第四章酸碱平衡与沉淀溶解平衡优秀PPT.ppt
第一页，本课件共有62页4.1 4.1 酸碱质子理论酸碱质子理论 4.1.1 4.1.1 质子酸碱的定义质子酸碱的定义酸酸：凡是能给出质子的物质都是酸凡是能给出质子的物质都是酸 H+H2S碱碱：凡是能接受质子的物质都是碱凡是能接受质子的物质都是碱 OH-、S2-两性物质：两性物质：既能给出质子又能接受质子的物质既能给出质子又能接受质子的物质共轭酸碱对：共轭酸碱对：只相差一个质子只相差一个质子 例如:HA 与A-为一对共轭酸碱对第二页，本课件共有62页4.1.2 酸碱反应酸碱反应酸碱反应的实质是两对共轭酸碱对之间质子的转递。酸碱反应的实质是两对共轭酸碱对之间质子的转递。象象 HCl、HAc、NH4+、H2SO3、Al(H2O)63+等都能给出等都能给出质子，都是酸；质子，都是酸；Cl-与与HCl为共轭酸碱对为共轭酸碱对,HAc与与Ac-为共轭酸碱对为共轭酸碱对.HCl(酸酸)NH3(碱碱)Cl(碱碱)NH4+(酸酸)第三页，本课件共有62页4.1.3 水的解离与溶液的水的解离与溶液的pH1.1.水的解离水的解离 水作为重要的溶剂水作为重要的溶剂,既有接受质子又有提供质子的能力既有接受质子又有提供质子的能力,因因此在水中存在水分子间的质子转移反应此在水中存在水分子间的质子转移反应.第四页，本课件共有62页2.溶液的溶液的pH水溶液的水溶液的H+或者或者OH-浓度的变化会引起水的解离平衡移动浓度的变化会引起水的解离平衡移动.溶液中H+浓度的大小反映了溶液酸碱性的强弱 与pH相对的还有pOH，即 常温时（25)在纯水有在纯水有:如果在纯水中加入少量的酸或碱形成稀溶液时如果在纯水中加入少量的酸或碱形成稀溶液时,当达到当达到新新的平衡时的平衡时第五页，本课件共有62页 一元一元弱弱酸的离解：酸的离解：4.1.4.4.1.4.酸碱的离解及离解平衡常数：酸碱的离解及离解平衡常数：一元弱碱的离解：一元弱碱的离解：第六页，本课件共有62页(3)多元多元弱弱酸的离解：酸的离解：分步进行分步进行第七页，本课件共有62页(4)多元碱的离解：多元碱的离解：分步进行分步进行第八页，本课件共有62页例：例：HA(酸酸)与与 A(碱碱)4.1.5.酸碱的强度、共轭酸碱对与酸碱的强度、共轭酸碱对与第九页，本课件共有62页第十页，本课件共有62页4.2 4.2 酸碱水溶液酸度的计算酸碱水溶液酸度的计算4.2.1 质子条件式质子条件式例：例：HAc水溶液（以水溶液（以HAc 和水和水作零水准作零水准）例：例：NH4HCO3水溶液水溶液第十一页，本课件共有62页例：例：写出二弱酸写出二弱酸 H2B 溶液的质子条件式溶液的质子条件式例：写出例：写出NaH2PO4的质子条件式的质子条件式第十二页，本课件共有62页4.2.2 4.2.2 酸度对弱酸（碱）各型体分布的影响酸度对弱酸（碱）各型体分布的影响1.1.一元弱酸（碱）水溶液中各型体的分布系数一元弱酸（碱）水溶液中各型体的分布系数一元弱碱，只要将解离常数和浓度相应替换即可一元弱碱，只要将解离常数和浓度相应替换即可例：例：A=H+A显然有：第十三页，本课件共有62页2.2.多元弱酸（碱）水溶液中各型体的分布系数多元弱酸（碱）水溶液中各型体的分布系数例 H2A第十四页，本课件共有62页第十五页，本课件共有62页4.2.3 酸（碱）水溶液酸度的计算酸（碱）水溶液酸度的计算1.一元弱酸水溶液：一元弱酸水溶液：设分析浓度为设分析浓度为 c HA 的一元弱酸水溶的一元弱酸水溶液液 其其PBE为为第十六页，本课件共有62页第十七页，本课件共有62页第十八页，本课件共有62页例例 计算常温下浓度分别为0.10 molL1与1.0105 molL1 HAc水溶液的pH值。已知 解解：（1）0.10 molL1 HAc水溶液 pH=3lg1.3=2.89（2）1.0105 molL1 HAc水溶液第十九页，本课件共有62页pH=6lg7.2=5.14第二十页，本课件共有62页一元弱碱水溶液的OH浓度计算:第二十一页，本课件共有62页例例 计算常温下0.10molL1NaCN水溶液的pH值。pOH=2.89 pH=11.11第二十二页，本课件共有62页2.2.多元酸（碱）水溶液酸度的计算多元酸（碱）水溶液酸度的计算换成即可。即第一级解离远大于第二级，同时第一级即第一级解离远大于第二级，同时第一级解离生成的解离生成的H对第二级解离有抑制作用，可近似地将溶对第二级解离有抑制作用，可近似地将溶液中液中H看成主要由第一级解离生成，忽略其它各级解离，看成主要由第一级解离生成，忽略其它各级解离，因此可按一元弱酸处理。相应的计算公式可将一元弱酸因此可按一元弱酸处理。相应的计算公式可将一元弱酸中的中的 换成换成 即可。即可。第二十三页，本课件共有62页例例47 计算常温下0.10molL1H3PO4水溶液的pH值。所以，水的解离和H3PO4第二、三级解离均可忽略 pH=1.62 第二十四页，本课件共有62页比较例4-8和例4-9第二十五页，本课件共有62页3.3.两性物质水溶液酸度的计算两性物质水溶液酸度的计算 例例 NaHA 水溶液，设分析浓度为水溶液，设分析浓度为 c HA-其其PBE式为式为第二十六页，本课件共有62页，第二十七页，本课件共有62页0.1molL-1NaH2PO4水溶液的水溶液的H+近似计算公式：近似计算公式：0.1molL-1Na2HPO4的水溶液的的水溶液的H+近似计算式近似计算式 第二十八页，本课件共有62页两性物质NH4Ac水溶液的H+浓度计算 的处理方法第二十九页，本课件共有62页例例412 计算0.1molL1NH4Ac水溶液的pH值。pH=7.00第三十页，本课件共有62页4.3 4.3 酸碱平衡的移动酸碱平衡的移动4.3.1 4.3.1 稀释定律稀释定律 例如：例如：起始浓度/molL1 c(HA)0 0平衡浓度/molL1 c(HA)(1)c(HA)c(HA)第三十一页，本课件共有62页对于一元弱碱有：4.3.2 4.3.2 同离子效应和盐效应同离子效应和盐效应(1)同离子效应同离子效应:在弱电解质溶液中在弱电解质溶液中,加入含有与该弱电解质有相同离加入含有与该弱电解质有相同离子的强电解质子的强电解质,从而使弱电解质电离平衡朝着生成弱电解从而使弱电解质电离平衡朝着生成弱电解质分子的方向移动质分子的方向移动,电离度降低的效应电离度降低的效应。第三十二页，本课件共有62页例例 在0.10 molL1 HAc水溶液加入固体NaAc使得c（NaAc）为0.10 molL1，忽略体积变化，计算加入NaAc前后溶液的pH值和HAc的解离度 解解:(1)加入NaAc前（2）加入NaAc后，由于同离子效应，HAc的会更小，则有 第三十三页，本课件共有62页(2)盐效应盐效应:在弱电解质溶液中在弱电解质溶液中,加入与弱电解质含不同离子的强电加入与弱电解质含不同离子的强电解质解质,从而使弱电解质分子浓度减小从而使弱电解质分子浓度减小,电离度增大的效应电离度增大的效应。第三十四页，本课件共有62页4.4 4.4 缓冲溶液缓冲溶液4.4.14.4.1 缓冲溶液的组成及缓冲原理缓冲溶液的组成及缓冲原理 定义定义:能够抵抗外加少量酸、碱或适量的稀释而保持系统的能够抵抗外加少量酸、碱或适量的稀释而保持系统的 pH值基本不变的溶液值基本不变的溶液。组成：组成：缓冲对缓冲对 弱酸及其盐：弱酸及其盐：HAcNaAc 弱碱及其盐：弱碱及其盐：NH3H2ONH4Cl 多元弱酸的酸式盐及其次级盐多元弱酸的酸式盐及其次级盐：NaH2PO4Na2HPO4作用机理：作用机理：HAcNaAc第三十五页，本课件共有62页4.4.2 缓冲溶液缓冲溶液pH计算：计算：由于同离子效应抑制解离，解离程度都很小 第三十六页，本课件共有62页同理：同理：NH3H2ONH4Cl弱碱及其盐缓冲公式弱碱及其盐缓冲公式NaH2PO4Na2HPO4缓冲体系缓冲体系：多元弱酸的酸式盐及多元弱酸的酸式盐及其次级盐缓冲公式其次级盐缓冲公式第三十七页，本课件共有62页1.1.缓冲容量缓冲容量（）:4.4.34.4.3.缓冲溶液的性质缓冲溶液的性质 使使1L缓冲溶液的缓冲溶液的pH值改变值改变dpH个单位所需加入的强酸个单位所需加入的强酸强碱的物质的量。（强碱的物质的量。（实际上是一个浓度实际上是一个浓度）例例 往1L HAcNaAc缓冲溶液中加入0.001 molHCl，试计算当缓冲对浓度分别为0.1 molL1 HAc0.1 molL1 NaAc、0.18 molL1 HAc0.02 molL1 NaAc、0.05 molL1 HAc0.05 molL1 NaAc时缓冲溶液的缓冲容量。解解：（1）0.1 molL1 HAc0.1 molL1 NaAc第三十八页，本课件共有62页（2）0.18 molL1 HAc0.02 molL1 NaAc第三十九页，本课件共有62页从上面的计算可知：从上面的计算可知：缓冲溶液的浓度越大，缓冲能力越强。缓冲溶液的浓度越大，缓冲能力越强。缓冲比：缓冲对溶液浓度的比值。缓冲比：缓冲对溶液浓度的比值。同样通过计算可以说明，同样通过计算可以说明，缓冲比等于缓冲比等于1 1时，缓冲能力最大。时，缓冲能力最大。(3)0.05 molL1 HAc0.05 molL1 NaAc第四十页，本课件共有62页例题：欲配制例题：欲配制pH=9.0的缓冲溶液，应在的缓冲溶液，应在500mL 0.1molL-1的的NH3H2O中加入固体中加入固体NH4Cl多少克？（忽略体积变化）多少克？（忽略体积变化）分析：pH=9.0 pOH=5.0 m=0.08953.5=4.76(g)2.2.缓冲范围缓冲范围(1)弱酸性缓冲溶液:(2)弱碱性缓冲溶液:第四十一页，本课件共有62页4.4.4.缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制:2、计算缓冲比、计算缓冲比3、根据计算结果配制缓冲系、根据计算结果配制缓冲系1、选择合适的缓冲对、选择合适的缓冲对原则：原则：1）pH接近接近pKa，pOH接近接近pKb；2）无副反应。）无副反应。例例 416 第四十二页，本课件共有62页4.5 4.5 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡4.5.1 难溶电解质的溶度积难溶电解质的溶度积1.溶度积常数；溶度积常数；第四十三页，本课件共有62页2.2.溶度积与溶解度溶度积与溶解度平衡浓度平衡浓度 ms ns设解电解质在水中的溶解度为设解电解质在水中的溶解度为s(molL-1)第四十四页，本课件共有62页例例418 298.15K时，已知AgCl、AgBr、Ag2CrO4的溶度积分别为1.81010、5.01013、2.01012，分别求它们在纯水中的溶解度。解解：AgCl的溶解度AgBr的溶解度Ag2CrO4的溶解度第四十五页，本课件共有62页Ag2CrO4(molL-1)*相同类型的难溶电解质,其 大的 s 也大。不同类型的难溶电解质不能直接用溶度积比较其溶解度的相对大小。)CrOAg()AgCl(42)CrOAg()AgCl(42ss第四十六页，本课件共有62页4.5.2 沉淀溶解平衡的移动沉淀溶解平衡的移动1.溶度积规则溶度积规则沉淀溶解平衡的反应商判据,即溶度积规则：第四十七页，本课件共有62页2同离子效应与盐效应同离子效应与盐效应 在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离子的易溶强电解质，而使难溶电解质的溶解度降低的作用。例例419 计算298.15K时，AgCl在纯水和0.1 molL1 NaCl溶液中的溶解度分别为多少？平衡浓度/molL1 s s+0.1第四十八页，本课件共有62页例例 在10 mL 0.002 molL1Na2SO4溶液中加入10mL 0.02 molL1 BaCl2溶液，问：是否有BaSO4沉淀生成；若产生BaSO4沉淀，是否已沉淀完全？解解：混合后，根据反应计量关系可知，析出BaSO4沉淀以后，溶液中还有过量的Ba2+，达到平衡状态时，剩下的Ba2+浓度约为0.009molL1，此时 3.加入沉淀剂生成生成沉淀加入沉淀剂生成生成沉淀 第四十九页，本课件共有62页 4.酸度对沉淀的生成和溶解的影响酸度对沉淀的生成和溶解的影响（1）难溶金属氢氧化物的溶解与生成）难溶金属氢氧化物的溶解与生成+2H2O（l）第五十页，本课件共有62页例例421 某0.01 molL1 Cu2的溶液中含有Fe3，如果要求Fe3以Fe(OH)3的沉淀形式除去，问溶液的pH值应控制在什么范围？当Cu2+开始沉淀时，pH14-9+lg1.5=5.18pH5.18,Cu2+开始沉淀，pHcc)(Ag)Ag(I2Cl1+-cc)I()(AgI)Cl()(AgClspsp-ccKKc)(I102.2 6-=c先析出时当AgCl,)I(102.2)Cl(6-cc第五十七页，本课件共有62页 例题：某溶液中含Cl和 ，它们的浓度分别是 0.10mol.L-1和0.0010mol.L-1，通过计算证明，逐滴加入AgNO3试剂，哪一种沉淀先析出。当第二种沉淀析出时，第一种离子是否被沉淀完全(忽略由于加入AgNO3所引起的体积变化)。第五十八页，本课件共有62页解：析出AgCl(s)所需的最低Ag+浓度)Cl(AgCl)sp-=cK)(CrO)CrO(Ag2442sp-=cK第五十九页，本课件共有62页)(Ag(AgCl)2sp+=cK第六十页，本课件共有62页结论：沉淀类型不同，计算反应的 。沉淀类型相同,大（易溶)者向 小（难溶)者转化容易，二者 相差越大，转化越完全，反之 小者向 大者转化困难；4.5.4 沉淀的转化沉淀的转化第六十一页，本课件共有62页氧化还原溶解法氧化还原溶解法3CuS +8HNO3 =3Cu(NO3)+3S +2NO+4H2O第六十二页，本课件共有62页
