酸碱理论与解离平衡.ppt

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1、无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡6.2.1 水的解离平衡与酸碱指示剂水的解离平衡与酸碱指示剂 6.2.2 一元弱酸、弱碱的解离平衡一元弱酸、弱碱的解离平衡6.2.3 多元弱酸溶液的解离平衡多元弱酸溶液的解离平衡6.2.4 盐溶液的酸碱平衡盐溶液的酸碱平衡 6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系 6.2.1 水的解离平衡与酸碱指示剂水的解离平衡与酸

2、碱指示剂 （1）水的解离平衡）水的解离平衡 H2O(l)+H2O(l)H3O+(aq)+OH(aq)或或 H2O(l)H+(aq)+OH(aq)K K W W 水的离子积常数，简称水的离子积。水的离子积常数，简称水的离子积。水的离子积常数，简称水的离子积。水的离子积常数，简称水的离子积。6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系25纯水：纯水：100纯水：纯水：H2O(l)H+(aq)+OH(aq)6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：

3、酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系（2）溶液的溶液的pH6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡 1909年，丹麦生理学家索仑生（年，丹麦生理学家索仑生（Sorensen)提出提出pH表表示水溶液的示水溶液的酸度：酸度：无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系说明：水的离解平衡随水中水的离解平衡随水中c(Hc(H3 30 0+)和和c(OHc(OH-)的变化而的变化而发生移动。在纯水中，发生移动。在纯水中，c(Hc(H3 30 0+)c(OHc(OH-)。如

4、果在。如果在纯水中加入某种电解质，如少量的纯水中加入某种电解质，如少量的HClHCl或或NaOHNaOH，形，形成稀溶液，成稀溶液，c(Hc(H3 30 0+)或或c(OHc(OH-)改变，水的离解平衡改变，水的离解平衡发生移动。达到新的平衡时，发生移动。达到新的平衡时，c(Hc(H3 30 0+)c(OH)c(OH-)；但是但是 c(Hc(H3 30 0+)c(OH)c(OH-)=K)=KW W 这一关系式仍然成立。这一关系式仍然成立。若已知若已知c(Hc(H3 30 0+)，可求，可求c(OHc(OH-)，反之亦然。，反之亦然。无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离

5、解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系酸性溶液：酸性溶液：pH77pOH pH是用来表示水溶液中酸碱性的一个标是用来表示水溶液中酸碱性的一个标度。度。pH愈小，愈小，c(H3O+)愈大，溶液酸性愈强，愈大，溶液酸性愈强，碱性愈弱；反之，碱性愈弱；反之，pH愈大，溶液的碱性愈强，愈大，溶液的碱性愈强，酸性愈弱。酸性愈弱。溶液酸碱性与溶液酸碱性与pH的关系：的关系：6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系说明：pH值一般仅适用于c(H30+)或c(OH-)为1mo

6、1L-1以下的溶液；如果c(H30+)1mo1L-1，则pH 1mo1L-1，则pH14。在这种情况下，就直接写出c(H30+)或c(OH-)表示，通常不用pH值来表示这种溶液的酸碱性。pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14强酸性强酸性 中性中性 强碱性强碱性 溶液中氢离子和氢氧根浓度：溶液中氢离子和氢氧根浓度：？无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系问题：问题：酸性酸性 c(Hc(H+)c(OHc(OH)碱性碱性 c(Hc(H+)c(OHc(OH)中性中性 c(Hc(H+)c(OHc(O

7、H)酸性酸性 pH 7 中性中性 pH 7 常常 温温 下下下列表述有何区别？下列表述有何区别？酸性溶液是否OH-=0,碱性溶液是否H+=0无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系常见液体的常见液体的pH液体名称液体名称pH液体名称液体名称pH胃胃 液液柠檬汁柠檬汁醋醋葡萄汁葡萄汁橙橙 汁汁尿尿1.03.02.43.03.23.54.88.4唾唾 液液牛牛 奶奶纯纯 水水血血 液液眼眼 泪泪6.57.56.57.07.347.457.46.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离

8、解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系说明：pH值一般仅适用于c(H30+)或c(OH-)为1mo1L-1以下的溶液；如果c(H30+)1mo1L-1，则pH 1mo1L-1，则pH14。在这种情况下，就直接写出c(H30+)或c(OH-)表示，通常不用pH值来表示这种溶液的酸碱性。pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14强酸性强酸性 中性中性 强碱性强碱性 溶液中氢离子和氢氧根浓度：溶液中氢离子和氢氧根浓度：？无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系溶液

9、的酸碱性和溶液的酸碱性和pHpH测定测定1)1)酸碱指示剂酸碱指示剂可确定可确定pHpH值大概范围值大概范围石蕊酚酞碱蓝蓝红红酸红红不变不变2)2)pHpH试纸试纸(广泛、精密广泛、精密)测出测出pHpH的粗略的粗略值值3)pH3)pH计（仪器）计（仪器）精确测出精确测出pHpH值值4)4)滴定法滴定法测出酸、碱浓度测出酸、碱浓度无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系计算在计算在2525时浓度为时浓度为 1.0 1.0 1010 8 8 molLmolL 1 1盐酸溶液的盐酸溶液的 pH.pH.c(Hc(H+)1.0 1

10、.0 1010 8 8 molL molL-1-1,pH pH 8 8酸的溶液显碱性，酸的溶液显碱性，为什么？为什么？没有考虑水的离解没有考虑水的离解!例：例：无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系在在100oC，水的，水的Kw 5.5 10 13 c(H+)7.4 10 7pH pH pOH pOH，此时溶液为中性，此时溶液为中性pH pH 6.5 6.5 的水溶液一定为酸性吗？的水溶液一定为酸性吗？问题：问题：无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化

11、工系A.A.定义和组成定义和组成（3 3）酸碱指示剂）酸碱指示剂 能借助颜色的改变来指示溶液能借助颜色的改变来指示溶液pHpH值的物质，它值的物质，它的的组成一般是有机的组成一般是有机的弱酸或弱碱弱酸或弱碱，且，且分子的颜色分子的颜色与离子的颜色不同与离子的颜色不同。英国化学家、物理学家波义耳(Robert Boyie,1646年年)为什么为什么会指示溶液酸碱性呢？会指示溶液酸碱性呢？石蕊石蕊是由各种地衣制得的蓝色色素，其主要成份是石蕊精是由各种地衣制得的蓝色色素，其主要成份是石蕊精C C7 7H H7 7O O4 4N N无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖

12、南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系B.酸碱指示剂的变色原理酸碱指示剂的变色原理红色红色 蓝色蓝色 当当c(HIn)=c(In-)时溶液呈时溶液呈紫色紫色，此时指示剂的，此时指示剂的电离度为电离度为50%，c(H+)=Ka，溶液的，溶液的PH值为该指值为该指示剂示剂变色点变色点。符号符号InIn来自英文来自英文IndicatorIndicator，HInHIn表示指示剂表示指示剂的共轭酸，称谓的共轭酸，称谓“酸型酸型”，InIn表示指示剂的共表示指示剂的共轭碱，称谓轭碱，称谓“碱型碱型”。无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学

13、院化学化工系酚酞酚酞-单色单色在酸性溶液无色，在碱性溶液中转化为醌式后显红色在酸性溶液无色，在碱性溶液中转化为醌式后显红色（phenolphthalein PP phenolphthalein PP）无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系甲基橙甲基橙 -双色双色 pH 3.1,酸式色，红色；酸式色，红色；pH 4.4,碱式色，黄色；碱式色，黄色；，两种形式共存，为混合色，橙色。，两种形式共存，为混合色，橙色。（methyl orange,methyl orange,MOMO ）无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第

14、六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系自制酸碱指示剂自制酸碱指示剂 下列植物花或叶，捣碎研磨，加入酒精，下列植物花或叶，捣碎研磨，加入酒精，取浸出液，加入酸或碱，观察颜色变化。取浸出液，加入酸或碱，观察颜色变化。无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系C.指示剂的变色范围：思考题：思考题：由弱碱组成的指示剂变色范围？由弱碱组成的指示剂变色范围？无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系说明：说明：变色范围变色范围 酸色酸色

15、中间色中间色 碱色碱色甲基橙甲基橙 4.44.4 红红橙橙 黄黄酚酚 酞酞10.010.0 无色无色 粉红粉红 红红石石 蕊蕊8.08.0 红红 紫紫 蓝蓝 一般情况下每种指示剂它的一般情况下每种指示剂它的变色点变色点上下各一个上下各一个pHpH单位为其单位为其变色范围变色范围，但由于人的肉眼对各种颜，但由于人的肉眼对各种颜色的敏锐程度不同，因此其范围也各有差异。色的敏锐程度不同，因此其范围也各有差异。无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系指示剂用量：指示剂用量：指示剂用量的多少对它的变色范围是有影响的。离子强度和溶剂的

16、影响：增加离子强度，指示剂的理论变色点变小。问题：问题：温度是否对指示剂的变色范围温度是否对指示剂的变色范围有影响？为什么？有影响？为什么？无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系混合指示剂混合指示剂（mixed indicator）同时使用两种指示剂，利用彼此颜色之间的互补作用，使变色更加敏锐。如溴甲酚绿和甲基红。若由指示剂与惰性染料混合也是利用颜色的互补作用提高变色的敏锐度。如亚甲基蓝，靛蓝二磺酸钠。若滴定终点限制在很窄的 pH 范围内，可采用混合指示剂。终点颜色变化的不确定度由 0.3pH 提高到。无机化学无机化学第

17、六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系6.2.2 一元弱酸、弱碱的解离平衡一元弱酸、弱碱的解离平衡1 1一元弱酸的解离平衡一元弱酸的解离平衡 H2O(l)+HA(aq)H3O+(aq)+A-(aq)当反应达平衡时，有：当反应达平衡时，有：弱酸弱酸HA的解离常数，它的数值表明了酸的解离常数，它的数值表明了酸 的相对强弱。在相同的相对强弱。在相同T下，下，大的是较强大的是较强 的酸，其给出质子的能力较强。的酸，其给出质子的能力较强。6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与

18、离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系 确定了弱酸的解离常数，就可以计算已知浓确定了弱酸的解离常数，就可以计算已知浓度的弱酸溶液的平衡组成。同样可以借助于度的弱酸溶液的平衡组成。同样可以借助于pH计计测定溶液的测定溶液的pH值来确定弱酸的解离常数。值来确定弱酸的解离常数。或简写成：或简写成：6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系 实际上，在弱酸溶液中同时存在弱酸和水的两种解离实际上，在弱酸溶液中同时存在弱酸和水的两种解离平衡：平衡：H2O(l)+H2O(l

19、)H3O+(aq)+OH-(aq)H2O(l)+HA(aq)H3O+(aq)+A-(aq)它们都能解离出它们都能解离出H3O+，两者之间相互联系，相互两者之间相互联系，相互影响。通常情况下，影响。通常情况下，只要，只要c(HA)不是很小，不是很小，H3O+主要由主要由HA解离产生，因此，计算解离产生，因此，计算HA溶液中的溶液中的c(H3O+)时，可以不考虑水的解离平衡。时，可以不考虑水的解离平衡。6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系初始浓度初始浓度/molL-1 0

20、.10 0 0平衡浓度平衡浓度/molL-1 0.10 x x x x=1.310-3（molL-1）解：解：H2O(l)+HAc(aq)H3O+(aq)+Ac-(aq)例：例：molL-1HAc溶液中的溶液中的H3O+、Ac-、HAc、OH-浓度及溶液浓度及溶液pH。6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系c(H3O+)=c(Ac-)=1.310-3 molL-1 c(HAc)=(0.101.310-3)molL-10.10 molL-1c(OH)=7.710-12 m

21、olL-1 6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系 可见，可见，若若 ，且，且 c(HA)不是很小，不是很小，HA溶液中的溶液中的c(H3O+)及及 pH 可用下列简化公式可用下列简化公式计算：计算：6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系,ca-x ca 此式为弱酸溶液酸度的近似计算公式，其使用的此式为弱酸溶液酸度的近似计算公式，其使用的条件是条

22、件是c ca a/Ka500/Ka500,其酸的电离度其酸的电离度5%,5%,可以使可以使氢离子浓度等的计算误差小于或等于氢离子浓度等的计算误差小于或等于2.2%2.2%,可以满可以满足一般的运算要求。足一般的运算要求。讨论：讨论：无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系 c ca a/Ka/Ka、离解度和最简式计算的相对误差、离解度和最简式计算的相对误差ca/Ka相对误差相对误差/%1009.53%+5.23005.6%+2.95004.4%+2.210003.1%+1.6无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章

23、：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系 解离度解离度(a)：已解离的分子数与分子总数之百分已解离的分子数与分子总数之百分比比 弱酸的解离度的大小也可以表示酸的相对强弱。在弱酸的解离度的大小也可以表示酸的相对强弱。在温度、浓度相同的条件下，温度、浓度相同的条件下，大的酸，大的酸，大，其大，其pH值小，值小，为较强的酸；反之，为较强的酸；反之，小的酸，小的酸，小，其小，其pH值大，值大，为较弱的酸。为较弱的酸。6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系

24、稀释定律：在一定温度下（稀释定律：在一定温度下（Ka为定值），某弱电解质为定值），某弱电解质 的解离度随着其溶液的稀释而增大。的解离度随着其溶液的稀释而增大。解离度解离度与与Ka 的关系：的关系：HA(aq)H+(aq)+A-(aq)初始浓度初始浓度 c 0 0平衡浓度平衡浓度 c ca ca ca6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系2.一元弱碱的解离平衡一元弱碱的解离平衡 一元弱碱的解离平衡组成的计算与一元弱酸一元弱碱的解离平衡组成的计算与一元弱酸的解离平衡组成计算

25、类似。的解离平衡组成计算类似。B(aq)+H2O(l)BH+(aq)+OH-(aq)弱碱弱碱B的解离常数的解离常数对于一元弱碱：对于一元弱碱：6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系例：例：molL-1氨水的解离度为氨水的解离度为 0.95%，求，求c(OH-)、pH值和氨的解离常数。值和氨的解离常数。解：解：NH3(aq)+H2O(l)NH4+(aq)+OH-(aq)c0 0.200 0 0ceq 0.200(1 0.95%)0.2000.95%0.2000.95%6.

26、2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系 在计算结果出来后应进行分析，在误差较大时也可在计算结果出来后应进行分析，在误差较大时也可用逐步逼近法进行计算。用逐步逼近法进行计算。若存在同离子效应，则可用下述公式进行计算：若存在同离子效应，则可用下述公式进行计算：注意：注意：为什么？同学课后自行推出！为什么？同学课后自行推出！无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系 一元弱酸一元弱酸(弱碱弱碱)溶液溶液 H H

27、+和和pHpH值计算公式值计算公式：6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系讨论：讨论：500bbcKq无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系-稀释定律稀释定律ca,无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系离解（电离）度和电离常数 电离度和电离常数都可以用来比较弱电解质的相对强弱，电离常数是化学平衡常数的一种表现形式，电离度是转

28、化率的一种表现形式；电离常数不受浓度影响，对于某一弱电解质来说，它是一个特征常数，而电离度则随浓度而变化。无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系CHAc/mol.L-1H+Ac-HAcpH/%163.4410-23.4410-215.9661.460.22101.3610-21.3610-29.92641.870.3614.2410-34.2410-30.99582.370.420.11.3410-31.3410-30.09872.871.340.014.2410-44.2410-40.00963.374.240.001

29、1.3410-41.3410-40.00093.8713.40.00014.2410-54.2410-50.000064.3742.4注注：CHAc为-1时，需解一元二次方程。讨论：讨论：无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系6.2.3 多元弱酸溶液的解离平衡多元弱酸溶液的解离平衡(分步解离）HCO3-是两性物质。是两性物质。6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系 在多元弱酸的溶液中，实际上除了酸

30、自身的多步解在多元弱酸的溶液中，实际上除了酸自身的多步解离平衡外，还存在着水的解离平衡。这些平衡中都有离平衡外，还存在着水的解离平衡。这些平衡中都有H3O+产生，平衡时溶液中产生，平衡时溶液中c(H3O+)才保持恒定，此时，才保持恒定，此时，c(H3O+)满足各平衡常数表达式的数量关系。关键是各平满足各平衡常数表达式的数量关系。关键是各平衡的衡的K相对大小不同，它们解离出的相对大小不同，它们解离出的H3O+对溶液中对溶液中H3O+的总浓度的贡献不同。的总浓度的贡献不同。6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理

31、工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系例：例：计算计算0.010 molL-1H2CO3溶液中的溶液中的 H3O+、H2CO3、HCO3-、CO32-、OH-浓度及溶液的浓度及溶液的pH值（已知值（已知Ka1=4.210-7,Ka2=4.710-11）。Ka1/Ka2 103 解解:H2CO3+H2O=H3O+HCO3-Ka1a1 x x xx x x无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化

32、学化工系湖南理工学院化学化工系无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系 例：试计算例：试计算 0.1 molL-1 H3PO4 溶液中溶液中 H+、H2PO4-、HPO42-、PO43-和和 H3PO4 的浓度。的浓度。解：解：(1)无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系(2)c(H2PO4-)=c(H+)=2.4 10-2 molL-1(3)c(HPO42-)=Ka2 10-8 molL-1无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论

33、与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系(4)c(PO43-10-18 molL-1(5)c(H3PO4 10-2-10-8-10-18=0.076 molL-1无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系结论结论：多元弱酸的解离是分步进行的。多元弱酸的解离是分步进行的。一般一般 ，溶液中的，溶液中的 H+主要来自于主要来自于弱酸的第一步解离，计算弱酸的第一步解离，计算 c(H+)或或 pH 时可只考时可只考虑第一步解离。虑第一步解离。二元弱酸中，二元弱酸中，c(A2-)Ka2，而与弱酸的初始浓而与弱酸的初始浓度

34、无关。度无关。二元弱酸溶液中，二元弱酸溶液中，c(H3O+)2 c(A2-)。6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系即：即：在二元弱酸溶液中，在二元弱酸溶液中，H3O+主要来自强酸。若主要来自强酸。若 c(H2A)一定，则一定，则c(A2-)与与 c2(H3O+)成反比。成反比。6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系 多元弱酸多元弱酸(弱碱弱碱)

35、溶液溶液 H H+和和pHpH值计算公式值计算公式：6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系6.2.4 盐溶液的酸碱平衡盐溶液的酸碱平衡1.强酸弱碱盐（离子酸）强酸弱碱盐（离子酸）NH4+的水解常数。的水解常数。6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系 与其共轭碱与其共轭碱NH3的解离常数的解离常数 之间有一定的联系：之间有一定的联系：6.2 6.2

36、 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系任何一对共轭酸碱的解离常数均符合这一关系：任何一对共轭酸碱的解离常数均符合这一关系：6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系NH4+的解离度就是通常所说的水解度。的解离度就是通常所说的水解度。6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化

37、学化工系湖南理工学院化学化工系解：解：由附表三查得：由附表三查得：x x x例：例：molL-1NH4Cl溶液的溶液的pH和和NH4+的解离度。的解离度。x=7.510-6=c(H3O+)所以：所以：6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系无机化学无机

38、化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸

39、碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖

40、南理工学院化学化工系 NH4+的解离度：的解离度：6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系小结：若存在多若存在多级级水解，可近似只考水解，可近似只考虑虑一一级级水解，水解，近似近似计计算公式的判据：算公式的判据：C/Ka仍然有效。仍然有效。弱的（阳离子弱的（阳离子离子酸）水解、溶离子酸）水解、溶液显强的（阴离子）性质液显强的（阴离子）性质酸性酸性无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系2.弱酸强碱盐（

41、离子碱）弱酸强碱盐（离子碱）一元弱酸强碱盐一元弱酸强碱盐(NaAc,NaCN等等)的水溶液呈碱性，的水溶液呈碱性，因为因为弱酸强碱盐完全解离产生的弱酸强碱盐完全解离产生的阴离子在水中发生水解阴离子在水中发生水解反应。反应。例：例：NaAc水溶液水溶液6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系 多元弱酸强碱盐（例如多元弱酸强碱盐（例如Na2S、Na2CO3、Na3PO4等等)也呈碱性，它们在水中解离产生的也呈碱性，它们在水中解离产生的阴离子（阴离子（S2-、CO32-、PO4

42、3-等）都是多元离子等）都是多元离子碱。如同多元弱酸一样，它们与水之间的质子碱。如同多元弱酸一样，它们与水之间的质子转移反应（水解）也是分步进行的。平衡时有转移反应（水解）也是分步进行的。平衡时有相应的水解常数，其共轭酸碱解离常数间的关相应的水解常数，其共轭酸碱解离常数间的关系也符合：系也符合：6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡例如例如Na3PO4的水解的水解:无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系这说明这说明 的第一级水解是主要的，计算的第一级水解是主要的，计算Na3PO4溶液溶液pH值时，可只考虑第

43、一步水解反应。对于其它值时，可只考虑第一步水解反应。对于其它多元离子碱溶液多元离子碱溶液pH的计算也可照此处理。的计算也可照此处理。6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系例：例：molL-1Na3PO4溶液的溶液的pH。ceq/(molL-1)0.10 x x x解：解：6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系小结：小结：近似近似计计算公式的判据：

44、算公式的判据：C/Ka仍然有效。仍然有效。若存在多级水解，由于其一级比一级困难，因此，可近似只考虑其一级的水解。弱的阴离子水解（离子碱离解）、溶液显强的（阳离子）性质碱性无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系3.酸式盐酸式盐 多元酸的酸式盐多元酸的酸式盐(如如NaHCO3,NaH2PO4,Na2HPO4等等)溶于水后，完全解离产生的阴离子溶于水后，完全解离产生的阴离子既能给出质子，又能接受质子，是两性的。其既能给出质子，又能接受质子，是两性的。其水溶液的酸碱性取决于其解离与水解趋势的相水溶液的酸碱性取决于其解离与水解趋势

45、的相对大小，即取决于其酸常数和碱常数的相对大对大小，即取决于其酸常数和碱常数的相对大小。小。6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系例：例：结论：结论：离解大于水解的溶液显弱酸性；离解大于水解的溶液显弱酸性；离解小于水解的溶液显弱碱性。离解小于水解的溶液显弱碱性。思考：思考：其相关常数等于多少？其相关常数等于多少？无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系例：例：NaHCO3 水溶液中水溶液中pH的计算

46、。的计算。解：解：HCO3-能发生如下质子转移反应：能发生如下质子转移反应：(1)(2)(3)6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系 反应达平衡时，反应达平衡时，HCO3-,CO32-,H2CO3,H3O+,OH-的浓度都是未知的，为了求解，必须建立的浓度都是未知的，为了求解，必须建立5个联立方程个联立方程。质量守恒：质量守恒：设设HCO3-的初始浓度为的初始浓度为c0，平衡时有：平衡时有：(4)电荷守恒：电荷守恒：任何电解质溶液必定保持电中性，溶液中正任何电解质溶液必

47、定保持电中性，溶液中正电荷数等于负电荷数电荷数等于负电荷数此外：此外：(5)6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系(5)-(4)得：得：(6)(7)由由(1)得：得：由由(2)得：得：(8)由由(3)得：得：(9)6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系将将(7)，(8)，(9)代入代入(6)得：得：(10)由于由于 均很小，即均很小，即HCO3-

48、的解离和的解离和水解程度均很小，当水解程度均很小，当NaHCO3溶液不是很稀时，可认为溶液不是很稀时，可认为平衡时平衡时 c(HCO3-)c0，则则(10)变成：变成：(11)6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系如果如果c0Ka1，(11)式中式中Ka1+c0 c0，则则若若 ，则，则 只要符合上述有关近似条件，就可以利用上式计只要符合上述有关近似条件，就可以利用上式计算出酸式盐溶液的算出酸式盐溶液的pH值。这种粗略计算出的值。这种粗略计算出的pH值与值与酸式盐的初始

49、浓度无关。酸式盐的初始浓度无关。6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系同理，同理，Na2HPO4溶液：溶液：NaH2PO4溶液：溶液：6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系 酸式盐溶液酸式盐溶液H+和和pH值计算公式：值计算公式：6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平

50、衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系若Ka Kb，溶液显酸性：若Ka Kb，溶液显酸性：若Ka=Kb，溶液显中性：无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系例如：例如：6.2 6.2 弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡无机化学无机化学第六章：酸碱理论与离解平衡第六章：酸碱理论与离解平衡湖南理工学院化学化工系湖南理工学院化学化工系pH7强酸强碱盐 NaC