电解质溶液与缓冲溶液 (2)精选PPT.ppt

电解质溶液与缓冲溶液(2)第1页，讲稿共67张，创作于星期二回顾回顾一、质子原子的组成原子的组成第2页，讲稿共67张，创作于星期二回顾回顾一、质子原子的组成原子的组成原子质子（一个单位正电荷）中子(不带电）核外电子(一个单位负电荷）原子核 原子是由带正电荷的原子核和带负电荷的电子构成的，原子核所带的正电荷数和核外电子所带的负电荷数相等，整个原子显电中性。原子核又是由质子和中子构成的。第3页，讲稿共67张，创作于星期二回顾回顾一、质子 (1)原子核的核电荷数是由质子数决定的，原子是电中性的，所以：核电荷数（Z）=核内质子数=核外电子数原子中各种粒子间的关系 若按核电荷数由小到大的顺序给元素编号，得到的 序号称为原子序数。原子序数在数值上与该元素原子的核电原子序数在数值上与该元素原子的核电荷数相等，即与质子数相等。荷数相等，即与质子数相等。第4页，讲稿共67张，创作于星期二回顾回顾一、质子原子结构示意图原子结构示意图第5页，讲稿共67张，创作于星期二回顾回顾一、质子氢原子结构示意图氢原子结构示意图氢原子中有一个质子和一个电子，当氢原子失去这个电子时，就成了氢离子H+，这样氢离子就相当于一个质子，所以通常所说的质子就是氢离子氢离子（H+）失电子失电子第6页，讲稿共67张，创作于星期二回顾回顾二、化合价化合价是元素在形成化合物时表现出的一种性质。，反应了原子形成化学键的能力规定规定(1)单质中元素的化合价等于零。H2、Cl2、Na、Mg（2）单原子离子中元素的化合价等于离子的荷电数。Na+、Mg2+、Cl-（3）氧（O）的化合价在大多数化合物中为2价，氢（H）的化合价在大多数化合物中为+1价（4）电中性的化合物中所有元素的化合价的代数和为零。多原子 离子中所有元素的化合价的代数和等于离子的荷电数。NaOH、Na2SO4、ClO3-第7页，讲稿共67张，创作于星期二回顾回顾 二、化合价表示方法表示方法H2O+12MnO4-2+7例题：求H2中H的化合价、Cr2O72-中Cr的化合价和Fe3O4中Fe的化合价2X=02X+7(-2)=-23X+4(-2)=0第8页，讲稿共67张，创作于星期二第一节第一节 酸碱质子理论酸碱质子理论1663年 波义耳(R.Boyle)提出酸碱概念。1889年 阿累尼乌斯提出酸碱电离理论。1905年 富兰克林酸碱溶剂理论。1923年 布朗斯特和费莱(T.M.Lowry)几乎同时各自独立地提出了酸碱的质子理论。同年，路易斯提出了酸碱的电子理论。1963年 皮尔逊提出硬软酸碱原则。第9页，讲稿共67张，创作于星期二第一节第一节 酸碱质子理论酸碱质子理论一、酸碱电离理论在水中电离产生的阳离子全部是H+的化合物酸酸碱碱在水中电离产生的阴离子全部是OH-的化合物酸碱反应实质酸碱反应实质第10页，讲稿共67张，创作于星期二第一节第一节 酸碱质子理论酸碱质子理论一、酸碱电离理论NaHSO4可电离为Na+、H+、SO42-是酸还是碱第11页，讲稿共67张，创作于星期二第一节第一节 酸碱质子理论酸碱质子理论一、酸碱电离理论评价评价酸碱电离理论是人们对酸碱认识从现象到本质的一次飞跃，对化学学科的发展起了重要作用。但该理论将酸碱限定在以水为溶剂的体系，而且将碱限定为氢氧化物。CH3CH2ONa、Na2CO3第12页，讲稿共67张，创作于星期二第一节第一节 酸碱质子理论酸碱质子理论二、酸碱质子理论第13页，讲稿共67张，创作于星期二第一节第一节 酸碱质子理论酸碱质子理论二、酸碱质子理论能给出质子的（H+）物质酸酸质子给予体质子给予体能接受质子的（H+）物质碱碱质子接受体质子接受体第14页，讲稿共67张，创作于星期二第一节第一节 酸碱质子理论酸碱质子理论二、酸碱质子理论酸和碱依赖质子的给出与获得相互依存、相互转化共轭关系共轭关系共轭酸：共轭酸：共轭碱：共轭碱：碱得到质子后形成的酸酸得到质子后形成的碱共轭酸碱对共轭酸碱对酸与其共轭碱碱与其共轭酸只相差一只相差一个质子个质子第15页，讲稿共67张，创作于星期二第一节第一节 酸碱质子理论酸碱质子理论二、酸碱质子理论HAc、HCl、PO43-、HCO3-、NH4+、OH-、NH3酸酸碱碱HAc、HCl、HCO3-、NH4+PO43-、HCO3-、OH-、NH3 共轭酸碱对共轭酸碱对NH4+-NH3 第16页，讲稿共67张，创作于星期二第一节第一节 酸碱质子理论酸碱质子理论二、酸碱质子理论两性物质两性物质既有给出质子的能力，又有接受质子的能力既可以是酸又可以是碱HCO3-H2CO3CO32-给出质子给出质子接受质子接受质子第17页，讲稿共67张，创作于星期二第一节第一节 酸碱质子理论酸碱质子理论二、酸碱质子理论关于盐关于盐没有盐的概念酸碱电离理论中的盐盐在酸碱质子理论中是酸、碱或者酸和碱的混合物NaAc在水中全部解离为Na+和Ac-，为碱NH4Ac在水中全部解离为NH4+和Ac-，为酸和碱的混合物第18页，讲稿共67张，创作于星期二第一节第一节 酸碱质子理论酸碱质子理论三、酸碱反应的实质H+1、酸碱反应的实质是在两对共轭酸碱对之间的质子传递2、水溶液、非水溶剂和无溶剂时均可进行第19页，讲稿共67张，创作于星期二第一节第一节 酸碱质子理论酸碱质子理论三、酸碱反应的实质得到质子得到质子NH4+给出质子给出质子Cl-第20页，讲稿共67张，创作于星期二第一节第一节 酸碱质子理论酸碱质子理论三、酸碱反应的实质3、电离作用、中和反应、水解反应都属于酸碱反应第21页，讲稿共67张，创作于星期二第一节第一节 酸碱质子理论酸碱质子理论三、酸碱反应的实质4、酸碱反应的方向：取决于酸碱的相对强度第22页，讲稿共67张，创作于星期二第一节第一节 酸碱质子理论酸碱质子理论四、酸碱的强度酸越强酸越强，给出质子能力越强，给出质子能力越强，其共轭其共轭碱碱接受质子能力越弱，即接受质子能力越弱，即碱性越弱碱性越弱酸越弱，其共轭碱碱性越强酸越弱，其共轭碱碱性越强第23页，讲稿共67张，创作于星期二第二节第二节 水溶液的酸碱性水溶液的酸碱性一、水的质子自递平衡在同种分子之间所发生的质子传递反应称为质子自递反应第24页，讲稿共67张，创作于星期二第二节第二节 水溶液的酸碱性水溶液的酸碱性一、水的质子自递平衡一定温度下，水的质子自递反应达到平衡时=Kw成为水的离子积常数，简称水的离子积第25页，讲稿共67张，创作于星期二第二节第二节 水溶液的酸碱性水溶液的酸碱性一、水的质子自递平衡Kw随温度的升高而增大适用于纯水和适用于纯水和水溶液水溶液第26页，讲稿共67张，创作于星期二第二节第二节 水溶液的酸碱性水溶液的酸碱性二、水溶液的酸碱性（酸度）第27页，讲稿共67张，创作于星期二第二节第二节 水溶液的酸碱性水溶液的酸碱性二、水溶液的酸碱性（酸度）酸度酸度是指水溶液中H3O+的浓度酸碱性（酸度）的表示：pHpH：水溶液中H3O+浓度的负对数pH=-lgH3O+第28页，讲稿共67张，创作于星期二第二节第二节 水溶液的酸碱性水溶液的酸碱性二、水溶液的酸碱性（酸度）pH=-lgH3O+第29页，讲稿共67张，创作于星期二第二节第二节 水溶液的酸碱性水溶液的酸碱性二、水溶液的酸碱性（酸度）室温下，pH与溶液的酸碱性的关系如下：酸性溶液：pH7中性溶液：pH=7碱性溶液：pH7pH越小，酸性越强；pH越大，碱性越强第30页，讲稿共67张，创作于星期二第二节第二节 水溶液的酸碱性水溶液的酸碱性二、水溶液的酸碱性（酸度）溶液的酸碱性也可以用pOH来表示pH=-lgOH-室温时=14第31页，讲稿共67张，创作于星期二第二节第二节 水溶液的酸碱性水溶液的酸碱性二、水溶液的酸碱性（酸度）人体各种体液的pH值酸中毒(acidosis)：pH值7.44第32页，讲稿共67张，创作于星期二第三节第三节 弱电解质溶液弱电解质溶液一、电解质溶液化合物电解质非电解质强电解质弱电解质酸（HCl、HAc）、碱（NaOH、NH3H2O）、盐（NaCl）等。蔗糖、甘油、酒精导电能力渗透压电解质和弱电解质的导电性电解质和弱电解质的导电性第33页，讲稿共67张，创作于星期二第三节第三节 弱电解质溶液弱电解质溶液强电解质在水溶液中全部解离成离子，以水合离子的状态存在一、电解质溶液弱电解质在水溶液中只有一小部分解离成离子，大部分以分子的形式存在第34页，讲稿共67张，创作于星期二第三节第三节 弱电解质溶液弱电解质溶液二、弱电解质溶液的解离平衡NH4+OH-NH3H2O当弱电解质电离成离子的速度（正反应）和离子重新结合成分子的速度（逆反应）相等时，即解离达到动态平衡，称解离平衡解离平衡此平衡是动态的、有条件的，当条件改变，如改变反应物或生成物的浓度，改变温度等，可使电离平衡移动，直至建立新的平衡第35页，讲稿共67张，创作于星期二第三节第三节 弱电解质溶液弱电解质溶液二、弱电解质溶液的解离平衡一元弱酸一元弱酸Ka称为弱酸的解离平衡常数，简称为酸常数。Ka值越大，表示一元弱酸的解离能力越强，溶液中H3O+的浓度越高，弱酸的酸性越强第36页，讲稿共67张，创作于星期二第三节第三节 弱电解质溶液弱电解质溶液二、弱电解质溶液的解离平衡一元弱碱一元弱碱Kb称为弱碱的解离平衡常数，简称为碱常数。Kb值越大，表示一元弱碱的解离能力越强，溶液中OH-的浓度越高，弱碱的碱性越强第37页，讲稿共67张，创作于星期二第三节第三节 弱电解质溶液弱电解质溶液二、弱电解质溶液的解离平衡当弱电解质在溶液中达到解离平衡时，弱电解质各离子浓度幂的乘积与未解离的分子浓度之比是一个常数，称为：弱电解质的电离常数（解离常数）用Ki来表示Ki的大小表示弱电解质在水溶液中的解离程度。Ki值越大，说明弱电解质的解离程度越高。Ki具有平衡常数的一般属性。第38页，讲稿共67张，创作于星期二第三节第三节 弱电解质溶液弱电解质溶液三、共轭酸碱对Ka与Kb的关系HB-B-第39页，讲稿共67张，创作于星期二第三节第三节 弱电解质溶液弱电解质溶液四、解离度解离度-表示电解质的解离程度第40页，讲稿共67张，创作于星期二第三节第三节 弱电解质溶液弱电解质溶液四、解离度2525，0.1mol/L0.1mol/L的的HAcHAc溶液中，每溶液中，每1000010000个个HAcHAc分子里分子里有有132132个分子电离成离子。个分子电离成离子。=132/10000100%=1.32%=132/10000100%=1.32%。第41页，讲稿共67张，创作于星期二第三节第三节 弱电解质溶液弱电解质溶液四、解离度一般将质量摩尔浓度为0.2mol/kg的电解质溶液中解离度大于30%的成为强电解质，解离度小于5%的称为弱电解质，介于30%和5%之间的称为中强电解质影响解离度的因素：溶质和溶剂的极性强弱 溶液的浓度 溶液的温度第42页，讲稿共67张，创作于星期二第三节第三节 弱电解质溶液弱电解质溶液四、解离度第43页，讲稿共67张，创作于星期二第三节第三节 弱电解质溶液弱电解质溶液五、多元弱酸的分步解离 H3PO4 H+H2PO4-H2PO4-H+HPO42-HPO42-H+PO43-第44页，讲稿共67张，创作于星期二第三节第三节 弱电解质溶液弱电解质溶液五、多元弱酸的分步解离通常通常K K1 1 K K2 2KK3 3，一般以，一般以K K1 1作为多元弱酸的电离常数。作为多元弱酸的电离常数。H3PO4 H+H2PO4-H2PO4-H+HPO42-HPO42-H+PO43-K1K2K3第45页，讲稿共67张，创作于星期二第三节第三节 弱电解质溶液弱电解质溶液六、弱电解质解离平衡的移动浓度的影响当反应达到平衡时，降低B-的浓度，平衡向 移动，弱电解质的解离度 ，溶液中离子数目 第46页，讲稿共67张，创作于星期二第三节第三节 弱电解质溶液弱电解质溶液六、弱电解质解离平衡的移动同离子效应如果在弱电解质的水溶液中加入与其具有共同离子如果在弱电解质的水溶液中加入与其具有共同离子的强电解质，使弱电解质的电离度下降的现象。的强电解质，使弱电解质的电离度下降的现象。HAc HHAc H+Ac+Ac-NaAc NaNaAc Na+AcAc-第47页，讲稿共67张，创作于星期二第三节第三节 弱电解质溶液弱电解质溶液六、弱电解质解离平衡的移动盐效应在弱电解质的水溶液中，加入与弱电解质含有不同离子的强电解质，使得弱电解质的解离度增加的现象在0.1mol/LHAc溶液中加入NaCl晶体，使NaCl的浓度为0.1mol/L时，氢离子的浓度由mol/L增大到了1.70mol/L，解离度则为1.70%第48页，讲稿共67张，创作于星期二第三节第三节 弱电解质溶液弱电解质溶液六、弱电解质解离平衡的移动1、在发生同离子效应的同时，必然伴随着盐效应的发、在发生同离子效应的同时，必然伴随着盐效应的发生。生。2、同离子效应对弱电解质的解离度影响更大。、同离子效应对弱电解质的解离度影响更大。3、通常忽略盐效应所产生的影响。、通常忽略盐效应所产生的影响。第49页，讲稿共67张，创作于星期二第四节第四节 缓冲溶液缓冲溶液一、缓冲作用与缓冲溶液HAc-Ac-pH=4纯水pH=7第50页，讲稿共67张，创作于星期二第四节第四节 缓冲溶液缓冲溶液一、缓冲作用与缓冲溶液lL纯水pH7.0通入0.01molHClpH：2.0 pH：-5.00lL0.lmol醋酸和0.1mol醋酸钠pH4.75通入0.01molHClpH：4.66pH：-0.09第51页，讲稿共67张，创作于星期二第四节第四节 缓冲溶液缓冲溶液一、缓冲溶液的概念缓冲溶液：能抵抗外加的少量强酸、强碱或稀释而保持溶液的pH基本不变的溶液缓冲作用：缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用第52页，讲稿共67张，创作于星期二第四节第四节 缓冲溶液缓冲溶液二、缓冲溶液的组成抗酸成分（共轭碱）抗碱成分（共轭酸）缓冲系或缓冲对共轭酸碱对类类型型弱酸和对应的盐：弱酸和对应的盐：HAc NaAc H2CO3 NaHCO3 弱碱和对应的盐：弱碱和对应的盐：NH3H2O NH4Cl CH3NH2CH3NH2.HCl多元酸的多元酸的 酸式盐和对应的次级盐：酸式盐和对应的次级盐：NaH2PO4 Na2HPO4第53页，讲稿共67张，创作于星期二第四节第四节 缓冲溶液缓冲溶液三、缓冲作用原理以H2CO3-NaHCO3为例抗酸成分：Ac-抗碱成分：HAc第54页，讲稿共67张，创作于星期二当外加少量当外加少量HCl时：时：HCl H+Cl-H+Ac-HAc，使溶液，使溶液pH值值几乎不变，故几乎不变，故Ac-为抗酸成分。为抗酸成分。当外加少量当外加少量NaOH时：时：NaOH Na+OH-OH-+H+H2O 补充补充 （大量（大量)HAc H H+Ac-，使溶液，使溶液pHpH值几乎不变，故值几乎不变，故HAc为抗碱成分。为抗碱成分。第四节第四节 缓冲溶液缓冲溶液三、缓冲作用原理第55页，讲稿共67张，创作于星期二第四节第四节 缓冲溶液缓冲溶液三、缓冲作用原理缓冲溶液中既有大量的抗酸成分，又有缓冲溶液中既有大量的抗酸成分，又有大量的抗碱成分，因此可以抵抗外加大量的抗碱成分，因此可以抵抗外加的少量强酸或强碱，使溶液的少量强酸或强碱，使溶液pH值几乎值几乎不变。不变。第56页，讲稿共67张，创作于星期二第四节第四节 缓冲溶液缓冲溶液四、缓冲溶液的pH亨德森-哈塞尔巴赫方程式（Henderson-Hasselbach）即缓冲比弱酸-共轭碱（HB-B-）第57页，讲稿共67张，创作于星期二第四节第四节 缓冲溶液缓冲溶液四、缓冲溶液的pH亨德森方程亨德森方程pH值取决于共轭酸的pKa值与缓冲比 当缓冲比等于1时，pH=pKa具有有限的抗酸、抗碱及抗稀释作用第58页，讲稿共67张，创作于星期二第四节第四节 缓冲溶液缓冲溶液五、缓冲容量衡量缓冲溶液缓冲能力的尺度使单位体积（每升或者每毫升）的缓冲溶液的pH值改变1个单位时，所需加入一元强酸或一元强碱的物质的量。符号。（c=HB+B-）第59页，讲稿共67张，创作于星期二第四节第四节 缓冲溶液缓冲溶液五、缓冲容量当缓冲比（B-/HB）一定时，缓冲溶浓的总浓度越大，缓冲容量越大。总浓度不变时，以缓冲比为l（B-=HB，pH=pKa）时，缓冲容量最大，缓冲比偏离1越远，则缓冲容量越小。第60页，讲稿共67张，创作于星期二第四节第四节 缓冲溶液缓冲溶液六、缓冲范围pH=pKa-1 pH=pKa+1缩写为：pH=pKa1缓冲溶液具有缓冲能力的pH值范围称为缓冲溶液的缓冲范围。第61页，讲稿共67张，创作于星期二几种常用缓冲溶液的几种常用缓冲溶液的pKapKa及缓冲范围及缓冲范围第62页，讲稿共67张，创作于星期二第四节第四节 缓冲溶液缓冲溶液六、缓冲溶液在医学上的意义血液中主要的缓冲对血液中主要的缓冲对HHb 血红蛋白 HHbO2 氧合血红蛋白第63页，讲稿共67张，创作于星期二第四节第四节 缓冲溶液缓冲溶液六、缓冲溶液在医学上的意义血浆中以血浆中以H2CO3-HCO-3缓冲系最为重要。缓冲系最为重要。当当pH7.5时，引起碱中毒时，引起碱中毒7.367.45第64页，讲稿共67张，创作于星期二第四节第四节 缓冲溶液缓冲溶液六、缓冲溶液在医学上的意义代谢性酸中毒代谢性酸中毒：人体有时产酸过多：人体有时产酸过多 ,肾功能不足或严重腹泻丢肾功能不足或严重腹泻丢失大量失大量 NaHCONaHCO 3 3 ，血液，血液 pHpH 值低于值低于 7.357.35 所造成。所造成。呼吸性酸中毒呼吸性酸中毒：因肺气肿、呼吸道梗阻等，使：因肺气肿、呼吸道梗阻等，使 H H 2 2 COCO 3 3 浓度升浓度升高，高，pHpH 值降低所造成。值降低所造成。代谢性碱中毒代谢性碱中毒：有时服碱性药物：有时服碱性药物 (如水杨酸钠如水杨酸钠 )过多，或反过多，或反复呕吐，丢失大量氯化物，使复呕吐，丢失大量氯化物，使 NaHCONaHCO 3 3 浓度升高，血液浓度升高，血液 pHpH 值大于值大于 7.457.45 所造成。所造成。呼吸性碱中毒呼吸性碱中毒：由于肺换气过度，如脑炎、高烧、缺氧等，使：由于肺换气过度，如脑炎、高烧、缺氧等，使血液中血液中 H H 2 2 COCO 3 3 浓度降低，血液浓度降低，血液 pHpH值升高所造成。值升高所造成。第65页，讲稿共67张，创作于星期二第四节第四节 缓冲溶液缓冲溶液六、缓冲溶液在医学上的意义第66页，讲稿共67张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看4/13/2023第67页，讲稿共67张，创作于星期二