第四章-电解质溶液和离子平衡ppt课件.ppt
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1、4.3 4.3 弱电解质的解离平衡弱电解质的解离平衡4.2 4.2 强电解质溶液强电解质溶液4.4 4.4 缓冲溶液缓冲溶液 4.5 4.5 盐类的水解盐类的水解4.6 4.6 难溶强电解质的沉淀难溶强电解质的沉淀- -溶解平衡溶解平衡 4.1 4.1 近代酸碱理论简介近代酸碱理论简介我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物第一节第一节 近代酸碱理论简介近代酸碱理论简介一、一、 酸碱质子理论酸碱质子理论 P P8888 酸酸能给出质子的物质。能给出质子的物质。 例:例:HAcHAc、H H3 3PO
2、PO4 4碱碱能接受质子的物质。能接受质子的物质。 例:例:AcAc- -、COCO3 32-2-1.1.酸碱的定义酸碱的定义我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2.2.酸碱的形式酸碱的形式酸酸质子质子 + 碱碱HAcHAc H H+ + + Ac+ AcNHNH4 4+ +H H+ + + NH + NH3 3H H2 2POPO4 4- -H H+ + + HPO + HPO4 42-2-HPOHPO4 42-2-H H+ + + PO + PO4 43-3-共轭酸碱共轭酸碱对之间只对之间只
3、差一个差一个H H+ +既可以给出质子既可以给出质子又可以接受质子又可以接受质子的物质为两性物的物质为两性物质质我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物3.酸碱的强度酸碱的强度酸碱的强度酸碱的强度给出质子能力越强给出质子能力越强酸性越强酸性越强接受质子能力越强接受质子能力越强碱性越强碱性越强 酸越强,其对应共轭碱碱性越弱酸越强,其对应共轭碱碱性越弱 碱越强,其对应共轭酸酸性越弱碱越强,其对应共轭酸酸性越弱例:酸强度例:酸强度 HA HB HC共轭碱强度共轭碱强度 A- B- C-我吓了一跳,蝎子是多
4、么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 4. 酸碱反应实质:酸碱反应实质:(弱)(弱)(中强)强)碱酸碱酸 ( Cl NH NH HCl122143质子H+质子在两个共轭酸碱质子在两个共轭酸碱 对之间的传递。对之间的传递。5.酸碱质子理论优缺点:酸碱质子理论优缺点:优:扩大酸碱范围,适用于水溶液及非水体系。优:扩大酸碱范围,适用于水溶液及非水体系。缺:仅限于质子授受,对于无质子的酸碱反应无法解释。缺:仅限于质子授受,对于无质子的酸碱反应无法解释。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界
5、里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物第二节第二节 强电解质溶液强电解质溶液一、活度和活度系数一、活度和活度系数1.活度活度a:P69倒倒L10 离子在参加化学反应时表现出来离子在参加化学反应时表现出来 的有效浓度称为该离子的活度。的有效浓度称为该离子的活度。a = c 2.活度系数活度系数 :反映了溶液中离子间相互作用的程度。反映了溶液中离子间相互作用的程度。稀溶液、弱电解质、难溶电解质溶液稀溶液、弱电解质、难溶电解质溶液1,a C 。强电解质溶液强电解质溶液 1,a 1.0mol/L时,用时,用 H+表示。表示。 H+ OH- pH7 酸性酸性H+ = OH- p
6、H=7 中性中性H+ 7 碱性碱性同理:同理:pOH = -lg OH- 即即 pH + pOH = 14我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物二、一元弱酸、弱碱的解离平衡二、一元弱酸、弱碱的解离平衡HAcHAcH H+ + + Ac+ Ac 1.解离常数:解离常数:HAcAcHaKNHNH3 3HH2 2O NHO NH4 4OHOHOHNHOHNHK234b离常数。)分别为弱酸、弱碱的解baK、(K我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,
7、证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物解离常数的意义:解离常数的意义:解离常数的大小反映了弱电解质解离的趋势。解离常数的大小反映了弱电解质解离的趋势。越大,弱电解质解离程度越大。越大,弱电解质解离程度越大。iK 与弱酸、弱碱的浓度无关。与弱酸、弱碱的浓度无关。iK 与温度有关。与温度有关。iK(注:由于解离过程的热效应较小,室温下可忽(注:由于解离过程的热效应较小,室温下可忽略对解离常数的影响。)略对解离常数的影响。)2. 解离度解离度 %100弱电解质的起始浓度弱电解质的起始浓度解质浓度解质浓度解离平衡时已解离弱电解离平衡时已解离弱电我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这
8、样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物3. 解离常数和解离度的关系解离常数和解离度的关系设设HA的浓度为的浓度为C mol/L,解离度为,解离度为 。HA H+ + A-起始浓度起始浓度/molL-1 c 0 0平衡浓度平衡浓度/molL-1 c(1- ) c c )1 ()1 (HAAH222cccKa11500则如果aKcKa = c 2cKa(稀释定律稀释定律)我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物4.一元弱酸、弱碱溶液一元弱酸、弱碱溶液pH值的计算
9、值的计算例:浓度为例:浓度为C mol/L的的 HAc溶液。溶液。一元弱酸一元弱酸HAcHAcH H+ + + Ac+ Ac HCHHAcAcHK2a平平衡衡时时一般公式:一般公式:02aaCKHKH24)(2aaaCKKKH近似公式:近似公式:时时500aKCCH-CaCKH我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物例:浓度为例:浓度为C mol/L的的 NH3H2O溶液。溶液。一元弱碱一元弱碱OHCOHOHNHOHNHK2234b平衡时平衡时一般公式:一般公式:02bbCKOHKOH24CK)(K
10、KOHb2bb近似公式:近似公式:时时500bKCCOH-CbCKOH NHNH3 3HH2 2O NHO NH4 4OHOH我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物例:已知例:已知25时,时, 计算该温度下计算该温度下0.10molL-1的的HAc溶液中溶液中H+、Ac-及溶液及溶液pH,并计算该,并计算该温度下温度下HAc的解离度。的解离度。5HAc101.75K解:设解离平衡时,解:设解离平衡时, H+ = x molL-1HAc H+ + Ac-起始浓度起始浓度/molL-1 0.1 0 0
11、平衡浓度平衡浓度/molL-1 0.1- x x x521075. 11 . 0 xxHAcAcHKHAc我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物521075. 11 . 0 xxHAcAcHKHAc10105001.xKCa)(.13510311075110LmolCKxAcHapH = -lg H+ = -lg( 1.3 10-3 ) = 2.89%.%.311001010313我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表
12、里边有一个活的生物 三、多元弱酸的离解平衡三、多元弱酸的离解平衡 H2S H+ + HS-HS- H+ + S2-1.特点:特点:7110071 .aK13210261 .aK分步。分步。一步比一步难。一步比一步难。pH计算只考虑第计算只考虑第 一级解离。一级解离。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物例:室温下,例:室温下,H2S饱和溶液的浓度为饱和溶液的浓度为0.10molL-1 , 求溶液中求溶液中H+、HS-、S2-、OH- 。 由于由于Ka1 Ka2 ,故求,故求H+时只考虑第一级解离。
13、时只考虑第一级解离。解:设解:设H2S饱和溶液中饱和溶液中 H+ = x molL-1起始浓度起始浓度/molL-1 0.10 0 0H2S H+ + HS-72211007. 11 . 0 xxSHHSHKa10105001.xKCa平衡浓度平衡浓度/molL-1 0.10 -x x x我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物)(.1471100311007110LmolCKxHa设:平衡时设:平衡时S2- = yHS- H+ + S2-起始浓度起始浓度/molL-1 x x 0yxyyxHSSH
14、Ka)(22 很小,很小,HS- 解离很少,即解离很少,即y非常小非常小2aK x - y x x + y x )(.113210261LmolKya则则平衡浓度平衡浓度/molL-1 x - y x + y y我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物由上述计算可知:由上述计算可知:)(1003. 114LmolHSH)(1026. 11132LmolS)(107 . 91003. 1100 . 1111414LmolHKOHW我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界
15、里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物21222aaKKSHSHK总总22221HSHKKSaa7110071 .aKH2S H+ + HS-HS- H+ + S2-讨论:讨论:13210261 .aKH2S 2 H+ + S2-221 . 021HKKSaa室温下,室温下,H2S饱和饱和溶液的浓度约为溶液的浓度约为0.1molL-1H2S溶液中溶液中H+ 2S2-我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物四、影响解离平衡的因素:四、影响解离平衡的因素:1. 同离子效应:同离
16、子效应:HAc H+ + Ac-NaAc Na+ + Ac-平衡移动方向平衡移动方向同离子效应同离子效应:在弱电解质溶液中,加入:在弱电解质溶液中,加入与弱电解质具有相同离子的强电解质,使弱与弱电解质具有相同离子的强电解质,使弱电解质的解离度降低的现象。电解质的解离度降低的现象。 降低解离度降低解离度 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物例:例:在在1.0 L 0.10molL- -1 HAc溶液中,加入固体溶液中,加入固体NaAc 0.1mol(假定溶液体积不变假定溶液体积不变),计算溶液中的
17、,计算溶液中的H+浓度和浓度和 HAc 的解离度。的解离度。510751 .)(HAcKa510751100100.).(HAcAcHKaxxxx = H+ = 1.7510-5 molL-1 0.10 + x 0.100.1000.10平衡浓度平衡浓度/ (molL-1)0.10 xx0.10 + x解:解: HAc H+ + Ac0.10 - x 0.10初始浓度初始浓度/(molL-1)由于由于Ka 较小,又产生同离子效应,故较小,又产生同离子效应,故 x与与0.1相比可忽略不计。相比可忽略不计。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉
18、快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物%.%.)(0175010010107515HAcHAcCH 已知没有同离子效应时,已知没有同离子效应时, 0.10 molL- -1 HAc溶溶液中液中 H 1.31.31010-3 -3 molL- -1, , HAc的解离度为:的解离度为: %3 . 1%1001 . 0103 . 13)(HAC我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物3. 温度的影响温度的影响2. 盐效应盐效应温度对解离常数的影响不大温度对解离常数的影响不大 。HAc H+ + A
19、c-NaCl Na+ + Cl-平衡移动方向平衡移动方向 在弱电解质溶液中加入其他强电解质时,在弱电解质溶液中加入其他强电解质时,该弱电解质的解离度将略有提高,这一影响该弱电解质的解离度将略有提高,这一影响称为盐效应。称为盐效应。 解离度解离度 增大增大我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物第四节第四节 缓冲溶液缓冲溶液1.定义:定义:P79能抵抗外加少量酸、碱或稀释,而本身能抵抗外加少量酸、碱或稀释,而本身pH值值不发生显著变化的作用称为缓冲作用,具有缓冲作用的不发生显著变化的作用称为缓冲作用,
20、具有缓冲作用的溶液称为缓冲溶液。溶液称为缓冲溶液。2.缓冲溶液的组成:缓冲溶液的组成:抗酸组分抗酸组分抗碱组分抗碱组分例:例:弱酸盐弱酸盐弱酸弱酸HAcNaAc弱碱弱碱弱碱盐弱碱盐NH3H2O NH4Cl多元酸酸式盐及其次级酸式盐多元酸酸式盐及其次级酸式盐 NaH2PO4Na2HPO4典型典型我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物以以HAcNaAc溶液为例:溶液为例:3. 缓冲作用原理:缓冲作用原理:P P8080HAc H+ + Ac- (1) NaAc Na+ + Ac- (2)HAc (大量
21、)(大量) H+ (少量)(少量) + Ac-(大量)(大量)我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物HAc (大量)(大量) H+ (少量)(少量) + Ac-(大量)(大量)(1)加少量酸)加少量酸溶液中的溶液中的Ac与外加的少量的与外加的少量的H+结合成结合成HAc,平衡向左移动,溶液的平衡向左移动,溶液的pH值基本不变。值基本不变。Ac- 为缓冲溶液的抗酸组分为缓冲溶液的抗酸组分(2)加少量碱)加少量碱外加的外加的OH-与与H+结合成结合成H2O,H+浓度降低,平衡向浓度降低,平衡向右移动,
22、有更多右移动,有更多HAc解离来补充减少的解离来补充减少的H+,使溶液,使溶液的的pH值基本不变。值基本不变。 HAc为缓冲溶液的抗碱组分为缓冲溶液的抗碱组分(3)加少量水稀释)加少量水稀释溶液中溶液中Ac- 与与 HAc 降低倍数相同,故降低倍数相同,故 的的比值保持不变,比值保持不变,pH值没有变化。值没有变化。AcHAc我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物设缓冲溶液由设缓冲溶液由 弱酸弱酸弱酸盐组成弱酸盐组成: HA MA4. 缓冲溶液缓冲溶液pHpH值的计算:值的计算:C酸酸 C盐盐 H
23、A H+ + A初始浓度初始浓度/ (molL-1) C酸酸 0 C盐盐平衡浓度平衡浓度/ (molL-1) C酸酸 x x C盐盐+xAHAKHHAAHKaa则则由于同离子效应,由于同离子效应,HA解离度降低。解离度降低。 c酸酸 x c酸酸 c盐盐+ x c盐盐 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物盐盐酸酸CCKHa lg pKpHa盐盐酸酸cc盐盐酸酸CCpKpHalg盐盐碱碱CCpKpOHblg盐盐碱碱或或CCpKpHblg14结论:结论:a.弱酸弱酸弱酸盐弱酸盐组成(例组成(例HAcN
24、aAc):):b.弱碱弱碱弱碱盐组成(例弱碱盐组成(例 NH3H2ONH4Cl):):我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物例:例:90 mL含有含有 0.10 mol/L HAc和和0.10 mol/L NaAc 的缓冲溶液的的缓冲溶液的pH值为多少?在该缓冲溶液中分别加入值为多少?在该缓冲溶液中分别加入(1) 0.010 mol/L HCl 溶液溶液10mL;(2) 0.010mol/L NaOH 溶液溶液10mL;(3)水水10mL试计算它们的试计算它们的pH值。值。解:解:76410101
25、07515.lg).lg(lgNaAcHAcaCCpKpH我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(1) 加加 HCl 溶液后,溶液后,HAc和和 Ac- 的浓度分别为的浓度分别为:)/(.LmolCHAc091010010010090100)/(.LmolCNaAc08901001001009010075408900910764.lg.lg盐盐酸酸CCpKpHa我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物(
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