酸碱平衡与酸碱滴定法课件.ppt
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1、关于酸碱平衡与酸碱关于酸碱平衡与酸碱滴定法滴定法现在学习的是第1页,共149页第一节第一节 酸碱质子理论酸碱质子理论阿仑尼乌斯电离理论阿仑尼乌斯电离理论 酸酸:在在水水溶溶液液中中离离解解出出的的阳阳离离子子全全部部是是H+的的化化合合物。物。碱碱:在在水水溶溶液液中中离离解解出出的的阴阴离离子子全全部部是是OH-的的化化合合物。物。局局限限性性:许许多多化化学学反反应应在在非非水水溶溶液液或或无无溶溶剂剂系系统统中进行。中进行。NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl 不不含含H+或或OH-的的物物质质亦亦可可显显出出酸酸或或碱碱的的性性质质。如如NaAc水溶液显碱性。水溶液显碱性。现在学习的
2、是第2页,共149页 质子理论认为:质子理论认为:酸酸:凡能给出凡能给出H+的物质,的物质,HCl、HAc等等碱碱:凡能接受凡能接受H+的物质,的物质,Ac-、S2-等等两性物质:两性物质:既能给出既能给出H+,又能接受,又能接受H+的物质,的物质,H2O、NH3、HS-等。等。1酸碱定义酸碱定义现在学习的是第3页,共149页2共轭酸碱对共轭酸碱对 统一在质子上的对应关系叫酸碱共轭关系。统一在质子上的对应关系叫酸碱共轭关系。共轭酸碱对的共轭酸碱对的和和的关系:的关系:在一个共轭酸碱对中,酸的酸性与碱的碱性的强弱关系为:酸愈强在一个共轭酸碱对中,酸的酸性与碱的碱性的强弱关系为:酸愈强(即给出质子
3、的能力愈强即给出质子的能力愈强),它的共轭碱就愈弱,它的共轭碱就愈弱(即接受质子能力愈弱即接受质子能力愈弱);酸;酸愈弱,它的共轭碱就愈强。愈弱,它的共轭碱就愈强。现在学习的是第4页,共149页3酸碱反应的实质酸碱反应的实质质子理论认为:质子理论认为:任何酸碱反应都是两个共轭酸碱任何酸碱反应都是两个共轭酸碱对之间的质子传递过程。对之间的质子传递过程。方方向向:较较强强的的碱碱夺夺取取较较强强的的酸酸所所给给出出的的质质子子而而转转化化为为各各自的共轭弱酸和弱碱。自的共轭弱酸和弱碱。局限性局限性:对于无质子参加的酸碱反应无法解释对于无质子参加的酸碱反应无法解释。现在学习的是第5页,共149页例例
4、NH4+的共轭碱是的共轭碱是(),H2O的共轭酸是的共轭酸是()。NH3H3O+练习练习写出下列各物质的共轭酸:写出下列各物质的共轭酸:(1)CO3 32 (2)(2)NH3 3 (3)(3)HS (4)(4)H2O (5)(5)HPO4 42 (6)(6)Zn(H2O)3(OH)现在学习的是第6页,共149页解:解:(1)HCO3(2)NH4+(3)H2S(4)H3O+(5)H2PO4(6)Zn(H2O)42现在学习的是第7页,共149页练习练习写出下列各物质的共轭碱。写出下列各物质的共轭碱。(1)HC2O4(2)HClO(3)H2PO4(4)NH3(5)HSO3(6)Cu(H2O)42+解
5、:解:(1)C2O42-(2)ClO-(3)HPO42-(4)NH2-(5)SO32-(6)Cu(H2O)3(OH)+现在学习的是第8页,共149页4水的离子积和水的离子积和PH称为水的离子积常数称为水的离子积常数现在学习的是第9页,共149页的意义为:一定温度时,水溶液的意义为:一定温度时,水溶液氢离子和氢氧根氢离子和氢氧根离子浓度之积为一常数。离子浓度之积为一常数。和现在学习的是第10页,共149页5酸碱的强度酸碱的强度在在溶溶液液中中酸酸碱碱的的强强度度不不仅仅取取决决于于酸酸碱碱本本身身给给出出质质子子和和接接受受质质子子能能力力的的大大小小,还还与与溶溶剂剂接接受受和和给给出出质质子
6、子的的能能力力有有关关。最最常常用用的的溶溶剂剂是是水水,在在水水溶溶液液中中,酸酸碱碱的的强强度度通通常常用用它它们们在在水中的解离常数或酸常数、碱常数的大小来衡量。水中的解离常数或酸常数、碱常数的大小来衡量。现在学习的是第11页,共149页酸常数和碱常数现在学习的是第12页,共149页6共轭酸碱对中酸、碱常数的关系共轭酸碱对中酸、碱常数的关系=在HAc Ac-共轭酸碱对中现在学习的是第13页,共149页例:解:现在学习的是第14页,共149页第二节第二节酸碱平衡酸碱平衡1溶液中酸碱平衡的处理方法溶液中酸碱平衡的处理方法 弱弱酸酸或或弱弱碱碱在在水水溶溶液液中中仅仅部部分分解解离离,绝绝大大
7、部部分分仍仍然然已已未未解解离离的的分分子子状状态态存存在在,因因此此弱弱酸酸或或弱弱碱碱的的水水溶溶液液中中存存在在各各种种相相关关的的型型体体。酸酸碱碱溶溶液液中中平平衡衡型型体体之之间间存存在在三三大大平平衡衡关关系系:物料(质量)平衡、电荷平衡和质子平衡。物料(质量)平衡、电荷平衡和质子平衡。现在学习的是第15页,共149页(1)物料平衡(物料平衡(MBE)指在一个化学平衡体系中,某一给定物质的总浓度等指在一个化学平衡体系中,某一给定物质的总浓度等于该组分各种型体的平衡浓度之和。于该组分各种型体的平衡浓度之和。例如浓度例如浓度c为为0.10molL-1HAc溶液,其物料平衡式为:溶液,
8、其物料平衡式为:c cHAcHAcc(HAc)+c(Acc(HAc)+c(Ac-)0.10(molL0.10(molL-1-1)练习:练习:浓度为浓度为0.20 molL0.20 molL-1-1 NaHCO NaHCO3 3溶液,其物料平衡式溶液,其物料平衡式浓度为浓度为0.50 molL0.50 molL-1-1 Na Na2 2SOSO3 3溶液,其物料平衡式又怎样?溶液,其物料平衡式又怎样?现在学习的是第16页,共149页(2 2)电荷平衡(电荷平衡(CBECBE)处于平衡状态的水溶液是电中性的,即溶液中荷正电质处于平衡状态的水溶液是电中性的,即溶液中荷正电质点所带正电荷的总数与荷负电
9、质点所带负电荷的总数相等,点所带正电荷的总数与荷负电质点所带负电荷的总数相等,根据这一原则,由各离子的电荷和浓度,可列出电荷平衡方根据这一原则,由各离子的电荷和浓度,可列出电荷平衡方程。程。如如HAcHAc溶液,其电荷平衡式为:溶液,其电荷平衡式为:C(HC(H+)c(Acc(Ac-)+c(OH)+c(OH-)思考:思考:NaHCONaHCO3 3溶液的电荷平衡式?溶液的电荷平衡式?现在学习的是第17页,共149页(3 3)质子平衡质子平衡 酸碱反应达到平衡时,酸失去的质子数与碱得到的酸碱反应达到平衡时,酸失去的质子数与碱得到的质子数相等,其数学表达式为质子条件式。质子数相等,其数学表达式为质
10、子条件式。零水准法列出质子条件式,其步骤为:零水准法列出质子条件式,其步骤为:(1 1)选择适当的基准态物质(零水准),基准态物质通常)选择适当的基准态物质(零水准),基准态物质通常是溶液中大量存在并参与质子转移的物质。是溶液中大量存在并参与质子转移的物质。(2 2)根据质子转移数相等的数量关系写出质子条件式)根据质子转移数相等的数量关系写出质子条件式。例例 写出写出HCOOHHCOOH、NaHNaH2 2POPO4 4水溶液的质子条件水溶液的质子条件 现在学习的是第18页,共149页在一定条件下,一元弱酸或弱碱的水溶液中在一定条件下,一元弱酸或弱碱的水溶液中存在着未电离的分子与其电离生成的离
11、子之间的存在着未电离的分子与其电离生成的离子之间的动态平衡,称为电离平衡。动态平衡,称为电离平衡。如如:HAc+H2OH3O+Ac-简化为简化为:2溶液中弱酸、弱碱的解离平衡溶液中弱酸、弱碱的解离平衡(1)(1)解离平衡和解离常数解离平衡和解离常数现在学习的是第19页,共149页依化学平衡原理:依化学平衡原理:因标准态浓度因标准态浓度c=1.0moLL1 则则:现在学习的是第20页,共149页NH3在水溶液中的电离在水溶液中的电离平衡和电离常数表达式平衡和电离常数表达式现在学习的是第21页,共149页有关解离常数有关解离常数:一定温度下,有一个确定的电离常数,由实一定温度下,有一个确定的电离常
12、数,由实验测得。其大小反映了弱电解质解离程度的大小。验测得。其大小反映了弱电解质解离程度的大小。同温度、同浓度下,同类型的弱酸(或弱碱)同温度、同浓度下,同类型的弱酸(或弱碱)的的(或或)越大,则其解离程度也就越大,溶越大,则其解离程度也就越大,溶液的酸性(或碱性)就越强。液的酸性(或碱性)就越强。(或或)具有一般平衡常数的特征。对具有一般平衡常数的特征。对于给定电解质,它与于给定电解质,它与T有关,与浓度无关。当温度有关,与浓度无关。当温度变化不大时,可忽略变化不大时,可忽略T对电离常数的影响。对电离常数的影响。现在学习的是第22页,共149页解离度解离度解离度与解离常数的定量关系解离度与解
13、离常数的定量关系(2)解离度和稀释定律解离度和稀释定律现在学习的是第23页,共149页当当很小时:很小时:则则:现在学习的是第24页,共149页对于一元弱碱来说:对于一元弱碱来说:因此,只有在相同浓度下才能用电离度比较弱电因此,只有在相同浓度下才能用电离度比较弱电解质的相对强弱。解质的相对强弱。而电离常数则与浓度无关,故应用比而电离常数则与浓度无关,故应用比电离度大。电离度大。表示表示、和和c之间的定量关系,称稀释之间的定量关系,称稀释定律。表明溶液浓度越稀,电离度越大。定律。表明溶液浓度越稀,电离度越大。现在学习的是第25页,共149页3同离子效应和盐效应同离子效应和盐效应 加入:加入:Na
14、AcNa+Ac-由于由于c(Ac-),引起引起HAc电离平衡向左移动,达到新电离平衡向左移动,达到新的平衡后,的平衡后,c(H+),c(HAc),即电离度即电离度。同离子效应同离子效应:由于在弱电解质溶液中加入一种含:由于在弱电解质溶液中加入一种含有相同离子(阴或阳离子)的强电解质,使弱电解质有相同离子(阴或阳离子)的强电解质,使弱电解质电离度降低的现象。电离度降低的现象。(1 1)同离子效应)同离子效应现在学习的是第26页,共149页 盐盐效效应应:在在弱弱电电解解质质溶溶液液中中,加加入入不不含含相相同同离离子子的的强强电电解解质质(NaCl),使使得得溶溶液液中中的的离离子子浓浓度度增增
15、大大,阻阻碍碍了了弱弱电电解解质质的的阴阴、阳阳离离子子结结合合成成分分子子,从从而而使使该该弱弱电电解解质质的的电电离离度度略略有有增增大大,这这种种效效应应称称盐盐效应。效应。注意:同离子效应盐效应注意:同离子效应盐效应(2 2)盐效应)盐效应现在学习的是第27页,共149页v例:在例:在0.100 molL-1 HAc溶液中,加入固体溶液中,加入固体NaAc使其浓度为使其浓度为0.100 molL-1(忽略加入后体忽略加入后体积的变化积的变化),求此溶液中,求此溶液中c(H+)和)和HAc的电离度。的电离度。现在学习的是第28页,共149页第三节第三节酸碱平衡中有关浓度计算酸碱平衡中有关
16、浓度计算1 酸碱溶液酸碱溶液pH的计算的计算(1 1)一元弱酸、弱碱溶液)一元弱酸、弱碱溶液在弱电解质的水溶液中,同时存在着两个在弱电解质的水溶液中,同时存在着两个解离平衡。以弱酸解离平衡。以弱酸HBHB为例,一个是弱酸为例,一个是弱酸HBHB的解离平衡:的解离平衡:另一个是溶剂H2O的电离平衡。即现在学习的是第29页,共149页它们都能解离生成H+,当弱酸 ,且其起始浓度c不是很小时,可以忽略H2O的解离所产生的H+,而只考虑弱酸HB的解离:HB H+B 初始浓度/(molL-1)c 0 0 平衡浓度/(molL-1)c c(H+)c(H+)c(B-)而c(H+)c(B-),代入解离常数表达
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