大学无机化学课件.ppt
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《大学无机化学课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《大学无机化学课件.ppt(90页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、化学与化工学院化学与化工学院第四章第四章 电解质溶液电解质溶液和离子平衡和离子平衡化学与化工学院化学与化工学院活度活度n离子在参加化学反应时所表现出的有效浓度称为该离子的活度=c:活度系数 c:溶液的浓度n离子强度:用于表现溶液浓度和电荷数对活度系数的影响;等于溶液中各种离子(包括正、负离子)的浓度与离子电荷数平方乘积的总和的一半I=(c1z12+c2z22+c3z32+)/2=1/2cizi2化学与化工学院化学与化工学院水的自偶电离平衡水的自偶电离平衡水本身电离平衡H2O H+OH 在25C,由电导等方法测得H+=OH107(molL1)则 Kw=H+OH1014 nKw 称为水的离子积常数
2、,是水的解离平衡常数。nKw 具有一般平衡常数的特性,无量纲。nKw 随温度的增加,略有增加。化学与化工学院化学与化工学院pH和和pOHn规定 pH=-lgc(H+)/c 简化为 pH=-lgc(H+)同时 pOH=-lgc(OH)25C时,pKw=pH+pOHn酸碱性与pHlH+107molL1=OH,pH=7,中性溶液lH+10-7molL-1OH-,pH7pOH,酸性溶液lH+10-7molL-17pOH,碱性溶液lH+L-1或OHL-1时,直接使用浓度表示酸碱度化学与化工学院化学与化工学院H+=OH107(molL1)pH=-lgH+=7=pOH加入0.10 molL1一元强酸时,OH
3、=Kw/H+=1.0 1014/101 =1013(molL1)加入0.10 molL1一元强碱时,H+=Kw/OH1014/101 =1013(molL1)水溶液中(纯水或酸碱溶液),H+和OH 同时存在,Kw是个常数。(酸溶液中也有OH,碱溶液中也有H+)溶液的酸碱性溶液的酸碱性化学与化工学院化学与化工学院一元弱电解质的解离平衡一元弱电解质的解离平衡HAc H+(aq)+Ac(aq)NH3H2O NH4OH解离常数表达式分别为:化学与化工学院化学与化工学院解离常数解离常数n弱酸使用Ka表示,弱碱使用Kb表示n必须指明具体的弱电解质n反映弱电解质解离成离子的能力:Ki越大,解离倾向越大,该弱
4、电解质也相对较强lKi10-4:弱电解质l10-3 Ki10-2:中强电解质lKi10-7:极弱电解质n具有平衡常数的一般性质:与浓度无关,随温度改变,但温度的影响较小,室温下可不予考虑化学与化工学院化学与化工学院稀释定律稀释定律n在一定温度下(Ka为定值),某弱电解质的解离度随着其溶液的稀释而增大。HAc H+(aq)+Ac(aq)初始浓度 c 0 0平衡浓度 c c c c当 时,则有化学与化工学院化学与化工学院一元弱酸的解离平衡一元弱酸的解离平衡求0.10 molL-1 和105 molL-1 HAc水溶液的酸度。已知Ka105。1)HAc H+Ac初始浓度/molL-1 0.10 0
5、0平衡浓度/molL-1x x xx103 molL-1c(H+)=c(Ac103 molL-1 c(HAc1030.10 molL-1化学与化工学院化学与化工学院Kw=c(H+)/c c(OH)/c c(OH10-12 molL-1pH=-lgc(H+n解离度()n0.10 molL-1醋酸的解离度化学与化工学院化学与化工学院2)Ka=x2105105 C0/Ka 105105 500则 OH=(Kbc)1/2=(2.03 105 0.100)1/2 =1.42 103(mol/dm3)pH=14.0 pOH=14.0 化学与化工学院化学与化工学院多元弱酸的解离平衡多元弱酸的解离平衡n第一步
6、:H2CO3 HCO3Hn第二步:HCO3 CO32HnKa1/Ka2103,溶液中的H主要来自第一步解离反应,c(H+)的计算可以按一元弱酸的解离平衡做近似处理。化学与化工学院化学与化工学院例题例题计算 0.010molL-1H2CO3溶液中的H+,H2CO3,HCO3-,和CO32-的浓度以及溶液的pH值。解:H2CO3 HCO3-+H+平衡浓度/molL-1 0.010-x x x其中 0.010-x 0.010 x=6.510-5molL-1c(H+)=c(HCO3-)=6.510-5molL-1c(H2CO3molL-1化学与化工学院化学与化工学院根据第二步解离计算c(CO32-):
7、HCO3-CO32-Hceq(molL-1)6.510-5-y y 6.510-5+y 6.510-5y 6.510-5,y=Ka2=4.710-11molL-1c(CO32-)=Ka2=4.710-11molL-1pH=-lgc(H+)=-lg6.510-5 化学与化工学院化学与化工学院总结:总结:多元弱酸的解离多元弱酸的解离n多元弱酸的解离是分步进行的,一般Ka1 Ka2 Ka3。溶液中的 H+主要来自于弱酸的第一步解离,计算 c(H+)或 pH 时可只考虑第一步解离。n对于二元弱酸,当Ka1 Ka2时,c(酸根离子)Ka2,而与弱酸的初始浓度无关。n对于二元弱酸,若 c(弱酸)一定时,c
8、(酸根离子)与 c2(H+)成反比。化学与化工学院化学与化工学院化学与化工学院化学与化工学院盐效应盐效应n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有所增大,这一影响称为盐效应n解释:强电解质加入后,总浓度增大,活度降低,解离度增大才能维持平衡n盐效应对弱电解质的解离度的影响较小,可以忽略化学与化工学院化学与化工学院n同离子效应:在弱电解质溶液中,加入与其含有相同离子的易溶强电解质而使弱电解质的解离度降低的现象。n同离子效应可进行定量计算。n同离子效应对弱电解质的解离度的影响大于盐效应HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac(aq)Ac(aq)NH4Ac(aq)(aq)
9、+平衡移动方向同离子效应同离子效应化学与化工学院化学与化工学院例题例题在0.10 molL-1HAc 溶液中,加入NH4Ac(s),使其浓度为0.10 molL-1,计算溶液的pH值和HAc的解离度。解:HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac(aq)c0/(molL-1ceq/(molL-1)0.10 x x 0.10+xx=1.810-5 c(H+)=1.810-5 molL-1,=0.018%0.10 molL-1 HAc溶液:,=1.3%化学与化工学院化学与化工学院酸碱指示剂酸碱指示剂酚酞是有机弱酸(HIn)HIn H+In 无色 紫红色n溶液中H+增大至大于 10Ka 时,
10、指示剂90以 HIn 存在,溶液无色nH+a 时,指示剂90以 In 存在,呈紫红色nH+=Ka 时,HIn 和In 各半,呈浅红色nKa 是确定指示剂变色范围的依据,pKa1 称为指示剂的变色范围化学与化工学院化学与化工学院常用酸碱指示剂常用酸碱指示剂化学与化工学院化学与化工学院缓冲溶液缓冲溶液弱酸及弱酸盐(或弱碱及弱碱盐)的混合溶液的pH值能在一定范围内不因稀释或外加的少量强酸或强碱而发生显著变化,这种溶液称为缓冲溶液。实验1molkg-1 HCl 0.05ml 1molkg-1 NaOH 0.05ml 50ml纯水pH=7pH=3pH=1150mLHAc-NaAc c(HAc)=c(Na
11、Ac)=0.10molL-1 pH=4.74pH=4.73pH=4.75化学与化工学院化学与化工学院缓冲机理缓冲机理Ac-是抗酸因素,HAc是抗碱因素。Ac-、HAc称缓冲对。稀释时,Ac-和HAc变化相同,则 比值不变,H+不变HAc+OH-H2OH+Ac-HAc+H+H+Ac-化学与化工学院化学与化工学院缓冲溶液缓冲溶液pH值的计算值的计算(1)弱酸弱酸盐:HAc-NaAc,H2CO3-NaHCO3HA H+AMA=M+A由于同离子效应,通常用初始浓度c(HA),c(A-)代替ceq(HA),ceq(A-)。化学与化工学院化学与化工学院缓冲溶液缓冲溶液pH值的计算值的计算(2)弱碱弱碱盐:
12、NH3-NH4Cl化学与化工学院化学与化工学院结论结论n缓冲溶液的pH值主要是由 pKa 或14-pKb 决 定的,还与 和 相关n缓冲溶液的缓冲能力是有限的n缓冲能力与缓冲溶液中各组分的浓度有关,c(HA),c(B)及 c(A)或c(BH+)较大时,缓冲能力强。n 或 接近 1 时,缓冲能力大化学与化工学院化学与化工学院只有当缓冲比在 0.110 范围内,缓冲溶液才能发挥缓冲作用。通常把缓冲溶液能发挥缓冲作用(缓冲比为0.110)的pH范围称为缓冲范围。HA-A 缓冲溶液的缓冲范围为:缓冲范围缓冲范围化学与化工学院化学与化工学院缓冲溶液的缓冲性能的计算缓冲溶液的缓冲性能的计算若在50.00m
13、l 0.150molL-1NH3和0.200molL-1 NH4Cl组成的缓冲溶液中,加入0.100ml 1.00 molL-1的HCl,求加入HCl前后溶液的pH值各为多少?解:加入 HCl 前:加入 HCl 后,NH3 +HCl =NH4Cl 反应前(mmol)500.15=7.5 0.11=0.1 500.2=10 反应后(mmol化学与化工学院化学与化工学院盐的水解盐的水解盐溶解在水中得到的溶液可能是中性,强酸强碱盐的水溶液:NaCl等有的盐水溶液可能是酸性的,强酸弱碱盐类:NH4Cl、FeCl3等有的是碱性,强碱弱酸盐类:NaAc、Na2CO3n 盐在水溶液中,与水作用使水的电离平衡
14、发生移动,从而可能改变溶液的酸度,这种作用叫盐的水解.化学与化工学院化学与化工学院各种盐的水解各种盐的水解(1)强酸强碱盐:不水解离子不与H或OH结合成弱电解质IA、IIA(部分)的盐酸、硝酸、硫酸、高氯酸盐.(2)弱酸强碱盐:水解显碱性以NaAc为例:NaAc NaAcH2O HOH AcH HAc H降低 H2O的电离平衡右移产生 AcH2O HAcOH 产生OH 水解显碱性。化学与化工学院化学与化工学院弱酸强碱盐的水解弱酸强碱盐的水解NaAc的水解平衡:AcH2O HAcOH 平衡后水解平衡常数的表达式:弱酸强碱盐水解平衡常数:Kh=Kw/Ka对于NaAc:Kh10141051010 非
15、常小,计算时常采用近似的方法。化学与化工学院化学与化工学院弱酸强碱盐的弱酸强碱盐的pOH设NaAc起始浓度为C0,水解平衡后OH=x Ac H2O HAc OH起始:C0 0 0平衡:C0 x x xKh 小,C0/Kh 500 C0 xC0化学与化工学院化学与化工学院例题例题求0.010 molL-1NaCN溶液的pH和水解度。(Ka,HCN-10)解:Kh=Kw/Ka10-1410-10 10-5C0/Kh 105=492 400pOH水解度 h=OH/C010-4/0.010=4.5%化学与化工学院化学与化工学院070403强酸弱碱盐的水解强酸弱碱盐的水解显酸性,以NH4Cl为例:NH4
16、H2O NH3H2OH强酸弱碱盐的水解平衡常数:化学与化工学院化学与化工学院实验安排实验安排n第三个实验的选课从第五周4月2日(周一)开始至4月8日(周日)结束。以后每逢单周的周一至周日选下一次的实验课。n不参加选课不能进实验室做实验。化学与化工学院化学与化工学院弱酸弱碱盐水解弱酸弱碱盐水解(1)弱酸弱碱盐中的弱酸根,弱碱离子均可以水解,溶液究竟显酸性或碱性,取决于弱酸弱碱的相对强弱。水解平衡常数:以NH4Ac为例来讨论:NH4Ac=NH4Ac H2O HOH NH4OH NH3H2O AcH HAc化学与化工学院化学与化工学院弱酸弱碱盐水解弱酸弱碱盐水解(2)总的水解反应:NH4+AcH2O
- 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:
- 大学 无机化学 课件
![提示](https://www.taowenge.com/images/bang_tan.gif)
限制150内