3酸碱平衡与沉淀平衡.ppt

首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页酸碱平衡和沉淀平衡第3章1首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页1 1了解溶液的通性。了解溶液的通性。2 2明确酸碱、酸碱的解离平衡和缓冲溶液的概明确酸碱、酸碱的解离平衡和缓冲溶液的概 念，能进行同离子效应及溶液念，能进行同离子效应及溶液pHpH的有关计算。的有关计算。3 3初步掌握溶度积和溶解度的基本计算。了解初步掌握溶度积和溶解度的基本计算。了解 溶度积规则及其应用。溶度积规则及其应用。教学基本要求教学基本要求:2首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页（一）溶液的通性（一）溶液的通性非电解质溶液的通性非电解质溶液的通性电解质溶液的通性电解质溶液的通性（二）水溶液中的单相离子平衡（二）水溶液中的单相离子平衡酸和碱在水溶液中的解离平衡酸和碱在水溶液中的解离平衡（三）难溶电解质的多相离子平衡（三）难溶电解质的多相离子平衡多相离子平衡和溶度积多相离子平衡和溶度积溶度积规则及其应用溶度积规则及其应用主要内容主要内容:3首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页3.1 3.1 溶液的通性溶液的通性通性通性：同一溶剂、相同浓度、不同溶质的溶液：同一溶剂、相同浓度、不同溶质的溶液 具有的相同的性质。这些性质称通性。具有的相同的性质。这些性质称通性。物理量的数值相同物理量的数值相同0.1m0.1m蔗糖溶液蔗糖溶液（C12H22O11)0.1m0.1m尿素溶液尿素溶液（CO(NH2)2)的凝固点均为的凝固点均为272.98K272.98K。4首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页 难挥发非电解质稀溶液的难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降、沸点蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降、渗透压上升、凝固点下降、渗透压是与一定量溶剂中是与一定量溶剂中溶质的物质的量成正比，与溶质的本性无关。溶质的物质的量成正比，与溶质的本性无关。即与溶质的粒子数成正比。即与溶质的粒子数成正比。稀溶液定律稀溶液定律（依数定律）。以上性质又称为稀溶液的依数（依数定律）。以上性质又称为稀溶液的依数性。性。一一.非电解质溶液的通性非电解质溶液的通性实验结果：实验结果：5首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页1 1 溶液的蒸气压下降溶液的蒸气压下降p p(1)(1)蒸气压：蒸气压：H H2 2O O（l l）H H2 2O O（g g）V V蒸发蒸发=v=v凝聚，气液两相达到平衡，此时，蒸气具有凝聚，气液两相达到平衡，此时，蒸气具有的压力叫做该温度下液体的饱和蒸气压，简称蒸气的压力叫做该温度下液体的饱和蒸气压，简称蒸气压。压。=p p(H(H2 2O)/O)/p pKp p(H(H2 2O)O)称为水的（饱和）蒸气压，其值受温度影称为水的（饱和）蒸气压，其值受温度影响。响。6首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页Tp乙醚乙醇水7首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页(2)(2)蒸气压下降蒸气压下降溶剂的蒸气压为溶剂的蒸气压为p pA A，溶液的蒸气压为溶液的蒸气压为p p。实验表明实验表明 p p 时，时，此时：水从糖水向纯水中运动，叫反向渗透。此时：水从糖水向纯水中运动，叫反向渗透。利用反向渗透技术可以利用反向渗透技术可以污水治理（污水治理（C小小 C大大）海水淡化海水淡化18首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页反渗透：反渗透：在浓溶液一侧增加较大的压力在浓溶液一侧增加较大的压力可使溶剂进入稀溶液（或溶剂）。可使溶剂进入稀溶液（或溶剂）。P 依此可实现溶液的浓缩和海水的淡化。依此可实现溶液的浓缩和海水的淡化。渗渗 透透反渗透反渗透19首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页渗透压在生物医学中的应用生物体的细胞膜、毛细血管壁生物体的细胞膜、毛细血管壁半透膜半透膜当遇到半透膜两边溶液浓度不等时，产生渗透现象。当遇到半透膜两边溶液浓度不等时，产生渗透现象。红细胞红细胞纯水纯水水渗透到细水渗透到细胞中胞中(溶胀溶胀)溶血溶血萎缩萎缩浓盐水浓盐水H2OH2O浓度不发生变化浓度不发生变化5%5%葡萄糖葡萄糖或或0.9%0.9%生理盐水生理盐水叫生理等渗透叫生理等渗透20首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页 蒸气压下降蒸气压下降 沸点上升沸点上升 凝固点下降凝固点下降 溶液的渗透压溶液的渗透压 电解质溶液的通性：电解质溶液的通性：举例举例海水不易结冰海水不易结冰 易潮解固态物质（如易潮解固态物质（如CaClCaCl2 2、P P2 2O O5 5可作干燥剂）可作干燥剂）盐和冰的混合物可作冷冻剂盐和冰的混合物可作冷冻剂 制备低熔合金制备低熔合金二二.电解质溶液的通性电解质溶液的通性21首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页浓浓溶溶液液中中溶溶质质的的微微粒粒数数较较多多，溶溶质质微微粒粒间间的的相相互互作作用用及及溶溶质质微微粒粒与与溶溶剂剂分分子子间间的的相相互互作作用用复复杂杂，使使稀稀溶溶液液定定律律的的定定量量关关系系产产生生偏偏差差。而而在在电电解解质质溶溶液液中中，由由于于电电解解质质的的解解离离，使使得得稀稀溶溶液液定定律律的的定量关系不适用定量关系不适用。思考思考：相同浓度的电解质溶液的蒸气压与非电解质比如相同浓度的电解质溶液的蒸气压与非电解质比如何变化？何变化？答：其蒸气压下降，沸点上升和凝固点下降，以及溶液渗答：其蒸气压下降，沸点上升和凝固点下降，以及溶液渗透压的数值变化均比同浓度的非电解质大。透压的数值变化均比同浓度的非电解质大。22首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页电解质溶液 p=ipAxB Tfp=i kfp m Tbp=i kbpm =i CRTi=Tfp（电解质溶液）/Tfp（非电解质溶液）电解质溶液与同浓度的非电解质溶液的凝固点下降的比值。23首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页电解质Tfp Tfp i=Tfp/TfpNaCl HCl K2SO4 CH3COOH0.348 0.355 0.458 0.1880.186 0.186 0.186 0.1861.87 1.91 2.46 1.01讨论：讨论：q 1 1：强电解解质A A2 2B(ABB(AB2 2)型型 强电解质强电解质ABAB型型 弱电解质弱电解质 i2i23 i 2 i(3 i 2 i(略略)1 1几种电解质在水溶液中的几种电解质在水溶液中的 i i 值（值（m=0.100mol.kgm=0.100mol.kg-1-1）q2.2.相同浓度的电解质溶液：相同浓度的电解质溶液：沸点、渗透压：沸点、渗透压：A A2 2B B（ABAB2 2）强电解质）强电解质ABAB强电解质弱电解质强电解质弱电解质非电解质非电解质 蒸气压、凝固点相反。蒸气压、凝固点相反。24首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页解：溶液的凝固点决定于：溶剂（解：溶液的凝固点决定于：溶剂（k kfpfp）和粒子和粒子 （分子或离子）浓度。（分子或离子）浓度。糖为非电解质，不解离；醋酸为弱电解质，部分解离；糖为非电解质，不解离；醋酸为弱电解质，部分解离；氯化钠为强电解质，氯化钠为强电解质，100%100%解离。解离。各溶液中实际粒子浓度各溶液中实际粒子浓度c cNaClNaCl c cHACHAC c c糖糖 ，c cB B越大，越大，T Tfpfp越低。越低。因此因此,凝固点由高到低的顺序是凝固点由高到低的顺序是(1)(2)(3)(1)(2)(3)例题例题3：下列溶液凝固点的高低顺序：下列溶液凝固点的高低顺序：0.1mol.kg-1 C6H12O6;0.1mol.kg-1HAc；0.1mol.kg-1NaCl。25首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页(2).0.1mol.dm-3 NaCl,1mol.dm-3 C6H12O6的凝固点的高低顺序.2 0.1mol.dm-3大大1mol.dm-3Tfp:1mol.dm-3C6H12O60.1mol.dm-3NaCl小小 T Tfpfp解：解：0.1mol.dm-3NaCl1mol.dm-3C6H12O626首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页1.1.通过溶液的通过溶液的P P、T Tbpbp、T Tfpfp、:测定高分子化合物的测定高分子化合物的 分子量分子量;2.2.应用凝固点下降原理应用凝固点下降原理:汽车水箱防冻剂汽车水箱防冻剂;北方冬季北方冬季消雪剂消雪剂(除雪剂除雪剂)3.3.金属加工过程金属加工过程:热处理、盐浴（防热处理、盐浴（防 止金属氧化脱碳）止金属氧化脱碳）;5 5.利用反渗透原理利用反渗透原理:溶液的浓缩、海水淡化、溶液的浓缩、海水淡化、水处理。水处理。4.4.利用渗透压原理在医学上的应用利用渗透压原理在医学上的应用:静脉注射、静脉注射、等渗溶液等渗溶液;27首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页3.2 3.2 水溶液中单相离子的平衡水溶液中单相离子的平衡单相离子平衡可分为酸、碱的解离平衡及配离单相离子平衡可分为酸、碱的解离平衡及配离子的解离平衡两类。子的解离平衡两类。一 酸碱的概念酸碱的概念1.Arrhenius1.Arrhenius酸碱理论酸碱理论电离理论电离理论 18871887年年阿仑尼乌斯阿仑尼乌斯28首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页无法解释无法解释NH3、Na2CO3均不含均不含OH，也具有碱性。也具有碱性。29首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页布朗斯特布朗斯特30首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页31首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页例例:HCl Cl-H2CO3-H2CO3CO32-PO43-H3PO4HCO3-H2PO4-HPO42-32首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页任何酸碱反应都可以看作是质子在两个共轭酸碱对任何酸碱反应都可以看作是质子在两个共轭酸碱对之间的传递，称为质子传递反应。之间的传递，称为质子传递反应。33首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页 HF(aq)H+F-(aq)H+H2O(l)H3O+(aq)酸1 碱1 碱2 酸2总反应总反应HF(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+F-(aq)H+酸碱半反应酸碱半反应用质子理论来看水溶液中的实际反应用质子理论来看水溶液中的实际反应酸1 碱2 酸2 碱1 例例1：HF在水中的解离在水中的解离34首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页在酸、碱的解离反应中，既能给出质子又能接受质子的物质在酸、碱的解离反应中，既能给出质子又能接受质子的物质称为两性物质。称为两性物质。两性物质既能作为质子的给予体，又能作为质子的接受体；两性物质既能作为质子的给予体，又能作为质子的接受体；在某一共轭酸碱对中是酸，在另一共轭酸碱对中是碱。在某一共轭酸碱对中是酸，在另一共轭酸碱对中是碱。H2CO3HCO3-+H+HCO3-CO32-+H+HSO4-，H2PO4-,HPO42-等等也是两性物质。也是两性物质。（5）两性物质）两性物质除了酸性、碱性物质外还有两除了酸性、碱性物质外还有两性物质性物质35首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页36首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页例题例题1根据酸碱质子理论根据酸碱质子理论,是是_,其共轭其共轭_是是_;是是_,它的共轭酸是它的共轭酸是_,共轭碱是共轭碱是_。碱碱酸酸HCO3-两性物质两性物质H3PO4HPO42-37首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页酸碱质子理论扩大了酸碱的范围，它比电离理论酸碱质子理论扩大了酸碱的范围，它比电离理论更广泛，其酸碱的定义只以更广泛，其酸碱的定义只以H+为判据，与溶剂无为判据，与溶剂无关，可以解释关，可以解释NH3、Na2CO3以及以及NH4Cl等的酸碱等的酸碱性。性。两性物质两性物质:H2O,HCO3(所有酸式根所有酸式根)无盐的概念无盐的概念:NH4Cl(酸碱酸碱复合物复合物)酸碱质子理论是概念的一场革新：酸碱质子理论是概念的一场革新：38首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页3.3.酸碱电子理论：酸碱电子理论：19231923年年凡能接受电子对的物质是酸，凡能给出电子对的物质是碱,也称为路易斯酸碱理论。H+OH=H2O 酸+碱=酸碱加合物(1)H3BO3 H+H2BO3 (错误)H3BO3 +H2O B(OH)4+H+（硼酸是路易斯酸）(2)Cu2+4NH3 Cu(NH3)42+深蓝色 酸 碱 加合物酸碱电子理论摆脱了酸必须含有H的限制，包括的范围更广。39首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页1.1.一元弱酸一元弱酸 一元弱电解质单组分溶质的解离，如：一元弱电解质单组分溶质的解离，如：HAc(aqHAc(aq)H H+(aq)+Ac(aq)+Ac-(aq(aq)二二 酸碱在水溶液中的离子平衡及酸碱在水溶液中的离子平衡及pHpH的计算的计算40首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页对一元酸对一元酸HA:HA:HA(aq)+H2O(l)=A-(aq)+H3O+(aq)HA(aq)=H+(aq)+A-(aq)意义：意义：KaKa值越大，表明弱电解质解离程度越大。值越大，表明弱电解质解离程度越大。性质：不受离子或分子浓度的影响性质：不受离子或分子浓度的影响,受温度的影响。受温度的影响。41首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页HA(aq)=H+(aq)+A-(aq)起始 c 0 0转化 x x x平衡 c-x x x42首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页当当Ka(HAKa(HA)很小时很小时,说明由说明由HAHA解离出的解离出的H H+少少,即即x x值值很小。很小。c-xcc-xc43首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页转化率（解离度转化率（解离度）=已解离的量已解离的量/起始量起始量100%=x/c100%=100%=解离度随浓度的减小而变大。稀释定律与Ka用来表示酸的强度，但随浓度而变。一定温度时，Ka不随浓度变化。44首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页例例2 2：298.15K298.15K时时,0.10 mol,0.10 mol dmdm-3-3 HAcHAc溶液中的溶液中的H H+,Ac,Ac-,HAcHAc,OH,OH-浓度及溶液的浓度及溶液的pHpH。查附表查附表,K,Ka a(HAcHAc)=1.76)=1.761010-5-5ceq(H+)=c(Ac-)=1.310-3moldm-3c(HAc)=(0.10-1.310-3)=0.10moldm-3c(OH-)=Kw/c(H+)=7.710-12moldm-3pH=-lgc(H+)=-lg(1.310-3)=2.89HAc(aq)H+(aq)+Ac-(aq)45首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页例例3 3：计算：计算0.100 mol.dm0.100 mol.dm-3-3NHNH4 4ClCl溶液中的溶液中的H H+浓度浓度 及及pHpH。解：解：NHNH4 4+(aq)+H(aq)+H2 2O(l)=NHO(l)=NH3 3(aq)+H(aq)+H3 3O O+(aq)(aq)c ceqeq(H(H+)=)=7.5 =7.5 1010-6-6(mol.dm(mol.dm-3-3)pH=-lg7.5 pH=-lg7.5 1010-6-6=5.12=5.1246首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页水也是一元弱电解质，其平衡常数：水也是一元弱电解质，其平衡常数：=c ceqeq(H(H+)/)/c c c ceqeq(OH(OH-)/)/c c 定义：定义：表示溶液的酸度。也可以用表示溶液的酸度。也可以用pOHpOH：pOHpOH=-=-lglgc ceqeq(OH(OH-)/)/c c pH=-pH=-lglgc ceqeq(H(H+)/)/c c K Kw w 由于中性溶液中由于中性溶液中c c(H(H+)=10)=10-7-7molmol.L L-1-1，即即pH=7pH=7。所以所以pH+pOHpH+pOH=14=14。pH7pHKKa2a2),),忽略二级解离，把多元酸当作一忽略二级解离，把多元酸当作一元酸处理。元酸处理。49首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页例例4 4：计算：计算0.1mol0.1moldmdm-3-3H H2 2COCO3 3溶液的溶液的pHpH。已知：已知：H H2 2COCO3 3 K Ka1a1=4.30=4.301010-7 -7 K Ka2a2=5.61=5.611010-11-11解：Ka1 Ka2，按一元酸处理。c/Ka1500 近似公式成立。50首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页一元弱碱溶液的解离平衡一元弱碱溶液的解离平衡B(B(aqaq)+H)+H2 2O(l)O(l)BHBH+(aqaq)+OH)+OH-(aqaq)3.3.一元弱碱一元弱碱51首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页转化率（解离度）=已解离的量/起始量100%=x/c100%=100%=解离度随浓度的减小而变大。稀释定律与Kb用来表示碱的强度，但随浓度而变。一定温度时，Kb不随浓度变化。52首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页例例5 5：计算：计算0.100 mol.dm0.100 mol.dm-3-3NaAcNaAc溶液中的溶液中的OHOH-浓度浓度 及及pHpH。解：解：AcAc-(aqaq)+H)+H2 2O(l)=O(l)=HAcHAc(aqaq)+OH)+OH-(aqaq)c ceqeq(OH(OH-)=)=7.5 =7.5 1010-6-6(mol.dm(mol.dm-3-3)pOHpOH=5.12 =5.12 pH=14-5.12=8.88 pH=14-5.12=8.8853首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页4.4.多元碱分级解离 解离常数亦分级54首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页例6：计算0.1 moldm-3Na2CO3溶液的pH。已知：CO3 2-Kb1=1.7810-4 Kb2=2.310-8解：Kb1 Kb2，按一元碱处理。c/Kb1500 近似公式成立。ceq(OH-)=55首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页Ka(HA)Kb(A-)=KwpKa+pKb=14Ka,Kb与与Kw之间的关系之间的关系所以所以根据一元弱酸、弱碱的解离平衡根据一元弱酸、弱碱的解离平衡HA(aq)=H+(aq)+A-(aq)Ka(HA)A-(aq)+H2O(aq)=HA(aq)+OH-(aq)Kb(A-)+:H2O(aq)=H+(aq)+OH-(aq)注注:一对共轭酸碱对一对共轭酸碱对56首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页溶液溶液pHpH的实验测定的实验测定：pH试纸(广泛,精密)简单、方便、粗略 pH计（酸度计）较精确、可数字显示或自动记录 57首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页 实验：试管中：10mL1.0molL-1HAc+2dM.O.现象：红色 HAc(aq)=H+(aq)+Ac-(aq)中再加少量NaAc固体，震荡溶解。现象：红色渐褪，向黄色转变。M.O.遇酸变红，遇碱变黄。HAcH+Ac-NaAcNa+Ac-多组分溶质系统中，易溶强电解质对弱电解质解离平多组分溶质系统中，易溶强电解质对弱电解质解离平衡的影响，实质是解离平衡的移动。衡的影响，实质是解离平衡的移动。58首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页1.1.同离子效应同离子效应 可见：在弱电解质溶液中，加入具有相同离子的强可见：在弱电解质溶液中，加入具有相同离子的强电解质，则弱电解质的解离度降低电解质，则弱电解质的解离度降低同离子效应同离子效应。同离子效应可进行定量计算。前例即同离子效应问同离子效应可进行定量计算。前例即同离子效应问题。题。59首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页例例1：在：在0.10moldm-3HAc溶液中，加入溶液中，加入NaAc晶体，使晶体，使NaAc浓浓度为度为0.10moldm-3，计算溶液的，计算溶液的pH和和HAc的解离度。的解离度。解：未加解：未加NaAc时：时：ceq(H+)=1.3310-3moldm-3=1.33%加入加入NaAc：HAc(aq)=H+(aq)+Ac-(aq)起始起始0.1000.10平衡平衡0.10 xx0.10+xKa(HAc)=ceq(H+）ceq(Ac-）/ceq(HAc)1.7610-5=x(0.10+x)/0.10-xKa很小：很小：0.10+x0.100.10-x=0.10 x=1.7610-5moldm-3=ceq(H+)pH=4.75=0.0176%60首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页2.缓冲溶液缓冲溶液溶液的溶液的pH在一定范围内不受外来少量强酸、碱的影在一定范围内不受外来少量强酸、碱的影响，这种溶液称缓冲溶液。响，这种溶液称缓冲溶液。(1)组成：组成：HAc+NaAcHAc+NH4AcNaH2PO4+Na2HPO4NaHCO3+Na2CO3NH3H2O+NH4Cl61首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页如：HAcNaAc溶液HAc、Ac-的浓度都较大 ceq(H+)=Ka(HAc)ceq(HAc)/ceq(Ac-)(1)加入少量强酸时，溶液中大量的Ac与外加的少量的H+结合成HAc，当达到新平衡时，c(HAc)略有增加，c(Ac)略有减少，变化不大，因此溶液的c(H+)或pH基本不变。(2)加入少量强碱时，溶液中大量的HAc与外加的少量的OH生成Ac和H2O，当达到新平衡时，c(Ac)略有增加，c(HAc)略有减少，变化不大，因此溶液的c(H+)或pH基本不变。62首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页(2)机理：以机理：以HAcNaAc缓冲对为例缓冲对为例(定性定性):HAcH+Ac-+H+HAcH+Ac-+OH-H2O可见可见,Ac-是抗酸因素，是抗酸因素，HAc是抗碱因素。是抗碱因素。缓冲作用是有限的，当外加强酸、碱缓冲作用是有限的，当外加强酸、碱过量时过量时,会失去缓冲作用会失去缓冲作用。63首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页实质：一对共轭酸碱对实质：一对共轭酸碱对HAcAc-64首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页(3)pH计算设弱酸浓度c(HA),共轭碱浓度c(A-）缓冲液 HA(aq)=H+(aq)+A-(aq)起始 c(HA)0 c(A-）平衡c(HA)x x c(A-）+x Ka=c(A-）+x x/c(HA)x一般 Ka很小：c(HA)x c(HA)c(A-）+x c(A-）65首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页例：HAc NaAc66首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页设弱酸浓度c(HA),共轭碱浓度c(A-）缓冲液 A-(aq)+H2O(l)=OH-(aq)+HA(aq)起始 c(A-)0 c(HA）平衡 c(A-）x x c(HA)+x Kb=c(HA）+x x/c(A-)x一般 Kb很小：c(HA)+x c(HA)c(A-）x c(A-）67首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页68首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页例例1：在：在100mL纯水中加入纯水中加入1mL1.0mol.L-1的的HCl溶液溶液,溶液的溶液的pH变为多少变为多少?解：解：未加未加HCl时时,pH=7.00加入加入HCl后后,c(H+)=11.0/101=0.01mol.L-1pH=2.00,pH=5.0069首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页例例2：(1)50mL0.20mol.L-1NaOH与与50mL0.40molL-1HAc溶液混溶液混合。假设混合后总体积为混合前体积之和。计算溶液的合。假设混合后总体积为混合前体积之和。计算溶液的pH。解:(1)NaOH +HAc =NaAc +H2O500.20/100 500.40/100 反应后 0 0.10 0.1070首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页解：HCl=1.01/101=0.01molL-1HAcH+Ac-71首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页（3）加入1mL1.0mol.L-1的NaOH溶液,pH为多少?解：NaOH=1.01/101=0.01molL-1HAcH+Ac-72首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页3.3.缓冲溶液的应用和选择：缓冲溶液的应用和选择：在硅半导体器件的生产过程中，用在硅半导体器件的生产过程中，用HF_NH4F混合溶混合溶液腐蚀硅片表面未用胶膜保护的液腐蚀硅片表面未用胶膜保护的SiO2膜。膜。电镀时，常用缓冲溶液作电镀液以控制一定的电镀时，常用缓冲溶液作电镀液以控制一定的pH。在土壤中存在缓冲系统在土壤中存在缓冲系统(H2CO3_NaHCO3、NaH2PO4_Na2HPO4)以保证植物的正常生长以保证植物的正常生长(pH7)。人体血液中存在缓冲体系以维持一定的人体血液中存在缓冲体系以维持一定的pH。（。（pH7.4）。）。73首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页缓冲溶液的选择和配制缓冲溶液的选择和配制据所需据所需pHpH选择缓冲对选择缓冲对缓缓冲冲溶溶液液的的pHpH不不仅仅取取决决于于缓缓冲冲对对中中共共轭轭酸酸的的K Ka a，还还取取决决于于缓缓冲冲对对中中两两种种物物质质浓浓度度的的比比值值。缓缓冲冲对对中中任任一一物物质质的的浓浓度度过过小小都都会会使使溶溶液液丧丧失失缓缓冲冲能能力力，故故两两者者浓浓度度之之比比最最好好趋近于趋近于1 1，此时缓冲能力最强。，此时缓冲能力最强。当当c c(共轭酸共轭酸)=)=c c(共轭碱共轭碱)时，时，pH=pKa因此选择缓冲体系时，应选择共轭酸的因此选择缓冲体系时，应选择共轭酸的p pK Ka a与与要求的要求的pHpH相相近的缓冲对。近的缓冲对。一般认为，当缓冲对的浓度比在一般认为，当缓冲对的浓度比在0.10.1和和1010之间才具有缓冲之间才具有缓冲作用，因此，缓冲溶液的作用，因此，缓冲溶液的pH pH 和和p pK Ka a之间有以下关系：之间有以下关系：pH=pKa174首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页例：选pH=5.0缓冲溶液。HAc pKa=4.75 选HAc-NaAc例：欲配制1.0LpH=5.0,C(HAc)=0.20moldm-3的缓冲液，需NaAc3H2O晶体多少克？解：设需NaAc3H2O晶体x克。1.01.0M Mx xc(HAcc(HAc)lglgNaAc.3H2ONaAc.3H2O75首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页溶液中H+浓度(或pH)的计算单一溶液、混合溶液物质不反应(1)强酸（强碱）：ceq(H+)=c(HCl),(2)弱酸(碱)：ceq(H+)(3)弱酸(碱)+共 轭碱(酸）76首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页3.3 难溶电解质的多相离子平衡Ag+Cl-溶解溶解沉积沉积AgCl(s)可溶电解质的解离平衡是单相体系的离子平衡。难溶可溶电解质的解离平衡是单相体系的离子平衡。难溶电解质在水溶液中，存在固体和溶液中离子之间的平电解质在水溶液中，存在固体和溶液中离子之间的平衡，即多相离子平衡。衡，即多相离子平衡。难溶盐的难溶盐的定义定义：习惯上将习惯上将100g H100g H2 2O O中溶解度小于中溶解度小于0.01g0.01g的物质称作难溶物。的物质称作难溶物。77首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页一、多相离子平衡和溶度积一、多相离子平衡和溶度积AgCl(sAgCl(s)AgAg+(aq)+Cl(aq)+Cl-(aq(aq)1.1.溶解平衡与溶度积常数：溶解平衡与溶度积常数：KS(AgCl)=ceq(Ag+)/cceq(Cl-)/c当当温温度度一一定定时时，其其离离子子浓浓度度的的乘乘积积为为一一常常数数，这这个个平平衡衡常常数数Ks称为溶度积常数，简称溶度积。称为溶度积常数，简称溶度积。平衡常数平衡常数表达式为78首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)KS(AnBm)=ceq(Am+)/cnceq(Bn-)/cmKS的性质的性质:KS值与离子浓度无关值与离子浓度无关,受温度影响。受温度影响。KS的意义的意义:KS值大小表明值大小表明AnBm溶解能力的大小溶解能力的大小难溶强电解质的构型不同，KS表达式也不同。KS(Ag2S）=c(Ag+)/c2 c(S2-)/cKSCa3(PO4)2=c(Ca2+)/c3c(PO43-)/c279首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页解：解：AgCl(s)=Ag+(aq)+Cl-(aq)eqssKS(AgCl)=ceq(Ag+)/cceq(Cl-)/c=sss=KS(AgCl)1/2=1.3310-5moldm-3例例1：25时时AgCl的的KS=1.7710-10，Ag2CrO4的的KS=1.1210-12，求，求AgCl和和Ag2CrO4的溶解度。的溶解度。2.溶度积溶度积与与溶解度之间的相互换算：溶解度之间的相互换算：难难溶溶电电解解质质的的溶溶度度积积和和溶溶解解度度都都表表示示其其溶溶解解能能力力的的大大小小。若若溶解度以溶解度以s/moldm-3表示。表示。80首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页计算结果：KS(AgCl)KS(Ag2CrO4)s(AgCl)s(Ag2CrO4)解：Ag2CrO4(s)=2Ag+(aq)+CrO42-(aq)eq 2s sKS(Ag2CrO4)=ceq(Ag+)/c2ceq(CrO42-)/c=(2s)2s=4s3s(Ag2CrO4)=(1.1210-12/4)1/3 =6.5410-5moldm-3思考思考：可以用可以用Ks的的大小判断溶解度的大小吗？大小判断溶解度的大小吗？同同类型的物质可以判断，不同类型时不能判断。类型的物质可以判断，不同类型时不能判断。81首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页对同类型的难溶电解质，可用溶度积对同类型的难溶电解质，可用溶度积Ks的大小来的大小来比较溶解度比较溶解度s的大小。但不同类型的难溶电解质则的大小。但不同类型的难溶电解质则不能直接用溶度积不能直接用溶度积Ks的大小来比较溶解度的大小来比较溶解度s的大小。的大小。如：如：溶度积CaCO3 AgCl Ag2CrO4Ks 8.710-9 1.5610-10 910-12s 9.410-5 1.2510-5 1.3110-4关系式82首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页对对AB型：型：KS=s2对对A2B（AB2）型：型：KS=4s 3对对A3B型：型：KS=27s4=-RTlnK，其，其K即即KS。因此可以从热力学计。因此可以从热力学计算算KS。按按Gm83首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页解：多相离子平衡解：多相离子平衡AgCl(s)Ag+（aq)+Cl-(aq)fGm/kJ.mol-1-109.78977.107-131.228rGm =55.67kJ.mol-1lnK=-22.458 K=1.7610-10例例2:根据热力学原理计算根据热力学原理计算AgCl的溶度积。的溶度积。84首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页二、溶度积规则及其应用二、溶度积规则及其应用1.溶度积规则：溶度积规则：判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解判断在一定条件下沉淀能否生成或溶解AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)85首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页热力学等温方程式：热力学等温方程式：rGm=rGm+RTlnQrGm=-RTlnKrGm0，逆向自发逆向自发rGm=-RTlnK+RTlnQQKAnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)86首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页因此可以根据因此可以根据KS(溶度积溶度积)和和Q(离子积离子积)的相对大小确定溶液是否处于饱和状态。的相对大小确定溶液是否处于饱和状态。AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)反应商反应商Q=c(Am+)/cnc(Bn-)/cm87首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页据此三条判断沉淀的析出和溶解据此三条判断沉淀的析出和溶解,称称溶度积规则。溶度积规则。88首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页例例3:25时时,某溶液中某溶液中c(SO42-)=6.010-4mol.dm-3,若在若在40.0L该该溶液中加入溶液中加入0.010mol.dm-3BaCl2溶液溶液10.0L,能否生成能否生成BaSO4沉淀沉淀?解:BaSO4(s)=Ba2+(aq)+SO42-(aq)Q=c(Ba2+)/cc(SO42-)/c=(0.01010.0/50.0)(6.010-440.0/50.0)=9.6 10-7Ks(BaSO4)=1.07 10-10QKs有BaSO4沉淀生成。89首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页例例4:在在0.1mol.dm-3FeCl3溶液中加入等体积含溶液中加入等体积含0.2mol.dm-3氨氨水和水和2.0mol.dm-3NH4Cl的混合溶液是否有的混合溶液是否有Fe(OH)3沉淀生成沉淀生成?解解:按题意按题意,c(Fe3+)=0.05mol.dm-3;c(NH4+)=1.0mol.dm-3;c(NH3.H2O)=0.1mol.dm-3ceq(OH-)=1.7710-6mol.dm-390首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页KSFe(OH)3=2.6410-39QKSFe(OH)3答答:有有Fe(OH)3沉淀生成。沉淀生成。Q=c(Fe3+)c(OH-)3=5.010-2(1.7710-6)3=2.510-19Fe(OH)3(s)=Fe3+(aq)+3OH-(aq)91首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页2.同离子效应同离子效应同离子效应：在难溶强电解质饱和溶液中加入同离子效应：在难溶强电解质饱和溶液中加入具有相同离子的易溶电解质时，难溶电解质溶具有相同离子的易溶电解质时，难溶电解质溶解度下降。解度下降。CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)Na2CO32Na+(aq)+CO32-(aq)此即：此即：Q KS同离子效应同离子效应可以进行定量计算。可以进行定量计算。92首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页解解:在水中在水中KS(AgCl)=ceq(Ag+).ceq(Cl-).(c)-21.7710-10=s 2(c)-2s=1.3310-5mol.dm-3在在NaCl中中例例4：求：求25时时AgCl在水中在水中的溶解度和在的溶解度和在0.1mol.dm-3NaCl中的溶解度。中的溶解度。AgClAgCl(s)=Ag(s)=Ag+(aqaq)+)+ClCl-(aq(aq)eqeqs0.1+ss0.1+s93首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页1.7710-10=s(0.1+s)(c)-20.1+s0.11.7710-10=0.1ss=1.7710-9mol.dm-3由于同离子效应，溶解度下降近万倍。由于同离子效应，溶解度下降近万倍。KS(AgCl)=ceq(Ag+).ceq(Cl-).(c)-294首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页将易溶强电解质加入到难溶电解质的溶液中，使难溶电解质将易溶强电解质加入到难溶电解质的溶液中，使难溶电解质的溶解度将比在纯水中的溶解度增大，这种效应叫做盐效应。的溶解度将比在纯水中的溶解度增大，这种效应叫做盐效应。95首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页3.沉淀的转化沉淀的转化一种沉淀向另一种更难溶的沉淀转化的过程称为沉淀的转化沉淀的转化，如：PbCl2+2I=PbI2+2Cl 白 黄Ks(PbCl2)=1.610-5 Ks(PbI2)=1.3910-8沉淀转化应用：沉淀转化应用：锅炉中的锅垢的主要成分为CaSO4(Ks=7.1010-5),由于 CaSO4不溶于酸，难以除去。若用Na2CO3溶液处理，可转化为更难溶但质地疏松、易溶于酸的物质CaCO3(K s=4.9610-9)，从而可以容易地用醋酸等弱酸清除。在实际应用中用盐酸来代替醋酸。96首页首页上一页上一页下一页下一页末页末页沉淀的转化的应用沉淀的转化的应用废水处理废水处理含Hg2+废水可以用硫化物进行处理，但若用易溶硫化物如Na2S等进行处理时，处理后的水中存在大量的硫离子，造成新