第五章酸碱平衡-精品文档资料整理.ppt

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1、第五章第五章 酸碱平衡酸碱平衡 5.7 配位化合物配位化合物 5.6 酸碱电子理论酸碱电子理论 5.5 酸碱指示剂酸碱指示剂 5.4 缓冲溶液缓冲溶液 5.3 弱酸、弱碱的解离平衡弱酸、弱碱的解离平衡 5.2 水的水的解解离平衡和溶液的离平衡和溶液的pH 5.1 酸碱质子理论概述酸碱质子理论概述 5.8 配位反应与配位平衡配位反应与配位平衡 5.1 酸碱质子理论概述酸碱质子理论概述 5.1.3 酸和碱的相对强弱酸和碱的相对强弱 5.1.2 酸碱质子理论的基本概念酸碱质子理论的基本概念*5.1.1 历史回顾历史回顾5.1.1历史的回顾历史的回顾 人们对酸碱的认识经历了一个由浅入深，由人们对酸碱的

2、认识经历了一个由浅入深，由低到低到级级高级的认识过程。最初的直观认识：高级的认识过程。最初的直观认识：一、酸碱电离理论一、酸碱电离理论阿仑尼乌斯阿仑尼乌斯瑞典瑞典 二、酸碱质子理论二、酸碱质子理论布朗斯特布朗斯特丹麦丹麦-劳莱劳莱英国英国 三、酸碱电子理论三、酸碱电子理论路易斯路易斯美国美国 四、酸碱溶剂理论四、酸碱溶剂理论弗兰克林弗兰克林美国美国 拉瓦锡的定义拉瓦锡的定义 李比希的定义李比希的定义 酸碱理论酸碱理论凡是在溶剂中产生该溶剂的特征阳离子的溶质叫酸，凡是在溶剂中产生该溶剂的特征阳离子的溶质叫酸，产生该溶剂的特征阴离子的溶质叫碱。产生该溶剂的特征阴离子的溶质叫碱。将酸碱理论从将酸碱理

3、论从“质子体系质子体系”推广到推广到“非质子体系非质子体系”；罗伯特罗伯特玻意耳最早提出酸碱概念玻意耳最早提出酸碱概念酸是含氢元素的物质，并且其中的氢可以被金属原子替换酸是含氢元素的物质，并且其中的氢可以被金属原子替换强酸主要是一类的含氧酸，基本上都含强酸主要是一类的含氧酸，基本上都含有氧元素和高氧化态的中心原子有氧元素和高氧化态的中心原子五、五、硬硬软酸碱理论软酸碱理论皮尔逊皮尔逊美国美国 硬酸、硬碱、软酸、软碱、交界酸、交界碱硬酸、硬碱、软酸、软碱、交界酸、交界碱 规律：硬亲硬、软亲软、软规律：硬亲硬、软亲软、软-硬结合不稳定。硬结合不稳定。六、氧负离子六、氧负离子酸碱酸碱理论理论Lux勒

4、克斯勒克斯-Flood氟拉德氟拉德德国德国能接受氧负离子能接受氧负离子O2-的物质是酸，的物质是酸，能提供氧负离子的物质是碱。能提供氧负离子的物质是碱。七、七、Usanovich 乌兹洛维奇定义乌兹洛维奇定义俄罗斯俄罗斯定义与氧化还原的定义有些重合，定义与氧化还原的定义有些重合，所以化学家并不是很倾向于使用这个定义所以化学家并不是很倾向于使用这个定义 只要是可以接受只要是可以接受负电荷负电荷或放出或放出正电荷正电荷，就是酸；反之则是碱。就是酸；反之则是碱。酸：酸：凡是能释放出质子（凡是能释放出质子（H+）的任何的任何分子或离子。分子或离子。（质子的给予体）（质子的给予体）5.1.2 酸碱质子理

5、论的基本概念酸碱质子理论的基本概念分子：分子：HCl、H2SO4，HAc阳离子：阳离子：NH4+、H3O+、Al(H2O)63+阴离子：阴离子：H2PO4-;HSO4-;碱：碱：凡是能与质子（凡是能与质子（H+）结合的分结合的分子或离子。（质子的接受体）子或离子。（质子的接受体）5.1.2 酸碱质子理论的基本概念酸碱质子理论的基本概念NH3；Cu(OH)2;Mg(OH)+;OH-;S2-;Ac-;CO32-.从上述酸碱定义可知从上述酸碱定义可知 某物质是酸还是碱决定于当时反应状况。某物质是酸还是碱决定于当时反应状况。酸酸 H+碱碱-+AcHHAc -+-+2442HPOHPOH-+-+3424

6、POHHPO+34NHHNH +2333NHCHHNHCH+252362O)Fe(OH)(HHO)Fe(H +422252O)(HFe(OH)HO)Fe(OH)(H 例：例：HAc的共轭碱是的共轭碱是Ac，Ac的共轭酸是的共轭酸是HAc，HAc和和Ac为一对共轭酸碱。为一对共轭酸碱。两性物质：两性物质：既能给出质子，又能接受质子的物质。既能给出质子，又能接受质子的物质。酸酸 H+碱碱 酸碱解离反应是质子转移反应酸碱解离反应是质子转移反应。水是两性物质，它的自身解离反应水是两性物质，它的自身解离反应也是质子转移反应。也是质子转移反应。H+酸酸(1)碱碱(2)酸酸(2)碱碱(1)HF(aq)H+F

7、(aq)H+H2O(l)H3O+(aq)H2O(l)+H2O(l)H3O+(aq)+OH(aq)HF(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+F(aq)酸酸(1)碱碱(2)酸酸(2)碱碱(1)盐类水解反应也是离子酸碱的质子盐类水解反应也是离子酸碱的质子转移反应。转移反应。例如例如NaAc水解：水解：酸酸(1)碱碱(2)酸酸(2)碱碱(1)H+NH4Cl水解：水解：酸酸(1)碱碱(2)酸酸(2)碱碱(1)H+Ac+H2O OH+HAc +H2O H3O+NH3 非水溶液中的酸碱反应，也是离子非水溶液中的酸碱反应，也是离子酸碱的质子转移反应。酸碱的质子转移反应。例如例如NH4Cl的生成：的生成：H+

8、液氨中的酸碱中和反应：液氨中的酸碱中和反应：H+区分效应区分效应：用一个溶剂能把酸或碱的相：用一个溶剂能把酸或碱的相对强弱区分开来，称为溶剂的对强弱区分开来，称为溶剂的“区分效应区分效应”。例如：例如：H2O可以区分可以区分HAc，HCN酸性的强弱。酸性的强弱。拉平效应拉平效应：溶剂将酸或碱的强度拉平的：溶剂将酸或碱的强度拉平的作用，称为溶剂的作用，称为溶剂的“拉平效应拉平效应”。酸和碱的强度是指酸给出质子的能力和酸和碱的强度是指酸给出质子的能力和碱接受质子的能力的强弱。碱接受质子的能力的强弱。5.1.3 酸和碱的相对强弱酸和碱的相对强弱HCl HAc HCN 水对强酸起不到区分作用，水能够同

9、等水对强酸起不到区分作用，水能够同等程度地将程度地将HClO4，HCl，HNO3等强酸的质等强酸的质子全部夺取过来子全部夺取过来。选取比水的碱性弱的碱，如冰醋酸为溶选取比水的碱性弱的碱，如冰醋酸为溶剂对水中的强酸可体现出区分效应。例如上剂对水中的强酸可体现出区分效应。例如上述强酸在冰醋酸中不完全解离，酸性强度依述强酸在冰醋酸中不完全解离，酸性强度依次为：次为：HIHClO4HClH2SO4HNO3 水水 HAC 为弱酸为弱酸 NH3(l)HAC 为强酸为强酸HCl HNO3 +HAC H2SO4HClHNO3H2SO4-溶剂溶剂 区分区分HClO4NaHNaNH2 +NH3 NaHNaNH2N

10、aOC2H5NaOC2H5 溶剂溶剂 区分区分HAcHCl HNO3 +H2O 表现出表现出(相同强度相同强度)H2SO4 溶剂溶剂 拉平强酸拉平强酸完全电离完全电离NaHNaNH2 +H2O 表现出表现出 (相同强度相同强度)NaOC2H5 拉平拉平 强碱强碱完全电离完全电离HClHNO3H2SO4 +NH3(l)表现出表现出(相同强度相同强度)HAc 溶剂拉平强酸溶剂拉平强酸完全电离完全电离酸越强，其共轭碱越弱；酸越强，其共轭碱越弱；碱越强，其共轭酸越弱。碱越强，其共轭酸越弱。选取比水的碱性弱的碱，如冰醋酸为溶剂选取比水的碱性弱的碱，如冰醋酸为溶剂对水中的强酸可体现出区分效应。例如上述强对

11、水中的强酸可体现出区分效应。例如上述强酸在冰醋酸中不完全解离，酸性强度依次为：酸在冰醋酸中不完全解离，酸性强度依次为：5.2 水的水的解解离平衡和溶液的离平衡和溶液的pH5.2.2 溶液的溶液的pH5.2.1 水的解离平衡水的解离平衡5.2.1 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)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。25纯水纯水：c(H+)=c(OH)=1.010-7molL-1100纯水纯水：=1.010-14=5.4310-13T ，)OH()OH(3-+=cccc )(OH

12、)O(H3=-+cc或或)(OHlgpOH-=-令令c)O(HlgpH 3-=+c5.2.2 溶液的溶液的pH101.0)(OH)O(H143=-+根据根据cc14lg)OH(lg)H(lg =-=-+即即cc14ppOHpH=+丹麦索伦森用丹麦索伦森用pH 表示表示pH 酸性酸性 pOH 碱性碱性 5.2.2 溶液的溶液的pH值值pH是用来表示水溶液酸碱性的一种标度。是用来表示水溶液酸碱性的一种标度。pH愈小愈小，c(H3O+)愈大，溶液的酸性愈强。愈大，溶液的酸性愈强。当当c(H3O+)=10-7 moll-1=c(OH-);PH=7=POH;呈中性呈中性当当c(H3O+)10-7 mol

13、l-1 c(OH-);PH7POH;呈酸性呈酸性当当c(H3O+)10-7 moll-17POH;呈碱性呈碱性 5.3 弱酸、弱碱的解离平衡弱酸、弱碱的解离平衡5.3.3 盐溶液的酸碱平衡盐溶液的酸碱平衡5.3.2 多元弱酸的解离平衡多元弱酸的解离平衡5.3.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡一元弱酸、弱碱的解离平衡 1.一元弱酸的解离平衡一元弱酸的解离平衡5.3.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡一元弱酸、弱碱的解离平衡HA(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+A(aq)HA()A()OH()HA(3ccc-+=)HA(越大，酸性越强。越大，酸性越强。初始浓度初始浓度/molL-1 0.10 0 0平

14、衡浓度平衡浓度/molL-1 0.10 x x xx=1.3103HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac(aq)HAc()Ac()OH()HAc(3ccc-+=例：例：计算计算25时，时，0.10 molL-1 HAc溶液中溶液中的的H3O+,Ac,HAc,OH浓度及溶液的浓度及溶液的pH。解：解：x10.0 x2-=1.810-5 当当c/Ka 400时，误差时，误差可达可达5%以下，可近似计算。以下，可近似计算。解离度解离度(a)c(H3O+)=c(Ac)=1.3103 molL-1 c(HAc)=(0.10-1.3103)molL-10.10molL-1c(OH)=7.710

15、12 molL-1=c(H3O+)c(OH)与与 的关系：的关系：HA(aq)H+(aq)+A(aq)平衡浓度平衡浓度/molL-1 c c c c初始浓度初始浓度/molL-1 c 0 0稀释定律：稀释定律：在一定温度下在一定温度下(为定值为定值)，某，某弱电解质的解离度随着其溶液的稀释而增大。弱电解质的解离度随着其溶液的稀释而增大。当当c/Ka 400时，误差时，误差可达可达5%以下，可近似计算。以下，可近似计算。c0/molL-1 0.200 0 05108.1-=327.11)109.1lg(14pOH14pH-=-=-=2.一元弱碱的解离平衡一元弱碱的解离平衡例：例：已知已知25时，

16、时，0.200molL-1氨水的解离氨水的解离度为度为 0.95%，求，求c(OH),pH和氨的解离常数。和氨的解离常数。解：解：ceq 0.200(1 0.95%)0.2000.95%0.2000.95%/molL-13109.1%95.0200.0)OH(-=cmolL-1molL-15.3.2 多元弱酸的解离平衡多元弱酸的解离平衡同一系统中平衡时同一种同一系统中平衡时同一种物质的浓度只有一种物质的浓度只有一种同离子效应同离子效应负离子解离出正离子有难度负离子解离出正离子有难度 例题：例题：计算计算 0.010 molL-1 H2CO3溶液中的溶液中的 H3O+,H2CO3,，和和OH的浓

17、度以及溶液的的浓度以及溶液的pH值。值。x+y+z x，x y xH2O 6.510-5结论：结论：对于二元弱酸，若对于二元弱酸，若 c(弱酸弱酸)一定时，一定时，c(酸根离子酸根离子)与与 c2(H3O+)成反比。成反比。人为改变人为改变H+的浓度时的关系的浓度时的关系 多元弱酸的解离是分步进行的，一般多元弱酸的解离是分步进行的，一般 。溶液中的。溶液中的 H+主要主要来自于弱酸的第一步解离，计算来自于弱酸的第一步解离，计算 c(H+)或或 pH 时可只考虑第一步解离。时可只考虑第一步解离。对于二元弱酸对于二元弱酸，当，当 时，时，c(酸根离子酸根离子)，而与弱酸的初始浓度，而与弱酸的初始浓

18、度无关。无关。自然平衡时自然平衡时人为改变人为改变H+的浓度时的关系的浓度时的关系1.1.强酸弱碱盐（离子酸）强酸弱碱盐（离子酸）(1)+(2)=(3)则则5.3.3 盐溶液的酸碱平衡盐溶液的酸碱平衡ceq/molL-1 0.10-x x x解：解：例：例：计算计算 0.10molL-1 NH4Cl溶液的溶液的pH和和的解离度。的解离度。x=7.510-6x(H3O+)=7.510-6 molL-1 pH=5.12%2.弱酸强碱盐（离子碱）弱酸强碱盐（离子碱）NaAc,NaCN一元弱酸强碱盐的水一元弱酸强碱盐的水溶液呈碱性，因为弱酸阴离子在水中发生水溶液呈碱性，因为弱酸阴离子在水中发生水解反应

19、。如在解反应。如在NaAc水溶液中：水溶液中：如如Na3PO4的水解：的水解：多元弱酸强碱盐也呈碱性，它们在水中多元弱酸强碱盐也呈碱性，它们在水中解离产生的阴离子都是多元离子碱，它们的解离产生的阴离子都是多元离子碱，它们的水解都是分步进行的。水解都是分步进行的。例题：例题：计算计算0.10molL-1Na3PO4溶液的溶液的pH值值。ceq/(molL-1)0.10 x x x解：解：当当c/Ka 400时时要精确计算。要精确计算。3.酸式盐酸式盐 解离大于水解，解离大于水解，NaH2PO4溶液显弱酸性；溶液显弱酸性；相反相反,Na2HPO4溶液解离小于水解溶液解离小于水解,显弱碱性。显弱碱性

20、。思考：其相关常数等于多少？思考：其相关常数等于多少？水解水解解离解离解离小于水解解离小于水解,显弱碱性显弱碱性3.3.酸式盐酸式盐 多元酸的酸式盐的解离平衡有关浓度的计算。多元酸的酸式盐的解离平衡有关浓度的计算。至少要建立五个平衡方程：（至少要建立五个平衡方程：（NaHCO3为例）为例）水解平衡方程水解平衡方程解离（电离）平衡方程解离（电离）平衡方程水的自身解离平衡方程水的自身解离平衡方程质量守恒方程质量守恒方程 （称为物料平衡法）（称为物料平衡法）电荷守恒方程电荷守恒方程 （称为电荷平衡法）（称为电荷平衡法）3.酸式盐酸式盐物料平衡法物料平衡法电荷平衡法电荷平衡法根据物料平衡，某一组分的原

21、始浓度根据物料平衡，某一组分的原始浓度C(B)应该应该等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。C0=C(H2CO3)+C(HCO3-)+C(CO32-)是指溶液中正负离子的总电荷数应该相等。是指溶液中正负离子的总电荷数应该相等。C(Na+)+C(H3O+)=C(HCO3-)+2C(CO32-)+C(HO-)*4.弱酸弱碱盐弱酸弱碱盐现将盐溶液的酸碱性的一般规律概括如下：现将盐溶液的酸碱性的一般规律概括如下：强酸强碱盐强酸强碱盐 NaCl，KNO3，BaI2弱酸弱碱盐弱酸弱碱盐 NH4Ac弱酸强碱盐弱酸强碱盐 NaAc，NaCN，Na2CO3酸式盐酸式盐 Na

22、2HPO4，NaHCO3弱酸弱碱盐弱酸弱碱盐 (NH4)2CO3，NH4CN强酸弱碱盐强酸弱碱盐 NH4Cl，A1C13，FeCl3酸式盐酸式盐 NaH2PO4弱酸弱碱盐弱酸弱碱盐 NH4F，NH4(HCOO)pH7中性中性pH7碱性碱性5.影响盐类水解的因素及应用影响盐类水解的因素及应用盐的浓度：盐的浓度：c盐盐,水解度增大。水解度增大。总之，加热和稀释都有利于盐类的水解。总之，加热和稀释都有利于盐类的水解。溶液的酸碱度：溶液的酸碱度：加酸可以引起盐类水解平衡加酸可以引起盐类水解平衡的移动，例如加酸能抑制下述水解产物的生成。的移动，例如加酸能抑制下述水解产物的生成。温度：温度：水解反应为吸热

23、反应，水解反应为吸热反应，0，T,Kh ，水解度增大。水解度增大。5.4 缓冲溶液缓冲溶液*5.4.4 缓冲范围和缓冲能力缓冲范围和缓冲能力 5.4.3 缓冲溶液缓冲溶液pH的计算的计算 5.4.2 缓冲溶液缓冲溶液 5.4.1 同离子效应同离子效应同离子效应同离子效应：在弱电解质溶液中，加入：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。解质的解离度降低的现象。HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac(aq)5.4.1 同离子效应同离子效应Ac(aq)NH4Ac(aq)(aq)+平衡移动方向平衡移动方向例：

24、例：在在 0.10 molL-1 的的HAc 溶液中，加入溶液中，加入 NH4Ac(s)，使使 NH4Ac的浓度为的浓度为 0.10 molL-1，计算该溶液的计算该溶液的 pH和和 HAc的解离度的解离度。x=1.810-5 c(H+)=1.810-5 molL-1 0.10 x 0.100.10 molL-1 HAc溶液溶液：pH=2.89，=1.3%解：解：HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac(aq)ceq/(molL-1)0.10 x x 0.10+xc0/(molL-1)0.10 0 0.10 pH=4.74，=0.018%50mLHAcNaAc c(HAc)=c(Na

25、Ac)=0.10molL-1 pH=4.74 缓冲溶液：缓冲溶液：具有能保持本身具有能保持本身pH相对稳相对稳定性能的溶液定性能的溶液(也就是不因加入少量强酸或也就是不因加入少量强酸或强碱而显著改变强碱而显著改变pH的溶液的溶液)。加入加入1滴滴(0.05ml)1molL-1 HCl加入加入1滴滴(0.05ml)1molL-1 NaOH实验：实验：50ml纯水纯水pH=7 pH=4.73 5.4.2 缓冲溶液缓冲溶液pH=7 11pH=73pH=4.755.4.2 缓冲溶液缓冲溶液概念概念:能够抵抗外加少量强酸强碱或稀溶而仍能够抵抗外加少量强酸强碱或稀溶而仍 然保持然保持PH值基本不变的溶液。

26、值基本不变的溶液。弱酸弱酸+其盐其盐 HAc NaAc 多元弱酸多元弱酸+其次酸式盐其次酸式盐 H2CO3 NaHCO3NaHCO3 Na2CO3弱碱弱碱+其盐其盐 NH3.H2O NH4Cl酸式盐酸式盐+其次级盐其次级盐 NaH2PO4 Na2HPO4Na2HPO4 Na3PO4缓缓冲冲溶溶液液的的组组成成 缓冲作用原理缓冲作用原理加入少量强碱或加入少量强酸：加入少量强碱或加入少量强酸：弱酸弱酸弱酸盐：弱酸盐：由于同离子效应的存在，由于同离子效应的存在，通常用初始浓度通常用初始浓度c0(HA),c0(A)代替代替c(HA),c(A)。5.4.3 缓冲溶液缓冲溶液pH的计算的计算平衡浓度平衡浓

27、度例例HAcNaAc，H2CO3NaHCO32.弱碱弱碱 弱碱盐弱碱盐 NH3 H2O NH4Cl3.3.由多元弱酸酸式盐由多元弱酸酸式盐 组成的缓冲溶液组成的缓冲溶液溶液为酸性或中性溶液为酸性或中性例例2：例例1：如如 NaHCO3Na2CO3 ,NaH2PO4Na2HPO4溶液为碱性溶液为碱性应按水解平衡精确计算。应按水解平衡精确计算。例例1：例例2：解离解离水解水解大大小小弱酸弱酸弱酸盐弱酸盐弱碱弱碱弱碱盐弱碱盐结论：结论：缓冲能力与缓冲溶液中各组分的浓度有缓冲能力与缓冲溶液中各组分的浓度有关，关，c(HA)，c(B)及及 c(A)或或c(BH+)较较 大时大时,缓冲能力强。缓冲能力强。

28、缓冲溶液的缓冲能力是有限的；缓冲溶液的缓冲能力是有限的；决定的，决定的，缓冲溶液的缓冲溶液的pH主要是由主要是由或或例题：例题：求求 300mL 0.50molL-1 H3PO4和和 500mL 0.50molL-1 NaOH的混合溶液的的混合溶液的pH。反应反应继续反应继续反应解：解：先反应再计算先反应再计算为什么？为什么？例题：例题：若在若在 50.00mL 0.150molL-1 NH3(aq)和和 0.200 molL-1 NH4Cl组成的缓冲溶液组成的缓冲溶液中，加入中，加入0.100ml 1.00 molL-1的的HCl，求加求加入入HCl前后溶液的前后溶液的pH各为多少？各为多少

29、？解：解：加入加入 HCl 前：前：4.4.缓冲溶液的缓冲性能的计算缓冲溶液的缓冲性能的计算加入加入 HCl 后：后：加HCl前浓度/(molL-1)0.150-0.0020-x 0.200+0.0020+x x0.150 0.200加HCl后初始浓度/(molL-1)0.150-0.0020 0.200+0.0020平衡浓度/(molL-1)NH3(aq)+H2O(l)NH4(aq)+OH(aq)+C0/400可近似计算可近似计算*5.4.4 缓冲范围和缓冲能力缓冲范围和缓冲能力 所选择的缓冲溶液，除了参与和所选择的缓冲溶液，除了参与和 H+或或 OH 有关的反应以外，不能与反应系有关的反应

30、以外，不能与反应系统中的其它物质发生副反应；统中的其它物质发生副反应；缓冲溶液的选择和配制缓冲溶液的选择和配制原则：原则：或或 尽可能接近所需溶尽可能接近所需溶液的液的pH值；值；欲配制的欲配制的缓冲溶液缓冲溶液的的 pH pH 值值应选择的缓冲组分应选择的缓冲组分 若若 或或 与所需与所需pH不相不相等，依所需等，依所需pH调整调整 例题：例题：今有今有 2.0L0.10molL-1的的 Na3PO4 溶液和溶液和 2.0L 0.10molL-1的的NaH2PO4 溶液，仅用这两种溶液，仅用这两种溶液（不可再加水）来配制溶液（不可再加水）来配制pH=12.50的缓冲溶的缓冲溶液，能配制多少升

31、这种缓冲溶液？液，能配制多少升这种缓冲溶液？解：解：缓冲组分应为缓冲组分应为 Na2HPO4 Na3PO4反应前反应前 n/mol 20.10 0.10 x 0 ,小于所需小于所需pH值，说明值，说明 应过量，则应过量，则 2.0L Na3PO4 应全部用上，设应全部用上，设需需0.10molL-1 NaH2PO4 xL。反应后反应后 n/mol 0.20 0.10 x 0 0.20 x平衡浓度平衡浓度/(molL-1)初始浓度初始浓度/(molL-1)解得解得 x=0.12 能配制能配制2.12L缓冲溶液缓冲溶液解得解得 x=0.12 能配制能配制2.12L缓冲溶液缓冲溶液(2L Na3PO

32、4 +0.12L NaH2PO4)。酸碱指示剂一般是弱的有机酸或弱的有机碱，酸碱指示剂一般是弱的有机酸或弱的有机碱，溶液的溶液的PHPH改变时，由于质子转移引起指示剂的分子改变时，由于质子转移引起指示剂的分子或离子结构发生变化，使其在可见光范围内发生了或离子结构发生变化，使其在可见光范围内发生了吸收光谱的改变，因而呈现不同的颜色。吸收光谱的改变，因而呈现不同的颜色。常用酸碱指示剂的变色范围常用酸碱指示剂的变色范围变色范围变色范围 酸色酸色 中间色中间色 碱色碱色甲基橙甲基橙3.1 4.4 红红 橙橙 黄黄酚酚 酞酞8.0 10.0 无色无色 粉红粉红 红红石石 蕊蕊3.0 8.0 红红 紫紫

33、蓝蓝 5.5 酸碱指示剂酸碱指示剂5.5 酸碱指示剂酸碱指示剂酸碱指示剂的变色范围取决于酸碱指示剂的变色范围取决于溶液溶液PH的测定的测定用酸碱指示剂测定（用酸碱指示剂测定（粗粗）用用PH试纸测定试纸测定（较准较准）用用PH计（酸度计）测定（计（酸度计）测定（精确精确）Lewis 酸酸：凡是可以接受电子对的分子、：凡是可以接受电子对的分子、离子或原子，如离子或原子，如Fe3+,Fe,Ag+,BF3等。等。Lewis 碱碱：凡是给出电子对的离子或分子：凡是给出电子对的离子或分子，如如：X,:NH3,:CO,H2O:等。等。Lewis酸与酸与Lewis碱之间碱之间 以以配位键配位键结合生结合生成酸

34、碱加合物。成酸碱加合物。5.6 酸碱电子理论酸碱电子理论BF3+FCu2+4 NH3 5.7 配位化合物配位化合物5.7.1 配合物的组成配合物的组成5.7.2 配合物的化学式和命名配合物的化学式和命名5.7.3 配合物的分类配合物的分类1.配合物的组成配合物的组成 配合物是配合物是Lewis酸碱的加合物，例如，酸碱的加合物，例如，Ag(NH3)2+是是Lewis酸酸Ag+和和NH3的加合物。的加合物。5.7.1 配合物的组成配合物的组成 形成体与一定数目的配位体以配位键按形成体与一定数目的配位体以配位键按一定的空间构型结合形成的离子或分子叫做一定的空间构型结合形成的离子或分子叫做配合物配合物

35、。Lewis酸称为酸称为形成体形成体(中心离子中心离子)；Lewis碱称为碱称为配位体配位体。形成体形成体通常是金属离子和原子，也有少通常是金属离子和原子，也有少数是非金属元素，例如：数是非金属元素，例如：Cu2+，Ag+，Fe3+，Fe，Ni，B，P 配位体配位体通常是非金属的阴离子或分子，通常是非金属的阴离子或分子，例如：例如：F，Cl，Br，I，OH，CN，H2O，NH3，CO 配位原子配位原子：与形成体成键的原子。：与形成体成键的原子。单基配位体单基配位体：配位体中只有一个配位原子。：配位体中只有一个配位原子。多基配位体多基配位体：具有两个或多个配位原子的：具有两个或多个配位原子的 配

36、位体。例如：配位体。例如：乙二胺（乙二胺（en）乙二胺四乙酸根乙二胺四乙酸根 EDTA（Y4）乙二酸根（草酸根）乙二酸根（草酸根）O OC CO O2 4 配位数：配位原子数配位数：配位原子数 单基配体：单基配体：形成体的配位数等于配位体形成体的配位数等于配位体的数目；的数目；多基配体：多基配体：形成体的配位数等于配位体形成体的配位数等于配位体的数目与基数的乘积。的数目与基数的乘积。Cu2+的配位数等于的配位数等于4。例如：例如：2+Ca(EDTA)2或或CaY2 Ca2+的配位数为的配位数为6，配位原子分别是，配位原子分别是4个个O，2个个N。从溶液中析出配合物时，配离子常与带从溶液中析出配

37、合物时，配离子常与带有相反电荷的其他离子结合成盐，这类盐称有相反电荷的其他离子结合成盐，这类盐称为为配盐配盐。配盐的组成可以划分为。配盐的组成可以划分为内层内层和和外层外层。配离子属于内层，配离子以外的其他离子属配离子属于内层，配离子以外的其他离子属于外层。外层离子所带电荷总数等于配离子于外层。外层离子所带电荷总数等于配离子的电荷数。的电荷数。形形成成体体配配位位原原子子配配体体配配位位数数内界内界外界外界K+K3Fe(CN)6Fe(CN)63-配酸：配酸：酸酸配碱：氢氧化配碱：氢氧化配盐：先阴离子后阳离子，简单酸根加配盐：先阴离子后阳离子，简单酸根加 “化化”字，复杂酸根加字，复杂酸根加“酸

38、酸”字。字。5.7.2 配合物的化学式和命名配合物的化学式和命名配合物的命名原则：配合物的命名原则：配体数配体数 配体名称配体名称 合合 形成体名称形成体名称(氧化态值氧化态值)以二、以二、三、四三、四表示表示不同不同配体配体“”分开分开以罗马以罗马数字数字、表示表示配体次序：配体次序：先离子后分子先离子后分子，例如：，例如：KPtCl3NH3：三氯三氯氨合铂氨合铂()酸钾；酸钾；同是离子或同是分子，按配位原子元素符同是离子或同是分子，按配位原子元素符号的英文字母顺序排列，号的英文字母顺序排列，例如：例如：Co(NH3)5H2OCl3：氯化五氨氯化五氨水合钴水合钴()；配位原子相同，少原子在先

39、配位原子相同，少原子在先；配位原子相；配位原子相同，且配体中含原子数目又相同，同，且配体中含原子数目又相同，按非配位原按非配位原子的元素符号英文字母顺序排列子的元素符号英文字母顺序排列，例如：，例如：PtNH2NO2(NH3)2：氨基：氨基硝基硝基二氨合铂二氨合铂()；先无机后有机先无机后有机，例如：，例如：KPtCl3(C2H4)：三氯三氯乙烯合铂乙烯合铂()酸钾。酸钾。硫酸四氨合铜硫酸四氨合铜()乙二胺四乙酸根合钙乙二胺四乙酸根合钙()离离子子三硝基三硝基三氨合钴三氨合钴()五羰五羰(基基)合铁合铁(三三)氯化五氨氯化五氨水合钴水合钴()硝酸羟基硝酸羟基三水合锌三水合锌()五氯五氯氨合铂氨

40、合铂()酸钾酸钾氢氧化四氨合铜氢氧化四氨合铜()六氯合铂六氯合铂()酸酸六异硫氰根合铁六异硫氰根合铁()酸钾酸钾“亚硝酸根亚硝酸根”表示表示 ONO，为，为 O 配位；配位；“硝基硝基”表示表示 ，为，为 N 配位。配位。“硫氰酸根硫氰酸根”表示表示 SCN，为，为 S 配位，配位，“异硫氰酸根异硫氰酸根”表示表示 NCS，为，为 N 配位；配位；(二二)氯化一氯四氨氯化一氯四氨水合钴水合钴（）Co3+Cl-、H2O、NH3；Cl、O、N；6；CoCl(NH3)4(H2O)2+；Cl-；3+名称为：名称为：形成体形成体(中心离子中心离子)：配位体配位体:配位原子配位原子:配位数：配位数：内界：

41、内界：外界外界:形成体形成体(中心离子中心离子)电荷数：电荷数：简单配合物简单配合物：一个中心离子，每个配体均为单：一个中心离子，每个配体均为单基配体。如基配体。如螯合物螯合物：一个中心离子与多基配体成键形：一个中心离子与多基配体成键形成环状结构的配合物。如成环状结构的配合物。如Cu(en)22+，CaY2多核配合物多核配合物：含两个或两个以上的中心离：含两个或两个以上的中心离子。子。如如(H2O)4Fe(OH)2Fe(H2O)44+。Al2Cl6,Fe2Cl6羰合物羰合物：CO为配体。如为配体。如Fe(CO)5，Ni(CO)4。烯烃配合物烯烃配合物：配体是不饱和烃。如：配体是不饱和烃。如：P

42、dCl3(C2H4)。多酸型配合物多酸型配合物：配体是多酸根。如：配体是多酸根。如：(NH4)3P(Mo3O10)6H2O。(磷钼酸铵磷钼酸铵)5.7.3 配合物的分类配合物的分类多核配合物命名多核配合物命名:在桥联基前冠以在桥联基前冠以希腊字母希腊字母-，桥基多于一个时，用，桥基多于一个时，用二（二（-），三（），三（-）。如）。如:(NH3)5Cr-OH-Cr(NH3)5Cl5五氯化五氯化-羟羟十氨合二铬十氨合二铬()五氯化五氯化-羟羟二二(五氨合二铬五氨合二铬()5.8 配位反应与配位平衡配位反应与配位平衡5.8.1 配合物的解离常数和配合物的解离常数和 稳定常数稳定常数*5.8.3 配

43、合物稳定性配合物稳定性*5.8.2 配体取代反应和配体取代反应和 电子转移反应电子转移反应 配合物的解离反应是分步进行的，每配合物的解离反应是分步进行的，每步均有其解离常数。例如：步均有其解离常数。例如：总解离常数总解离常数(不稳定常数不稳定常数)：总解离反应：总解离反应：5.8.1 配合物的解离常数和稳定常数配合物的解离常数和稳定常数(aq)NH(aq)Ag(NH (aq)Ag(NHd13323+K(aq)NH(aq)Ag (aq)Ag(NHd233+K(aq)NH2(aq)Ag (aq)Ag(NHd323+K)Ag(NH()(NH)(Ag2323d2d1d+=cccKKK配合物的生成反应是

44、配合物解离反应的逆反应。配合物的生成反应是配合物解离反应的逆反应。总生成常数总生成常数(稳定常数或累积稳定常数稳定常数或累积稳定常数)：总生成反应：总生成反应：(aq)Ag(NH (aq)NH(aq)Ag33+(aq)Ag(NH (aq)NH(aq)Ag(NH2333+(aq)Ag(NH (aq)NH2(aq)Ag233+f1Kf2KfK)(NH)(Ag)Ag(NH(2323f2f1fcccKKK=+1dfKK=f越大，配合物越稳定。越大，配合物越稳定。K1d2f1KK=1d1f2KK=例题：例题：室温下，室温下，0.010mol的的AgNO3(s)溶于溶于1.0L 0.030molL-1的的

45、NH3H2O中中(设体积不变设体积不变)，计算该溶液中游离的，计算该溶液中游离的Ag+、NH3和和 的浓度。的浓度。0.01020.010 )L/(mol1xxx-+-平衡浓度平衡浓度-2 )L/(mol1xxx-变化浓度变化浓度0.010020.00.030 0)L/(mol1-开始浓度开始浓度解：解：很大，且很大，且c(NH3)大，预计生成大，预计生成 的反应完全，生的反应完全，生成了成了0.010molL1 。很小，很小，可略而不计。可略而不计。723f101.67)(Ag(NH=+K(aq)Ag(NH (aq)2NH (aq)Ag233+设最小量为设最小量为x1233Lmol010.0

46、)(Ag(NH)NH(-+=cc16Lmol100.6)Ag(-+=c672100.6 101.6701000100-=x.x.010.02010.0 010.00.010+-xx7f2101.67)2010.0(0.010=+-Kxxx出现三元一次方程出现三元一次方程 1.配体取代反应配体取代反应 一种配体取代了配离子内层的另一种配体，一种配体取代了配离子内层的另一种配体，生成新的配合物的反应称为配体取代反应。生成新的配合物的反应称为配体取代反应。例：血红色的例：血红色的Fe(NCS)2+中加入中加入NaF反应如下：反应如下：*5.8.2 配体取代反应和电子转移反应配体取代反应和电子转移反应

47、22(aq)NCS(aq)FeF (aq)F(aq)Fe(NCS)+-+-+3262f2f108.7101.9101.7)(Fe(NCS)(FeFKKK=+越完全。越完全。的浓度越大，取代反应的浓度越大，取代反应越大，取代所用的配合剂越大，取代所用的配合剂生成的配合物的生成的配合物的f K 例：例：将将0.020molL-1 ScCl3溶液与等体积溶液与等体积的的0.020molL-1的的EDTA(Na2H2Y)混合混合,反应反应生成生成ScY。计算溶液的计算溶液的pH值。值。解：解：查附表三、四，查附表三、四，配体取代的发生伴随着溶液配体取代的发生伴随着溶液pH值的改变：值的改变：x)2(0

48、.010 x 0.010 x x eq-c0 0 0.010 0.010 0cc(Y4)c(HY3)c(Y4)c(HY3)c(ScY)c(H3O+)c(H3O+)c(H2Y2)K =16.622a4a310)YH()YH(=-KK10.23f23.103a4a410)ScY(10)HY()YH(=-；KKKO4H)aq(O2H)aq(ScY )aq(YH)aq(O)Sc(H2322362+-+6101.5 =23.1016.610.23101010 =-0.010 x010.0-101.5x)x010.0(4623=-108.9x7=-1.70pH Lmol 020.0)OH(13=-+c3a

49、22af)(HY)Y(H)(ScY=-KKKK2.2.配合物的电子转移反应配合物的电子转移反应有些配合物的生成反应伴随着电子的转移，有些配合物的生成反应伴随着电子的转移，)aq(Fe(CN)aq(IrCl3636-+这是氧化还原反应，详见第七章。这是氧化还原反应，详见第七章。例如：例如：)aq(Fe(CN)aq(IrCl 4626-+4+3+2+3 螯合物的稳定性螯合物的稳定性螯合效应螯合效应：螯合物比具有相同配位原子：螯合物比具有相同配位原子的简单配合物稳定。的简单配合物稳定。*5.8.3 配合物稳定性配合物稳定性 8.74 )Ni(NH 18.83Ni(en)7.12 )CHCd(NH 10.09 Cd(en)9.46 )Zn(NH 10.83 Zn(en)13.32 )Cu(NH 20.00Cu(en)lg lg 263232432222432224322ff+KK简单配合物简单配合物螯合物螯合物第五章作业：第五章作业：P150152页页1.4.(6),(7);8.(1),(2);10.(2),(8);12.(3),(4);18.(7);19.