3/1molL-1=2.8010-4用用近似式近似式近似式近似式进行计算：进行计算：c(Hc(H+)=0.016molL=0.016molL-1-1pH=1.79pH=1.79用用近似式近似式近似式近似式31第三十一页，编辑于星期五：九点 五十分。二、二、多元酸溶液的多元酸溶液的pHpH计算计算(不考不考)(CalculatingpHforsolutionsofpolyproticacids)三、两性物质三、两性物质(HA(HA-)溶液溶液pHpH的计算的计算质子条件质子条件质子条件质子条件:H:H2 2A+HA+H+=A=A2-2-+OH+OH-精确表达式精确表达式:带入平衡关系式带入平衡关系式:32第三十二页，编辑于星期五：九点 五十分。若若若若:K Ka1a1K Ka2a2,HA,HA-c c(HA)(HA)(5%,5%,p pK Kaa3.2)3.2)又又又又 K Ka2a2c c(HA(HA-)20)20K Kww,则得则得则得则得近似式近似式近似式近似式:如果如果c(HA-)/Ka120,则则“1”可略可略,得得最简式最简式:(若若c/Ka120,Ka2c20Kw,即使即使Ka1,Ka2相近相近,也可使用最简式计算也可使用最简式计算)33第三十三页，编辑于星期五：九点 五十分。最简式最简式最简式最简式NaH2PO4Na2HPO4H3PO4Na3PO4Ka1Ka2Ka3NaH2PO4Na2HPO4Na3PO4H3PO4两性物质还包括两性物质还包括:NH4Ac34第三十四页，编辑于星期五：九点 五十分。解解=1.010=1.010-7-7molLmolL-1-1pH=7.00pH=7.00例例 求求0.010molL-1NH4Ac水溶液的水溶液的pH。35第三十五页，编辑于星期五：九点 五十分。HAc2d甲基橙甲基橙少许少许NaAc固体固体一、同离子效应（一、同离子效应（commonioneffect）在弱酸或弱碱溶液中，在弱酸或弱碱溶液中，加入含有加入含有相同离子相同离子的的电解质，解离度电解质，解离度减减小。小。四、酸碱电离平衡的移动四、酸碱电离平衡的移动 在弱电解质溶液中加入具有相同离子的易在弱电解质溶液中加入具有相同离子的易溶强电解质时，使弱电解质解离度降低的现溶强电解质时，使弱电解质解离度降低的现象。象。36第三十六页，编辑于星期五：九点 五十分。起始浓度起始浓度c00平衡浓度平衡浓度c-H+H+H+红色红色加入加入NaAc:Ac-增大增大平衡左移：平衡左移：平衡左移：平衡左移：H+减小，减小，减小，酸度减小减小，酸度减小橙色橙色37第三十七页，编辑于星期五：九点 五十分。例例 计算：计算：(1)0.10molL-1HAc溶液的溶液的c(H+)和解离度和解离度；(2)如果在上述溶液中加入如果在上述溶液中加入NaAc，使其浓度也为使其浓度也为0.10molL-1，则溶液的则溶液的c(H+)和解离度和解离度又为多少？又为多少？已知已知:(HAc)=1.7610-5。解解(1)未加入未加入NaAc时，是单一的时，是单一的HAc体系体系=1.3%=1.3%c(H+)=0.10molL-11.3%=1.3101.310-3-3molLmolL-1-1(2)加入加入NaAc后：后：c(H+)c(A-)设：此时设：此时c(H+)为为xmolL-138第三十八页，编辑于星期五：九点 五十分。初始浓度：初始浓度：0.0100.10平衡浓度：平衡浓度：0.10-xx0.10+x同离子效应同离子效应c(HAc)=(0.01x)molL-10.10 molL-1c(Ac)=(0.10+x)molL-10.10molL-1x=c(H+)=1.76101.7610-5-5molLmolL-1-1=1.76101.7610-4-439第三十九页，编辑于星期五：九点 五十分。二、盐效应二、盐效应在弱酸或弱碱溶液中加入在弱酸或弱碱溶液中加入不不含有含有相同离子相同离子相同离子相同离子的电解质，使弱的电解质，使弱酸或弱碱的酸或弱碱的解离度解离度解离度解离度 增大增大的现象，称为异离子效应（盐效的现象，称为异离子效应（盐效应）。应）。例：1L0.10molL-1HAc溶液：溶液：=1.3%加入加入0.10molNaCl后：后：=1.8%在发生同离子效应同时，总伴随着异离子效应在发生同离子效应同时，总伴随着异离子效应 但同离子效应往往比异离子效应大得但同离子效应往往比异离子效应大得 一般情况下主要考虑同离子效应一般情况下主要考虑同离子效应注意：40第四十页，编辑于星期五：九点 五十分。三、稀释作用三、稀释作用解离度解离度=n已解离的电解质已解离的电解质n总总起始浓度起始浓度c00平衡时解离了平衡时解离了x平衡浓度平衡浓度c-x x x c-c c c 41第四十一页，编辑于星期五：九点 五十分。弱酸：弱酸：5%1-1稀释定律稀释定律运用稀释定律时，必须是运用稀释定律时，必须是单独的一元弱酸（碱）单独的一元弱酸（碱）体体系，因系，因为只有此情况下平衡浓度为只有此情况下平衡浓度c=c(H3+O)=c(A-)。一元弱酸（碱）经稀释后，虽然解离度一元弱酸（碱）经稀释后，虽然解离度增大增大，但，但是溶液是溶液中的中的c(H+)或或c(OH-)不是升高了，而是不是升高了，而是降低降低了，了，这是因为稀这是因为稀释时释时增大的倍数总是小于溶液稀释的增大的倍数总是小于溶液稀释的倍数。倍数。42第四十二页，编辑于星期五：九点 五十分。pH对药物的水解及氧化降解速率有重要影响。如阿司匹林在pH=2-3的水解速率最小，而在Ph4以上降解速度显著增加。盐酸吗啡注射液在pH 3-4稳定，在近中性时立即氧化。H+，OH-对药物降解的催化作用称为特殊酸碱催化(specific acid-base catalysis)脂溶性物质因可溶于生物膜的类脂质中而扩散，故较易吸收；小分子的水溶性物质可自由通过生物膜的膜孔而扩散而被吸收；而如硫酸钡，它既不溶于水又不溶于脂肪，虽大量口服也不致引起吸收中毒，故可用于胃肠造影。离子型药物被限制在膜一侧，不可自由穿透，称为离子障（ion trapping）,非离子型即分子型脂溶性好，可自由穿透43第四十三页，编辑于星期五：九点 五十分。44第四十四页，编辑于星期五：九点 五十分。非解离型药物可被转运，故酸性有机药物如水杨酸类、巴比妥类，在酸性的胃液中不离解，呈脂溶性，故在胃中易于吸收。而碱性有机药物如生物碱类，在胃液中大部分离解，故难以吸收，到肠内碱性环境中才被吸收。改变吸收部位环境的pH，使脂溶性药物不离解部分的浓度提高时，吸收就会增加，例如用碳酸氢钠使胃液pH升高时，可使碱性药物在胃中的吸收增加，而酸性药物的吸收则减少。45第四十五页，编辑于星期五：九点 五十分。第四节第四节 缓冲溶液缓冲溶液加少量酸或碱或稍加稀释，溶液的加少量酸或碱或稍加稀释，溶液的pH不易不易发生变化发生变化 缓冲溶液：缓冲溶液：(Buffersolutions)46第四十六页，编辑于星期五：九点 五十分。一、缓冲溶液的组成和作用原理一、缓冲溶液的组成和作用原理 由弱酸（碱）及其共轭碱（酸）组成由弱酸（碱）及其共轭碱（酸）组成例：例：例：例：HAc-Ac-，NH3-NH4+，H2CO3-HCO-3，H2PO-4-HPO42-较高浓度的强酸或强碱溶液较高浓度的强酸或强碱溶液 两性物质水溶液两性物质水溶液例：例：例：例：NaH2PO4、Na2HPO4组成组成 作用原理作用原理 NaAcNa+Ac-加强酸加强酸加强酸加强酸：Ac-起抗酸作用，称为抗酸成分起抗酸作用，称为抗酸成分加强碱加强碱加强碱加强碱：HAc起抗碱作用，称为抗碱成分起抗碱作用，称为抗碱成分稀释稀释稀释稀释：一方面降低了溶液的一方面降低了溶液的H+浓度，另一方面解离度增加，同离浓度，另一方面解离度增加，同离子效应减弱，使平衡向增大子效应减弱，使平衡向增大H+浓度的方向移动，溶液的浓度的方向移动，溶液的pH值基本不值基本不变。变。47第四十七页，编辑于星期五：九点 五十分。pH加入加入0.010molHCl加入加入0.010molNaOHpHpHPHpH纯纯H2O7.002.005.0012.005.00NaCl水溶液水溶液7.002.005.0012.005.00HAc-NaAc混混合水溶液合水溶液4.744.650.094.830.09表表6-1 6-1 少量强酸、强碱对不同溶液少量强酸、强碱对不同溶液pHpH值的影响值的影响（忽略体积变化的影响）（忽略体积变化的影响）48第四十八页，编辑于星期五：九点 五十分。二、缓冲溶液二、缓冲溶液pH的计算的计算以以HAc-NaAc缓冲溶液为例：缓冲溶液为例：缓冲溶液为例：缓冲溶液为例：开始：开始：c酸酸c碱碱平衡：平衡：c酸酸-xxc碱碱-x同离子效应：同离子效应：同离子效应：同离子效应：c(HAc)=c(弱酸弱酸)-c(H+)c(弱酸弱酸)c(Ac-)=c(共轭碱共轭碱)+c(H+)c(共轭碱共轭碱)49第四十九页，编辑于星期五：九点 五十分。或：或：或：或：50第五十页，编辑于星期五：九点 五十分。例例 在在20mL0.20molL-1氨水中，加入氨水中，加入20mL0.10molL-1HCl，求此混合液的求此混合液的pH值。值。已知：已知：（NH3）=1.7610-5解解HCl与与NH3反应生成反应生成NH4+NH4+和剩余的和剩余的NH3组成缓冲溶液组成缓冲溶液pH=9.2551第五十一页，编辑于星期五：九点 五十分。补充：缓冲容量和缓冲范围补充：缓冲容量和缓冲范围 缓冲容量缓冲容量 1L缓冲溶液缓冲溶液pH值改变值改变1个单个单位时，所需加入一元强酸或一元强位时，所需加入一元强酸或一元强碱物质的量。碱物质的量。缓冲容量缓冲容量的影响因素的影响因素 总浓度：总浓度：总浓度：总浓度：c(总总)=c(弱酸弱酸)+c(共轭碱共轭碱)或或=c(弱碱弱碱)+c(共轭酸共轭酸)缓冲比一定时缓冲比一定时,c(总总)，缓冲比：缓冲比：总浓度相等时总浓度相等时,缓冲比越接近缓冲比越接近1 52第五十二页，编辑于星期五：九点 五十分。缓冲容量与总浓度的关系缓冲容量与总浓度的关系缓冲液缓冲液c总总/molL-1cAc-/molL-1cHAc/molL-1缓冲比缓冲比/molL-1pH-1I0.200.100.1010.44II0.0400.0200.02010.023缓冲容量与缓冲比的关系缓冲容量与缓冲比的关系缓冲液缓冲液cAc-/molL-1cHAc/molL-1缓冲比缓冲比c总总/molL-1/molL-1pH-1I0.0050.095 1:19 0.100.011II0.0100.0901:90.100.021III0.0500.0501:10.100.058IV0.0900.0109:10.100.021V0.0950.00519:10.100.01153第五十三页，编辑于星期五：九点 五十分。缓冲范围缓冲范围 1:10c(酸酸):c(碱碱)20K20Kw w和和c/Kc/Ka a500500。其计算误差。其计算误差 5%5%。77第七十七页，编辑于星期五：九点 五十分。缓冲溶液是由足够浓度的共轭酸碱对组缓冲溶液是由足够浓度的共轭酸碱对组成，其中共轭酸为抗碱成分，共轭碱为抗酸成，其中共轭酸为抗碱成分，共轭碱为抗酸成分。当加入少量强酸或强碱时，抗酸成分成分。当加入少量强酸或强碱时，抗酸成分和抗碱成分通过弱酸或弱碱的解离平衡移动和抗碱成分通过弱酸或弱碱的解离平衡移动来稳定溶液的来稳定溶液的pHpH 缓冲溶液缓冲溶液pHpH的计算式为：的计算式为：78第七十八页，编辑于星期五：九点 五十分。缓冲容量缓冲容量 是衡量一个缓冲溶液缓冲能是衡量一个缓冲溶液缓冲能力大小的尺度，它取决于缓冲溶液的总浓度力大小的尺度，它取决于缓冲溶液的总浓度和缓冲比。当缓冲比相同时，缓冲比愈接近和缓冲比。当缓冲比相同时，缓冲比愈接近 1 1，缓冲容量愈大。当缓冲比等于，缓冲容量愈大。当缓冲比等于 1 1 时，时，缓冲容量缓冲容量 最大，当缓冲比相同时，缓冲对最大，当缓冲比相同时，缓冲对的总浓度愈大，缓冲容量也愈大。的总浓度愈大，缓冲容量也愈大。79第七十九页，编辑于星期五：九点 五十分。缓冲溶液的理论缓冲范围为缓冲溶液的理论缓冲范围为pKa1pKa1。缓冲溶液的配缓冲溶液的配制可按表配制，也可采用弱酸制可按表配制，也可采用弱酸(碱碱)+)+共轭碱共轭碱 (酸酸)、弱酸、弱酸(过量过量)+)+强碱或弱碱强碱或弱碱(过量过量)+)+强酸强酸配制。配制。人体血液是一个缓冲溶液，存在多种缓冲对。其中人体血液是一个缓冲溶液，存在多种缓冲对。其中最为重要的是最为重要的是HCOHCO3 3-H-H2 2COCO3 3，它在血液中的，它在血液中的浓度最高，缓冲能力最大，在维持血液正常浓度最高，缓冲能力最大，在维持血液正常 pH(7.35pH(7.357.45)7.45)过程中发挥着重要的作用。过程中发挥着重要的作用。80第八十页，编辑于星期五：九点 五十分。