第五章酸碱平衡新PPT讲稿.ppt
《第五章酸碱平衡新PPT讲稿.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第五章酸碱平衡新PPT讲稿.ppt(90页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第五章酸碱平衡新第1页,共90页,编辑于2022年,星期三1、熟悉酸碱三大理论。、熟悉酸碱三大理论。2、掌握弱酸、弱碱溶液的、掌握弱酸、弱碱溶液的pH值以及多元弱酸碱的分级计算值以及多元弱酸碱的分级计算。3、理解缓冲溶液的作用原理,掌握其、理解缓冲溶液的作用原理,掌握其pH值的计算、配制。值的计算、配制。4、初步认识同离子效应、盐效应对弱电解质的电离度影响、初步认识同离子效应、盐效应对弱电解质的电离度影响。5、熟悉缓冲溶液在药物生产、药物质量控制上的应用、熟悉缓冲溶液在药物生产、药物质量控制上的应用。本章教学要求第2页,共90页,编辑于2022年,星期三第一节第一节:酸碱理论酸碱理论第二节:水
2、的质子自递平衡第二节:水的质子自递平衡第三节:弱酸弱碱电离平衡第三节:弱酸弱碱电离平衡第五节:难溶强电解质的沉淀溶解平衡第五节:难溶强电解质的沉淀溶解平衡第3页,共90页,编辑于2022年,星期三 第一节:第一节:第一节:第一节:酸酸酸酸 碱碱碱碱 理理理理 论论论论第4页,共90页,编辑于2022年,星期三 在生物体的生命过程中,酸碱起着重要的作用,适宜稳定的酸度,有利于细胞的正常生理功能的表达。而且很多药物本身就是酸或碱,它们的制备、分析测定条件以及药理作用等,都与酸碱性有密切的关系。疑问:什么是酸?什么是碱呢?引引 言言第5页,共90页,编辑于2022年,星期三模拟实验模拟实验:HClH
3、Cl石石 蕊蕊石石 蕊蕊NaOHNaOH石蕊试剂石蕊试剂:兰色兰色 红色红色实验现象实验现象:最初人们根据物质表现出来的性质来区分酸和碱。最初人们根据物质表现出来的性质来区分酸和碱。红色红色 兰色兰色 酸酸碱碱第6页,共90页,编辑于2022年,星期三一、酸碱电离理论一、酸碱电离理论 1887年阿仑尼斯(年阿仑尼斯(S.Arrhenius)提出了酸碱电离理论)提出了酸碱电离理论:酸酸:凡在水溶液中能电离产生 H+的物质。碱碱:凡在水溶液中能电离产生OH-的物质。HAcHAcH2OH2OH+电离产生:电离产生:酸酸碱碱KOHKOH电离产生:电离产生:OH-第7页,共90页,编辑于2022年,星期
4、三一、酸碱电离理论一、酸碱电离理论1、仅限于水溶液,无法说明物质在非水溶液中的酸碱问题。如:在液氨中,NH4+与NaNH2的反应。NH4+NH2-2 NH32、把碱限制为氢氧化物,对Na2CO3、Na3PO4等本质上具有碱性无法说明。非水滴定非水滴定局局 限限 性:性:第8页,共90页,编辑于2022年,星期三二、酸碱质子理论二、酸碱质子理论酸酸:能给出质子的物质能给出质子的物质,即质子的给体即质子的给体。如:HCl H+Cl-碱:能与质子结合的物质,即质子的受体。如:NaOH,OH-,Ac-,NH3,CO3-,CN-.1923年布朗斯特(J.N.Bronsted)提出了酸碱质子理论。提示:质
5、子理论把碱的范围大大地扩大了。第9页,共90页,编辑于2022年,星期三二、酸碱质子理论二、酸碱质子理论 酸给出质子后余下的那部分就是碱,碱接受质子后就成了酸,酸碱的这种相互依存关系叫共轭关系。HAc H+Ac-1 1、共轭酸碱对、共轭酸碱对:酸酸 H+碱碱 酸酸 碱碱-H+H+第10页,共90页,编辑于2022年,星期三二、酸碱质子理论二、酸碱质子理论1、共轭酸碱对:H+H+“有酸才有碱,有碱才有酸,酸中有碱,碱可变酸有酸才有碱,有碱才有酸,酸中有碱,碱可变酸”。HAc +H2O Ac-+H3O+酸1 碱2 碱1 酸2 NH4+H2O NH3 +H3O+酸1 碱2 碱1 酸2第11页,共90
6、页,编辑于2022年,星期三二、酸碱质子理论二、酸碱质子理论2、酸碱反应的实质:酸碱反应的实质:一切酸碱反应都是质子传递反应。NH4+NH2-2 NH3H+CO32-+H2O HCO3-+OH-H+第12页,共90页,编辑于2022年,星期三3、两 性 物:在某个共轭酸碱对中是碱,在另一个共轭酸碱对中又是酸,这样的物质称为两性物。如:如:HS-H2PO4-HPO4-HSO3-HCO3-HSiO3-等都是等都是两性物。两性物。二、酸碱质子理论二、酸碱质子理论H2PO4-+H+H3PO4HPO42-+H+第13页,共90页,编辑于2022年,星期三二、酸碱质子理论二、酸碱质子理论4、酸碱的强弱:这
7、不仅取决于酸碱本身释放质子和接受质子的能力,同时也取决于溶剂释放和接受质子的能力。因此比较酸碱强弱必须固定溶剂,一般以水为溶剂。同一酸碱在不同的溶剂中的相对强弱则由溶剂的性质决定的。例如:HAc在溶剂水中是一弱酸,而在溶剂液氨中却是一较强的酸。第14页,共90页,编辑于2022年,星期三 由此可见:为了定量地表示质子论中的各种酸碱的相对强弱,我们必须用一两性物质作为基准物-H2O大多数的酸.碱的酸度常数.碱度常数都能从参考书中查找到的。二、酸碱质子理论二、酸碱质子理论4、酸碱的强弱:HAc +H2O Ac-+H3O+Ac-+H2O HAc+OH-第15页,共90页,编辑于2022年,星期三 理
8、论小结理论小结 酸酸碱碱质质子子理理论论不不仅仅扩扩大大了了酸酸碱碱的的含含义义和和酸酸碱碱反反应应的的范范围围,同同时时摆摆脱脱了了酸酸碱碱反反应应必必须须在在水水中中发发生生的的局局限限性性,并并且且揭揭示示了了酸酸碱碱反反应应的的实实质质是是质质子传递的反应。子传递的反应。第16页,共90页,编辑于2022年,星期三三、酸碱电子理论三、酸碱电子理论1923年路易斯(Lewis)提出了酸碱电子理论。Cu2+4(:NH3)H3N Cu NH3 NH3NH3酸酸碱碱酸:凡是能接受电子对的分子、离子、原子团。碱:凡是能给出电子对的分子、离子、原子团。第17页,共90页,编辑于2022年,星期三三
9、、酸碱电子理论三、酸碱电子理论 Lewis Lewis 酸酸 酸碱电子理论与酸碱质子理论相比,扩大了酸的范围,因为能接受电子对作为Lewis酸的物质不仅是质子,也可以是金属离子或缺电子的分子。如如:金属离子:金属离子:Fe 3+、Zn2+、Hg2+、Co2+、Ni2+如如:缺电子分子:缺电子分子:BF3 、AlCl3 提示:能提供合适的空轨道,就是Lewis酸。第18页,共90页,编辑于2022年,星期三三、酸碱电子理论三、酸碱电子理论 Lewis Lewis 碱碱 提示:它们均有未共享的电子对,Lewis 碱与质子碱概念基本上没有区别,质子理论中的碱要接受一个质子,其实它必定有未共享的电子对
10、。oHHNHHHFH第19页,共90页,编辑于2022年,星期三课堂提问:在酸碱电子理论中,酸碱反应的实质是什么?Cu2+4(:NH3)H3N Cu NH3 NH3NH3酸酸碱碱 酸碱反应的实质:碱性物质提供电子对,与酸性物质生成配位共价键的反应。配位键配位键第20页,共90页,编辑于2022年,星期三随堂练习:Fe(H2O)62+、Cr(H2O)5(OH)2+、CO32、H2PO4、NH4+、H2O、H2S、HS1、根据酸碱质子理论,下列物质哪些是酸?哪些是碱?哪些是两性物?酸酸:Fe(H2O)62+、NH4+、H2S碱:CO32两性物:Cr(H2O)5(OH)2+、H2PO4、H2O、HS
11、第21页,共90页,编辑于2022年,星期三随堂练习:2、根据酸碱质子理论,下列叙述中不正确的是()A:酸碱反应的实质是质子转移 B:化合物中没有了盐的概念C:酸失去质子后就成为碱 D:酸愈强,其共轭碱也愈强 3、已知H2S的Ka1=9.110-8,Ka2=1.110-12,那么对于反应S2-+H2O=HS-+OH-,该反应的平衡常数K=_,共轭酸碱对为_。第22页,共90页,编辑于2022年,星期三 课课 堂堂 小小 结结 酸酸碱碱电电离离理理论论认认为为:凡凡在在水水溶溶液液中中能能电电离离产产生生H+的的物物质质就就是是酸酸;凡凡在在水溶液中能电离产生水溶液中能电离产生OH-的物质就是碱
12、。的物质就是碱。酸碱质子理论认为:能给出质子的物质就是酸;能与质子结合的酸碱质子理论认为:能给出质子的物质就是酸;能与质子结合的物质就是碱。酸碱反应的实质:质子的传递反应。物质就是碱。酸碱反应的实质:质子的传递反应。酸碱电子理论认为酸碱电子理论认为:凡是能接受电子对的物质,就是酸;凡是能给出:凡是能接受电子对的物质,就是酸;凡是能给出电子对的物质,就是碱。电子对的物质,就是碱。酸碱反应的实质:酸碱反应的实质:碱性物质提供电子对,与酸性碱性物质提供电子对,与酸性物质生成配位共价键的反应。物质生成配位共价键的反应。第23页,共90页,编辑于2022年,星期三H+简化为:K W 随温度的变化不大,为
13、了方便起见,一般在室温时,采用随温度的变化不大,为了方便起见,一般在室温时,采用1.010-14。第二节:水的质子自递平衡水的离子积水的离子积一、水的自递平衡一、水的自递平衡第24页,共90页,编辑于2022年,星期三共轭酸碱对中酸的酸度常数,与共轭碱的的关系:对于弱酸HA:HA(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+A(aq)对于其共轭碱A:A(aq)+H2O(l)HA (aq)+OH(aq)第25页,共90页,编辑于2022年,星期三当c(H+)比较小时,常用pH(或pOH)表示溶液酸碱性定义:定义:pH=7 中性中性pH 7 碱性碱性pH+pOH =pKw=14 相 关 规 定第26页,
14、共90页,编辑于2022年,星期三C/Ka 500,近似公式一、一、一元弱酸弱碱电离平衡一元弱酸弱碱电离平衡弱酸 HA的电离平衡:HA+H2O H3O+A第27页,共90页,编辑于2022年,星期三电离平衡常数与电离度的关系:电离度:相同浓度的不同弱电解质的电离度与电离平衡常数的平方根成正比。稀释定律第28页,共90页,编辑于2022年,星期三1、计算0.1mol/L HAc溶液中H+与 Ac-及电离度.解:因为课堂习题第29页,共90页,编辑于2022年,星期三2、计算1.010-4mol/l HCN溶液的pH。课堂习题解:解:第30页,共90页,编辑于2022年,星期三二、多元弱酸的电离平
15、衡二、多元弱酸的电离平衡 一级离解常数二级离解常数 第三节:弱酸弱碱电离平衡第31页,共90页,编辑于2022年,星期三第32页,共90页,编辑于2022年,星期三二、多元弱酸的电离平衡二、多元弱酸的电离平衡所以:S2-=Ka2 与该酸的起始浓度无关。疑问:在二元弱酸H2S溶液中,S2-=?它与起始浓度有关吗?第33页,共90页,编辑于2022年,星期三计算0.1mol/LH2S水溶液的H+、pH、S2-。解解:因为因为Ka1Ka2 ,C/Ka1500 HS-H+S2-=1.1X10-14 mol/l=Ka2课堂习题第34页,共90页,编辑于2022年,星期三计算计算0.1mol/l Na2C
16、O3溶液溶液pH.课堂习题解:解:第35页,共90页,编辑于2022年,星期三三、酸碱两性物质溶液pH值的计算 两性阴离子,如HCO3、H2PO4、HPO42;阳离子酸和阴离子碱组成的两性物质(弱酸弱碱盐),如NH4Ac;氨基酸型两性物质(以NH3+CHRCOO为代表)。常见的两性物质有三种类型:通常根据具体情况,抓住溶液中的主要平衡,进行近似处理。如:HCO3CO32 HCO3 H2CO3+H+H+第36页,共90页,编辑于2022年,星期三 Ka:是两性物质作为酸时本身的酸度常数,Ka a:其作为碱时,其共轭酸的酸度常数。CO32 HCO3 H2CO3+H+H+前提条件前提条件 根据对平衡
17、的处理和数学推导,以及基于与前面近似处理的相同原则,可得:当KaC 20Kw,且C 20 时,经推导和近似处理,可得到两性物 质的H+浓度近似计算公式:第37页,共90页,编辑于2022年,星期三解:在NaHCO3 溶液中存在以下平衡HCO3+H2O CO3 2+H3O+Ka=Ka2(H2CO3)=5.611011HCO3+H2O H2CO3 +OH Kb bKa,说明结合质子的能力大于给出质子的能力,所以溶液显碱性。,说明结合质子的能力大于给出质子的能力,所以溶液显碱性。课堂习题定性说明NaHCO3溶液的酸碱性。第38页,共90页,编辑于2022年,星期三四、酸碱电离平衡的移动四、酸碱电离平
18、衡的移动 同离子效应:在弱电解质的溶液中,加入与该电解质有相同离子的强电解质,使弱电解质的电离平衡向左移动,从而降低弱电解质电离度的现象.HAc +H2O Ac-+H3O+NH3+H2O NH4+OH-加入加入NaAc加入加入NH4Cl Ac-增大平衡向左移动 NH4+增大平衡向左移动第39页,共90页,编辑于2022年,星期三计算 1)0.1mol/lHAc的H+、电离度a 2)在该1升溶液中加入0.1mol/LNaAc后溶液中的H+、电离度a。课 堂 习 题解:因为第40页,共90页,编辑于2022年,星期三平衡时:x(x+0.1)(0.1-x)可见:由于同离子效应,H+由1.310-3m
19、ol/l1.8X10-5moL,a由1.30.018两者下降幅度较大。习 题 题 解 HAc +H2O Ac-+H3O+解:2):第41页,共90页,编辑于2022年,星期三离子氛与离子强度离子氛与离子强度 中心离子周围的异号离子群叫做离子氛。离子的浓度越大,离子所带电荷数越多,离子与它的离子氛之间的作用就越强。用离子强度概念来衡量溶液中离子氛之间相互作用的强弱:第42页,共90页,编辑于2022年,星期三 在弱电解质溶液中加入其它强电解质时,该弱电解质的电离度将会稍有增大,这种影响称为盐效应。例如:在0.10molL1的HAc溶液中加入固体NaCl,使 NaCl的浓度达到0.20 molL1
20、。电离度由1.32增大到1.89,增大了1.4倍,可见盐效应使弱电解质的电离度增大并不显著。(离子氛,使离子氛,使 H+的活度降低。的活度降低。)盐盐 效效 应应第43页,共90页,编辑于2022年,星期三 第四节:缓 冲 溶 液第44页,共90页,编辑于2022年,星期三 许多化学反应都要求在适宜而稳定的pH条件下进行,那么溶液的pH如何控制?怎样使溶液的pH保持稳定?请仔细观察实验一:请仔细观察实验一:第45页,共90页,编辑于2022年,星期三 许多化学反应都要求在适宜而稳定的pH条件下进行,那么溶液的pH如何控制?怎样使溶液的pH保持稳定?加酸量pH值变化加碱量pH值变化0.10mol
21、/LNaCl(A)0.10mol/LHAc与NaAc(B)AHClANaOH7.0 2.07.0 2.00.010molHCl0.010molHCl0.010molHCl0.010molHCl7.0 12.07.0 12.00.010molNaOH0.010molNaOH0.010molNaOH0.010molNaOHBHClBNaOH4.75 4.664.75 4.664.75 4.844.75 4.84实验二:实验二:实验二:实验二:实验证明:实验证明:B B杯中的混合溶液能对外来少量强酸、强碱的加入,维持体系的杯中的混合溶液能对外来少量强酸、强碱的加入,维持体系的pHpH值基本不变。值基
22、本不变。第46页,共90页,编辑于2022年,星期三 缓冲溶液:是一种能抵抗少量强酸、强碱和水的稀释而保持溶液pH值基本不变的混合溶液。一、缓冲作用原理一、缓冲作用原理组成缓冲溶液的两种物质称为缓冲对或缓冲系。如:HAcNaAc;NH3NH4Cl;Na2CO3NaHCO3第47页,共90页,编辑于2022年,星期三一、缓冲作用原理一、缓冲作用原理弱酸 强电解质 由于外加含有相同离子强电解质,使得HAc(弱电解质)平衡发生移 动 同离子效应。完全电离部分电离第48页,共90页,编辑于2022年,星期三一、缓冲作用原理一、缓冲作用原理加少量加少量H+由于有大量由于有大量Ac-结合结合H+生成生成H
23、Ac使得使得溶液的溶液的pH值基本不变值基本不变加少量加少量OH-+由于由于HAc浓度大可进一步离解,补充浓度大可进一步离解,补充被结合的被结合的H+使得溶液的使得溶液的pH值基本不变值基本不变弱 酸 共轭碱抗酸成分抗酸成分抗碱成分抗碱成分第49页,共90页,编辑于2022年,星期三二、缓二、缓 冲冲 溶溶 液液 计计 算算即即:HAc HHAc H+Ac +Ac-平衡时:平衡时:c ca a-x x x x C C共轭碱共轭碱共轭碱共轭碱+x x第50页,共90页,编辑于2022年,星期三二、缓冲溶液计算二、缓冲溶液计算若在缓冲溶液中加少量水,pH会怎样?可见,加少量水,溶液的pH值也基本不
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第五 酸碱 平衡 PPT 讲稿
限制150内