[化学ppt课件 ]医用基础化学第三章.ppt
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1、章电解质溶液ElectrolyteSolutions内容提要1.强电解质溶液理论强电解质和弱电解质:电解质定义、分类及解离度强电解质溶液理论要点:离子氛概念离子的活度、活度因子和离子强度2.弱电解质溶液的解离平衡弱酸、弱碱的解离平衡及其平衡常数酸碱平衡的移动浓度、同离子效应和盐效应的影响内容提要3.酸碱的质子理论酸碱的概念酸碱反应的实质水的质子自递平衡共轭酸碱解离常数的关系 4.酸碱溶液pH的计算强酸或强碱溶液 一元弱酸或弱碱溶液多元酸碱溶液两性物质溶液:负离子型、弱酸弱碱型、氨基酸型内容提要5.酸碱的电子理论及软硬酸碱理论6.难溶强电解质的沉淀溶解平衡溶度积和溶度积规则沉淀的生成、分级沉淀和
2、沉淀的溶解沉淀溶解平衡实例教学基本要求1.掌握酸碱质子理论、酸碱定义、共轭酸碱对、酸碱的强度。酸碱解离常数及其应用,共轭酸碱对Ka与Kb关系。一元弱酸弱碱、多元弱酸弱碱和两性物质(负离子型、弱酸弱碱型)等水溶液中pH的计算。难溶电解质的溶度积常数Ksp的表达式,溶度积和溶解度的关系及其计算。离子积定义和溶度积规则涵义,应用浓度积规则判断沉淀的生成、溶解及沉淀的先后次序。教学基本要求2.熟悉强电解质理论、强电解质溶液表观解离度和活度、离子强度等概念。酸碱在水溶液中的质子转移平衡。水的离子积及水溶液的pH值的表达。酸碱溶液的同离子效应和盐效应。3.了解活度因子及其计算。难溶电解质的同离子效应和盐效
3、应。第一节 强电解质溶液理论1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的化合物,这些化合物的水溶液称为电解质溶液。+第一节 强电解质溶液理论1强电解质和弱电解质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就是强电解质。例如 NaNa+ClCl-Na Na+ClCl-(离子型化合物离子型化合物)HClHCl H H+ClCl-(强极性分子强极性分子)弱电解质在水溶液中只能部分解离成离子的化合物。例如:HAcHAc H H+Ac +Ac-第一节 强电解质溶液理论解离度: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。通常0.1
4、molkg-1溶液中,强电解质30%;弱电解质5%;中强电解质=5%30%。第一节 强电解质溶液理论例 某电解质HA溶液,其质量摩尔浓度b(HA)为0.1 molkg-1,测得此溶液的Tf为0.19,求该物质的解离度。解 设HA的解离度为,HA(aq)H+(aq)+A-(aq)平衡时/molkg-1 0.1-0.1 0.1 0.1HA+H+A-=0.1(1+)molkg-1根据Tf=Kfb0.19 K=1.86 Kkgmol-10.1(1+)molkg-1=0.022=2.2%第一节 强电解质溶液理论校正系数i与解离度 的关系 1)AB型电解质 AB(aq)A+(aq)+B-(aq)平衡时 c
5、-c c c ic=(c-c)+c+c=c+c i=1+2)AB2(或A2B)型电解质 AB2(aq)A2+(aq)+2B-(aq)平衡时 c-c c 2c ic=(c-c)+c+2c=c+2c i=1+2第一节 强电解质溶液理论2.强电解质溶液理论要点电解质离子相互作用,离子氛存在,致使离子间相互作用而互相牵制,表观解离度不是100%。一种更为简单的离子对模型,虽然便于理解,但难以量化。第一节 强电解质溶液理论3.离子的活度和活度因子 活度:离子的有效浓度(表观浓度)小于理论浓度,有效浓度的值就是活度aB。活度因子:B称为溶质B的活度因子。离子的活度aB=BbB/bOb为标准态的浓度(即1
6、molkg-1)。第一节 强电解质溶液理论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H3O+或OH-表示。第三节 酸碱的质子理论人体各种体液的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第三节 酸碱的质子理论4共轭酸碱解离常数的关系酸HA及其共轭碱HA(aq)+H2O(l)A-(aq)+H3O+(aq)A-(aq)+H2O(l)HA(aq)+OH-(aq)H2O(l)+H2O(l)H3O+(aq)+OH-(
7、aq)Kw=H3O+OH-以Ka、Kb代入,得 KaKb=Kw第三节 酸碱的质子理论例 已知NH3的Kb为1.810-5,试求NH4+的Ka。解 NH4+是NH3的共轭酸,故 Ka=Kw/Kb=1.010-14/(1.810-5)=5.610-10第三节 酸碱的质子理论多元弱酸或多元弱碱H3PO4(aq)+H2O(l)H2PO4-(aq)+H3O+(aq)H2PO4-(aq)+H2O(l)HPO42-(aq)+H3O+(aq)HPO42-(aq)+H2O(l)PO43-(aq)+H3O+(aq)第三节 酸碱的质子理论H2PO4-(aq)+H2O(l)H3PO4(aq)+OH-(aq)HPO42
8、-(aq)+H2O(l)H2PO4-(aq)+OH-(aq)PO43-(aq)+H2O(l)HPO42-(aq)+OH-(aq)第三节 酸碱的质子理论例 已知H2CO3的Ka1=4.510-7,Ka2=4.710-11,求CO32-的Kb1和Kb2。解 CO32-与HCO3-为共轭酸碱对Kb1=Kw/Ka2=1.010-14/(4.710-11)=2.110-4而HCO3-与H2CO3为共轭酸碱对Kb2=Kw/Ka1=1.010-14/(4.510-7)=2.210-8 第四节 酸碱溶液pH的计算1强酸或强碱溶液 强酸或强碱属于强电解质,在水中完全解离。因此,一般浓度下,对于强酸HA,H3O+
9、=c(HA);对于强碱B,OH-=c(B)。但当H3O+或OH-Ka2Ka3,每级解离常数一般相差46个数量级,可忽略二、三级解离平衡。因此,多元酸的H3O+浓度的计算以一级解离为主。比较多元弱酸的酸性强弱时,只需比较它们一级解离常数值即可。第四节 酸碱溶液pH的计算例 已知H2CO3的Ka1=4.510-7,Ka2=4.710-11,计算0.020molL-1 H2CO3溶液中H3O+、CO32-及pH。解 H2CO3(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+HCO3-(aq)HCO3-(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+CO32-(aq)Ka2 Ka2 Ka3、Ka1/Ka2102时,可
10、当作一元弱酸处理,求H3O+。第二步质子传递平衡所得的共轭碱的浓度近似等于Ka2。如H2CO3溶液中,CO32-Ka2(H2CO3);H3PO4溶液中,HPO42-Ka2(H3PO4)。第二步及以后质子传递平衡所得共轭碱浓度很低 多元弱碱的分步解离与多元弱酸相似,根据类似的条件,可按一元弱碱溶液计算其OH-。第四节 酸碱溶液pH的计算例 计算0.50 molL-1邻苯二甲酸(C8H6O4)溶液的pH,并求C8H5O4-,C8H4O42-和OH-。解 已知Ka1=1.1410-3,Ka2=3.7010-6,c=0.50 molL-1,Ka1/Ka2102,c/Ka1 500,pH=1.62C8H
11、5O4-=H3O+=0.024 molL-1C8H4O42-=Ka2=3.710-6 molL-1OH-=Kw/H3O+=4.210-13 molL-1第四节 酸碱溶液pH的计算例 计算0.100 molL-1Na2CO3溶液的pH以及CO32-和HCO3-浓度。解 Na2CO3是二元弱碱,在水中CO32-(aq)+H2O(l)HCO3-(aq)+OH-(aq)Kb1=Kw/Ka2=1.010-14/(4.710-11)=2.110-4而HCO3-与H2CO3为共轭酸碱对HCO3-(aq)+H2O(l)H2CO3(aq)+OH-(aq)Kb2=Kw/Ka1=1.010-14/(4.510-7)
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