基础化学 电解质溶液精.ppt

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1、基础化学 电解质溶液第1页，本讲稿共55页第一节 强电解质溶液理论1强电解质和弱电解质强电解质和弱电解质1.定义：电解质是溶于水中或熔融状态下能导电定义：电解质是溶于水中或熔融状态下能导电的化合物，这些化合物的水溶液称为电解质溶的化合物，这些化合物的水溶液称为电解质溶液。液。+第2页，本讲稿共55页电解质可分为强电解质和弱电解质两类。电解质可分为强电解质和弱电解质两类。在水溶液中能完全解离成离子的化合物在水溶液中能完全解离成离子的化合物就是就是强电解质强电解质。例如。例如 Na+Cl-Na+Cl-(离子型化合物离子型化合物)HCl H+Cl-(强极性分子强极性分子)弱电解质弱电解质在水溶液中只

2、能部分解离成离在水溶液中只能部分解离成离子的化合物。例如：子的化合物。例如：HAc H+Ac-第3页，本讲稿共55页解离度解离度：达解离平衡时，已解离的分子数和分子总数：达解离平衡时，已解离的分子数和分子总数之比。单位为一，可以百分率表示。之比。单位为一，可以百分率表示。通常通常0.1 molkg-1溶液中，强电解质溶液中，强电解质30%；弱电解；弱电解质质5%.第4页，本讲稿共55页例例 某某电解解质HA溶溶液液，其其质量量摩摩尔浓度度b(HA)为0.1 molkg-1，测得得此此溶溶液液的的Tf为0.19，求求该物物质的的解离度。解离度。解解 设HA的解离度的解离度为，HA(aq)H+(a

3、q)+A-(aq)平衡平衡时/molkg-1 0.1-0.1 0.1 0.1HA+H+A-=0.1(1+)molkg-1根据根据Tf=Kfb0.19 K=1.86 Kkgmol-10.1(1+)molkg-1=0.022=2.2%第5页，本讲稿共55页校正系数校正系数i与解离度与解离度 的关系的关系 1)AB型电解质型电解质 AB(aq)A+(aq)+B-(aq)平衡时平衡时 c-c c c ic=(c-c)+c+c=c+c i=1+2)AB2（或（或A2B）型电解质）型电解质 AB2(aq)A2+(aq)+2B-(aq)平衡时平衡时 c-c c 2c ic=(c-c)+c+2c=c+2c i

4、=1+2第6页，本讲稿共55页2.2.强电解质溶液理论要点强电解质溶液理论要点电解质离子相互作用，电解质离子相互作用，离子氛存在，致使离子离子氛存在，致使离子间相互作用而互相牵制，间相互作用而互相牵制，表观解离度不是表观解离度不是100%100%。第7页，本讲稿共55页3.离子的活度和活度因子离子的活度和活度因子 活度活度：离子的有效浓度：离子的有效浓度(表观浓度表观浓度)小于理论浓度，有小于理论浓度，有效浓度的值就是活度效浓度的值就是活度aB。活度因子活度因子：B称为溶质称为溶质B的活度因子。的活度因子。离子的活度离子的活度aB=BbB/bOb为标准态的浓度为标准态的浓度(即即1 molkg

5、-1)。第8页，本讲稿共55页由于离子的表观浓度小于理论浓度，一般由于离子的表观浓度小于理论浓度，一般B 1 molL-1时，直接用直接用H3O+或或OH-表示。表示。第34页，本讲稿共55页人体各种体液的人体各种体液的pH体 液pH 体 液pH血清7.357.45大肠液8.38.4成人胃液0.91.5乳汁6.06.9婴儿胃液5.0泪水7.4唾液6.356.85尿液4.87.5胰液7.58.0脑脊液7.357.45小肠液7.6第35页，本讲稿共55页4共轭酸碱解离常数的关系共轭酸碱解离常数的关系酸酸HA及其共轭碱及其共轭碱HA(aq)+H2O(l)A-(aq)+H3O+(aq)A-(aq)+H

6、2O(l)HA(aq)+OH-(aq)H2O(l)+H2O(l)H3O+(aq)+OH-(aq)Kw=H3O+OH-以以Ka、Kb代入，得代入，得 KaKb=Kw第36页，本讲稿共55页例例 已知已知NH3的的Kb为1.810-5，试求求NH4+的的Ka。解解 NH4+是是NH3的共的共轭酸，酸，故故 Ka=Kw/Kb=1.010-14/(1.810-5)=5.610-10第37页，本讲稿共55页第四节第四节 酸碱溶液酸碱溶液pHpH的计算的计算1强酸或强碱溶液强酸或强碱溶液 强酸或强碱在一般浓度下，强酸或强碱在一般浓度下，HA：H3O+=c(HA)；B：OH-=c(B)。但当但当H3O+或或

7、OH-10-6molL-1时，此时时，此时由由H2O解离出的解离出的H+或或OH-就不能忽略。就不能忽略。第38页，本讲稿共55页2一元弱酸或弱碱溶液一元弱酸或弱碱溶液1.一元弱酸溶液一元弱酸溶液在弱酸在弱酸HA的水溶液中，的水溶液中，HA(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+A-(aq)H2O(l)+H2O(l)H3O+(aq)+OH-(aq)Kw=H3O+OH-第39页，本讲稿共55页当当Kaca 20Kw，可以忽略水的，可以忽略水的质子自子自递平衡平衡 HA(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+A-(aq)平衡平衡时 ca(1-)ca ca 当当ca/ka 500时，第40页，本讲稿

8、共55页2.一元弱碱溶液一元弱碱溶液 B(aq)+H2O(l)HB+(aq)+OH-(aq)同理同理,当当Kbcb20Kw，且且cbKb500时，第41页，本讲稿共55页解解 Ka=1.7510-5，ca=0.100 molL-1，Kaca=1.7510-620Kw，又又 ca/Ka=0.100/(1.7510-5)500pH=2.88例例 计算计算0.100 molL-1 HAc溶液的溶液的pH值。值。第42页，本讲稿共55页例：已知例：已知25时，时，0.20molL-1氨水的解离度为氨水的解离度为 0.95%，求，求OH-,pH值和氨的解离常数。值和氨的解离常数。解：解：NH3(aq)+

9、H2O(l)NH4+(aq)+OH-(aq)初始初始/molL-1 0.20平衡平衡/molL-1 0.20(1-0.95%)0.200.95%0.200.95%OH-=0.20 molL-10.95%=1.910-3 molL-1 pH=14.00-(-lg1.910-3)=11.27第43页，本讲稿共55页第六节第六节 难溶强电解质的沉淀溶解平衡难溶强电解质的沉淀溶解平衡1溶度积和溶度积规则溶度积和溶度积规则 1.溶度积溶度积 水溶液中水溶液中AgCl沉淀与沉淀与Ag+Cl-间的平衡为间的平衡为 将将AgCl(s)并入常数项，得并入常数项，得 Ksp称为溶度积常数，简称称为溶度积常数，简称

10、溶度积溶度积。第44页，本讲稿共55页在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中离在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中离子浓度幂之乘积为一常数。子浓度幂之乘积为一常数。对于对于AaBb型的难溶电解质型的难溶电解质AaBb(s)aAn+(aq)+bBm-(aq)第45页，本讲稿共55页例例 Ag2CrO4在在298.15K时的的溶溶解解度度为6.5410-5 molL-1，计算其溶度算其溶度积。解解 Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)Ag+=26.5410-5molL-1CrO42-=6.5410-5molL-1 Ksp(Ag2CrO4)=Ag+2CrO42-=(26.5410

11、-5)2(6.5410-5)=1.1210-12第46页，本讲稿共55页 同类型同类型的难溶电解质，溶解度愈大，溶度积也愈的难溶电解质，溶解度愈大，溶度积也愈大；大；不同类型不同类型的难溶电解质，不能直接根据溶度积来的难溶电解质，不能直接根据溶度积来比较溶解度的大小，要通过计算才能比较。比较溶解度的大小，要通过计算才能比较。电解质类型难溶电解质溶解度(molL-1)溶度积ABAgCl1.3310-51.7710-10A2BAg2CrO46.5410-51.1210-12第47页，本讲稿共55页例例 Mg(OH)2在在 298.15K时 的的Ksp为 5.6110-12，求求Mg(OH)2的溶解

12、度。的溶解度。解解 Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)设Mg2+=S，OH-=2S,KspMg(OH)2=Mg2+OH-2 =S(2S)2=4S3 =5.6110-12第48页，本讲稿共55页2.溶度积规则溶度积规则 离子积离子积IP，它表示任一条件下离子浓度幂，它表示任一条件下离子浓度幂的乘积。的乘积。IP和和Ksp形式类似，但形式类似，但Ksp表示饱和溶表示饱和溶液中离子浓度（平衡浓度）幂的乘积，仅是液中离子浓度（平衡浓度）幂的乘积，仅是IP的一个特例。的一个特例。IPKsp 沉淀析出沉淀析出 IP=Ksp 饱和溶液饱和溶液 IPKsp 沉淀溶解沉淀溶解第49页，本讲稿

13、共55页2沉淀平衡的移动沉淀平衡的移动1.沉淀的生成沉淀的生成溶液中的溶液中的IpKsp时，就会生成沉淀时，就会生成沉淀。例例 判断下列条件下是否有沉淀生成判断下列条件下是否有沉淀生成(均忽略体均忽略体积的的变化化)：(1)将将0.020 molL-1CaCl2溶液溶液10mL与等体与等体积同同浓度的度的Na2C2O4溶液相混合；溶液相混合；(2)在在1.0 molL-1CaCl2溶液中通溶液中通CO2气体至气体至饱和。和。第50页，本讲稿共55页解解 (1)等体等体积混合后混合后,c(Ca2+)=0.010 molL-1，c(C2O42-)=0.010 molL-1，IP(CaC2O4)=C

14、a2+C2O42-=1.010-4Ksp(CaC2O4)=2.3210-9 有有CaC2O4沉淀析出。沉淀析出。(2)饱和和CO2溶液中溶液中CO32-=Ka2=4.710-11IP(CaCO3)=Ca2+CO32-=4.710-11Ksp(CaCO3)=3.3610-9 无无CaCO3沉淀析出。沉淀析出。第51页，本讲稿共55页2.分级沉淀分级沉淀如果在溶液中有两种以上的离子可与同一如果在溶液中有两种以上的离子可与同一试剂反应产生沉淀，首先析出的是离子积试剂反应产生沉淀，首先析出的是离子积最先达到溶度积的化合物。这种按先后顺最先达到溶度积的化合物。这种按先后顺序沉淀的现象，称为序沉淀的现象，

15、称为分级沉淀分级沉淀。例如：在含有同浓度例如：在含有同浓度I-和和Cl-的溶液中，逐的溶液中，逐滴加入滴加入AgNO3溶液，最先看到淡黄色溶液，最先看到淡黄色AgI沉沉淀，至加到一定量淀，至加到一定量AgNO3溶液后，才生成溶液后，才生成白色白色AgCl沉淀。沉淀。利用分步沉淀可进行离子间的相互分离利用分步沉淀可进行离子间的相互分离。第52页，本讲稿共55页例例 在在c(I-)=c(Cl-)=0.01molL-1溶液中滴加溶液中滴加AgNO3，哪种离子先沉，哪种离子先沉淀？求第二种离子刚沉淀时第一种离子浓度。淀？求第二种离子刚沉淀时第一种离子浓度。解解 Ksp(AgCl)1.7710-10,K

16、sp(AgI)8.5210-17AgCl开始沉淀时开始沉淀时,AgI开始沉淀时，开始沉淀时，所以所以AgI先沉淀。当先沉淀。当 AgCl开始沉淀，开始沉淀，第53页，本讲稿共55页3.沉淀的溶解沉淀的溶解IPKsp方法：方法：生成难解离的物质（水、弱酸、弱碱、配生成难解离的物质（水、弱酸、弱碱、配离子和其他难解离的分子）使沉淀溶解。离子和其他难解离的分子）使沉淀溶解。利用氧化还原反应使沉淀溶解。利用氧化还原反应使沉淀溶解。第54页，本讲稿共55页小小 结结1、强电解质理论的基本点；活度的概念及与浓度的关、强电解质理论的基本点；活度的概念及与浓度的关系；系；2、酸碱质子理论；水的质子自递平衡和弱酸碱的解离、酸碱质子理论；水的质子自递平衡和弱酸碱的解离-结合平衡的基本规律；水的离子积、弱酸（碱）的酸结合平衡的基本规律；水的离子积、弱酸（碱）的酸常数（碱常数）表达式，理解其意义；定量计算一元弱常数（碱常数）表达式，理解其意义；定量计算一元弱酸、一元弱碱溶液酸、一元弱碱溶液pH值；值；3、难溶强电解质的沉淀、难溶强电解质的沉淀-溶解平衡基本规律；溶度积和溶解平衡基本规律；溶度积和溶度积规则，并能作有关定量计算；沉淀溶度积规则，并能作有关定量计算；沉淀-溶解平衡的移溶解平衡的移动和影响平衡移动的因素。动和影响平衡移动的因素。第55页，本讲稿共55页