医用基础化学课件-第二章__电解质溶液.pptx

第二章第二章 电解质溶液电解质溶液第一节第一节强电解质溶液理论强电解质溶液理论第二节第二节酸碱质子理论酸碱质子理论第三节第三节酸碱溶液酸碱溶液pH的计算的计算本章学习要求本章学习要求v了解强电解质理论的基本内容了解强电解质理论的基本内容v掌握质子理论、共轭酸、共轭碱掌握质子理论、共轭酸、共轭碱的概念的概念v熟悉弱酸熟悉弱酸弱碱弱碱酸常数酸常数Ka碱常数碱常数Kb的概念的概念v熟练掌握酸碱熟练掌握酸碱pH值计算值计算第一节第一节 强电解质溶液理论强电解质溶液理论一、电解质和非电解质一、电解质和非电解质电解质：在水溶液中或在熔融状态下能导电解质：在水溶液中或在熔融状态下能导电的化合物电的化合物根据根据电离程度电离程度大小，可将电解质分为：大小，可将电解质分为：强电解质强电解质弱电解质弱电解质完全电离完全电离不完全电离不完全电离强酸、强碱、大多数盐强酸、强碱、大多数盐弱酸、弱碱、部分盐弱酸、弱碱、部分盐电离平衡电离平衡强电解质在水溶液中完全电离强电解质在水溶液中完全电离弱电解质在水溶液中的电离是可逆的弱电解质在水溶液中的电离是可逆的HAcH2OAcH3O+电离平衡：电离平衡：正、逆反应速率相等正、逆反应速率相等时，弱电时，弱电解质分子和离子间达到的解质分子和离子间达到的动态动态平衡平衡解离度解离度解离度：电解质达到解离度：电解质达到电离平衡电离平衡时，时，已电离已电离的分子数的分子数和和原有的分子总数原有的分子总数之比之比解离度可通过测定电解质溶液的电导或依解离度可通过测定电解质溶液的电导或依数性来测定数性来测定影响解离度大小的因素影响解离度大小的因素本性：电解质的结构本性：电解质的结构外因：溶剂性质、溶液温度、溶液浓度外因：溶剂性质、溶液温度、溶液浓度电解质电解质解离度解离度HCl92%HNO392%NaOH84%NaCl84%KNO383%30%强电解质强电解质110-7molL-1，pH7，溶液呈溶液呈酸性酸性c(H+)110-7molL-1，pH7，溶液呈溶液呈中性中性c(H+)7，溶液呈溶液呈碱性碱性（二）酸碱质子传递平衡及其平衡常数（二）酸碱质子传递平衡及其平衡常数平衡时平衡时Ka：弱酸的质子传递平衡常数：弱酸的质子传递平衡常数酸的解离常数，简称酸常数酸的解离常数，简称酸常数Ka越大，酸给出质子的能力越强，酸越强越大，酸给出质子的能力越强，酸越强Kb：弱碱的质子传递平衡常数：弱碱的质子传递平衡常数碱的解离常数，简称碱常数碱的解离常数，简称碱常数Kb越大，碱接受质子的能力越强，碱越强越大，碱接受质子的能力越强，碱越强（三）共轭酸、碱常数的关系（三）共轭酸、碱常数的关系25C时，时，酸常数与碱常数之积即为水的离子积常数 酸的酸常数越大，该酸酸性越强，而其共轭碱的碱常数越小，碱的碱性越弱；反之亦然多元弱酸（碱）在水中多元弱酸（碱）在水中 的质子传递反应的质子传递反应特点：特点：在水溶液中的解离是分步进行的在水溶液中的解离是分步进行的Ka1Ka2Ka3Kb1=Kw/Ka3=2.0910-2Kb2=Kw/Ka2=1.6110-7Kb3=Kw/Ka1=1.4410-12思考题：思考题：弱酸的弱酸的Ka越大，给出质子能力越强，越大，给出质子能力越强，酸性越强，则溶液的酸度也越强。酸性越强，则溶液的酸度也越强。酸酸(HA)的浓度：的浓度：c(HA)单位体积中含有酸单位体积中含有酸(HA)总的物质的量。总的物质的量。酸度：酸度：H3O+平衡时单位体积中游离的平衡时单位体积中游离的H3O+的物质的量。的物质的量。酸的强度：酸性酸的强度：酸性酸给出质子的能力酸给出质子的能力,越容易给出质子酸性越强。越容易给出质子酸性越强。酸的浓度、酸度和酸的强度酸的浓度、酸度和酸的强度（四）质子传递平衡移动（四）质子传递平衡移动初始浓度初始浓度 c00平衡浓度平衡浓度c-c c c1.浓度对平衡移动的影响浓度对平衡移动的影响若若5%，则，则1-1稀释定律稀释定律温度一定时，解离度随溶液浓度减小而增大温度一定时，解离度随溶液浓度减小而增大2.同离子效应同离子效应NaAcNaAc-平衡移动方向平衡移动方向同离子效应使得弱酸或弱碱的解离度降低同离子效应使得弱酸或弱碱的解离度降低例题：例题：求求0.100molL-1HAc溶液的解离度溶液的解离度，如果在，如果在1.00L该溶液中加入固体该溶液中加入固体NaAc(不考虑溶液体积变化不考虑溶液体积变化)，使其，使其浓度为浓度为0.100molL-1，计算溶液的，计算溶液的H+和解离度。和解离度。(1)初始浓度初始浓度c=0.10000平衡浓度平衡浓度c-c c c(2)初始浓度初始浓度c=0.10000.100平衡浓度平衡浓度0.100H+H+0.100H+0.100H+0.100，0.100+H+0.100由由1.32%降为降为0.0174%，H+降低约降低约76倍。倍。利用同离子效应可以来控制溶液的利用同离子效应可以来控制溶液的pH值值3.盐效应盐效应盐效应使得弱酸或弱碱的解离度略有增加盐效应使得弱酸或弱碱的解离度略有增加第三节第三节酸碱溶液酸碱溶液pH的计算的计算一、强酸和强碱以及强、弱酸混合溶液一、强酸和强碱以及强、弱酸混合溶液（一）（一）强酸和强碱溶液强酸和强碱溶液强酸、强碱溶液的强酸、强碱溶液的pH值可直接求得值可直接求得（二）强、弱酸混合溶液（二）强、弱酸混合溶液强、弱酸混合溶液的强、弱酸混合溶液的pH值可直接根据强酸求出值可直接根据强酸求出例题：例题：求求1.010-8molL-1HCl溶液的溶液的pH值值解：水解离的解：水解离的H浓度为浓度为x molL-1。电离平衡时电离平衡时x+1.010-8xpH=6.97例题例题计算计算0.20molL-1HCl溶液和溶液和0.20molL-1HAc溶液等体积混合后溶液的溶液等体积混合后溶液的pH值。值。H+=0.1molL-1pH1二、一元弱酸或弱碱溶液二、一元弱酸或弱碱溶液平衡时平衡时cAH+H+H+cKa20Kw近似式近似式c/Ka500最简式最简式（一）（一）一元弱酸一元弱酸例题例题1.计算计算0.1molL-1HAc溶液的溶液的H+。cKa20Kwc/Ka500H+=1.32103molL-12.计算计算0.1molL-1NH4Cl溶液的溶液的H+。H+=7.4810-6molL-1（二）一元弱碱（二）一元弱碱cKb20Kw近似式近似式c/Kb500最简式最简式pHpKwpOH三、多元酸（碱）溶液三、多元酸（碱）溶液多元弱酸（碱）在水溶液中的质子传递反应多元弱酸（碱）在水溶液中的质子传递反应是是分步进行分步进行的的HS-=H+S2-H2S=H+HS-cKa120Kw，可忽略水的质子自递平衡，可忽略水的质子自递平衡Ka1/Ka2100，当作一元弱酸处理，当作一元弱酸处理例题：例题：计算计算0.10molL-1H2S溶液的溶液的H+、HS-和和S2-。cKa120Kwc/Ka1500H+=9.44105molL-1cKa120Kw，可忽略水的质子自递平衡，可忽略水的质子自递平衡Ka1/Ka2100，当作一元弱酸处理，当作一元弱酸处理HS-H+=9.44105molL-1HS-=H+S2-H2S=H+HS-解：解：结论：结论：多元弱酸多元弱酸Ka1Ka2Ka3，Ka1/Ka2100，当作一元弱酸处理当作一元弱酸处理多元弱酸第二步质子传递平衡所得的共轭多元弱酸第二步质子传递平衡所得的共轭碱的浓度近似等于碱的浓度近似等于Ka2，与酸的浓度关系不大。，与酸的浓度关系不大。该结论同样适用于多元弱碱该结论同样适用于多元弱碱例题：例题：计算计算0.10molL-1H3PO4溶液中各离子的浓度。溶液中各离子的浓度。Ka1:6.9210-3;Ka2:6.2310-8;Ka3:4.7910-13解解:Ka1/Ka2100，Ka1c(H3PO4)20Kw,c/Ka1=14.5500H2PO4H+HPO42Ka2OHKW/H+例题：例题：计算计算0.10molL-1Na2CO3溶液的溶液的pH。Ka1:4.4710-7;Ka2:4.6810-11Kb1=Kw/Ka2=2.1410-4Kb2=Kw/Ka1=2.2410-8解解:cKb120KwKb1/Kb2100c/Kb1500pH=14pOH=11.66四、两性物质四、两性物质1.阳离子酸和阴离子碱组成的两性物质阳离子酸和阴离子碱组成的两性物质2.两性阴离子两性阴离子3.氨基酸型两性物质氨基酸型两性物质cKa20Kw，c20Ka，水的质子自递平衡可忽略，水的质子自递平衡可忽略H+近似计算公式近似计算公式:两性物质溶液的两性物质溶液的pH值与溶液的起始浓度几乎无关值与溶液的起始浓度几乎无关1.阳离子酸和阴离子碱组成的两性物质阳离子酸和阴离子碱组成的两性物质Ka是阳离子酸的酸常数是阳离子酸的酸常数Ka是阴离子碱的共轭酸的酸常数是阴离子碱的共轭酸的酸常数NH4AcKa(NH4+)Ka(HAc)2.两性阴离子两性阴离子Ka是其自身的酸常数是其自身的酸常数Ka是其共轭酸的酸常数是其共轭酸的酸常数HCO3-Ka(HCO3-)Ka(H2CO3)3.氨基酸型两性物质氨基酸型两性物质Ka是其自身的酸常数是其自身的酸常数Ka是其共轭酸的酸常数是其共轭酸的酸常数NH3+-CH2-COO-例题：例题：分别计算分别计算0.10molL-1NaH2PO4溶液及溶液及Na2HPO4溶溶液的液的pH值。值。已知已知H3PO4的的pKa1=2.16，pKa2=7.21，pKa3=12.32例题：例题：计算计算0.10molL-1NH4Ac溶液的溶液的pH值。值。已知已知Kb(NH3)为为1.7910-5，Ka(HAc)为为1.7610-5例题：例题：甘氨酸（甘氨酸（NH3+CH2COO-）在水溶液中的质子传递）在水溶液中的质子传递平衡有两个：平衡有两个：NH3+CH2COO-+H2O=NH2CH2COO-+H3O+Ka=1.5610-10NH3+CH2COO-+H2O=NH3+CH2COOH+OH-Kb=2.2410-12计算计算0.10molL-1的甘氨酸（的甘氨酸（NH3+CH2COO-）溶液）溶液的的H+。小小结结v酸碱质子理论酸碱质子理论正确判断酸碱及两性物质并正确写出其共轭酸碱正确判断酸碱及两性物质并正确写出其共轭酸碱正确进行酸碱强度的判断正确进行酸碱强度的判断正确书写酸、碱常数的表达式，熟练掌握共轭酸、正确书写酸、碱常数的表达式，熟练掌握共轭酸、碱常数之间的关系碱常数之间的关系掌握影响质子传递平衡的因素：浓度及同离子掌握影响质子传递平衡的因素：浓度及同离子效应，并熟练进行相关计算效应，并熟练进行相关计算v酸碱溶液酸碱溶液pH的计算的计算熟练进行各种酸碱溶液的熟练进行各种酸碱溶液的pH计算计算