药学无机化学课件-14级第二章电解质溶液和离子平衡.ppt
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1、上一内容下一内容回主目录徐州医学院分光光度法分光光度法 第第2 2章章 电解质溶液与离子平衡电解质溶液与离子平衡上一内容下一内容回主目录徐州医学院 复习复习一、物质的量浓度二、质量浓度三、质量摩尔浓度四、物质的量分数上一内容下一内容回主目录徐州医学院 稀溶液的渗透压力稀溶液的渗透压力 =i cB RT复习复习上一内容下一内容回主目录徐州医学院3.1 强电解质溶液理论强电解质溶液理论(课本(课本(课本(课本P P2222页)页)页)页)强电解质在水中强电解质在水中强电解质在水中强电解质在水中完全解离完全解离完全解离完全解离强电解质大多数的盐大多数的盐强碱强碱强酸强酸离子型化合物离子型化合物强极性
2、化合物强极性化合物Na+ClCl-(aqaq)(aqaq)NaCl(s)Na+ClCl-(aqaq)(aqaq)HCl(g)上一内容下一内容回主目录徐州医学院3.1 强电解质溶液理论强电解质溶液理论(课本(课本(课本(课本P P2222页)页)页)页)弱电解质在水中弱电解质在水中弱电解质在水中弱电解质在水中部分解离。部分解离。部分解离。部分解离。弱电解质极少数的盐极少数的盐弱碱弱碱弱酸弱酸弱极性化合物弱极性化合物H+AcAc-(aqaq)(aqaq)HAc(aqaq)NH3 +H2O(g g)NH+OHOH-(aqaq)(aqaq)4 4 4 4上一内容下一内容回主目录徐州医学院弱电解质的解离
3、度(电离度)弱电解质的解离度(电离度)弱电解质的解离度(电离度)弱电解质的解离度(电离度):=100%100%=100%100%电解质已解离部分的浓度电解质已解离部分的浓度电解质已解离部分的浓度电解质已解离部分的浓度电解质的原始浓度电解质的原始浓度电解质的原始浓度电解质的原始浓度已解离的分子数已解离的分子数已解离的分子数已解离的分子数原有分子总数原有分子总数原有分子总数原有分子总数3.1 强电解质溶液理论强电解质溶液理论(课本(课本(课本(课本P P2222页)页)页)页)上一内容下一内容回主目录徐州医学院KCl(KCl(molLmolL-1-1)0.10)0.100.050.050.010.
4、010.0050.0050.001 0.001 n(1Ln(1L溶液中溶液中溶液中溶液中KCl)KCl)0.100.100.050.050.010.01 0.005 0.0050.0010.001 (1)(1)强电解质在水中完全解离强电解质在水中完全解离强电解质在水中完全解离强电解质在水中完全解离3.1.1离子相互作用理论实际粒子数是实际粒子数是实际粒子数是实际粒子数是n n的倍数的倍数的倍数的倍数i i 1.921.921.941.941.971.971.981.98 1.99 1.99理论粒子数是理论粒子数是理论粒子数是理论粒子数是n n的倍数的倍数的倍数的倍数0.20 0.10 0.02
5、0.01 0.002上一内容下一内容回主目录徐州医学院(2)(2)“离子氛离子氛”(强电解质强电解质强电解质强电解质)强电解质溶液中强电解质溶液中强电解质溶液中强电解质溶液中,离子间的静电离子间的静电离子间的静电离子间的静电力使每一个离子都被周围电荷相力使每一个离子都被周围电荷相力使每一个离子都被周围电荷相力使每一个离子都被周围电荷相反的离子包围着的离子氛反的离子包围着的离子氛反的离子包围着的离子氛反的离子包围着的离子氛.(1 1 1 1)强电解质在水中完全解离)强电解质在水中完全解离)强电解质在水中完全解离)强电解质在水中完全解离(2 2 2 2)阴、阳)阴、阳)阴、阳)阴、阳“离子氛离子氛
6、离子氛离子氛”互相牵制,互相牵制,互相牵制,互相牵制,离子运动不完全自由离子运动不完全自由离子运动不完全自由离子运动不完全自由上一内容下一内容回主目录徐州医学院(2)(2)“离子氛离子氛”溶液的导电性就比理论值小,溶液的导电性就比理论值小,溶液的导电性就比理论值小,溶液的导电性就比理论值小,产生一种解离不完全的假象。产生一种解离不完全的假象。产生一种解离不完全的假象。产生一种解离不完全的假象。(强电解质强电解质强电解质强电解质)溶液中离子浓度愈大,这种现象愈明显溶液中离子浓度愈大,这种现象愈明显溶液中离子浓度愈大,这种现象愈明显溶液中离子浓度愈大,这种现象愈明显上一内容下一内容回主目录徐州医学
7、院 实际解离度实际解离度 100%100%称为表观解离度称为表观解离度(3)表观解离度表观解离度 弱电解质解离度表示平衡时弱电解质解离分数弱电解质解离度表示平衡时弱电解质解离分数弱电解质解离度表示平衡时弱电解质解离分数弱电解质解离度表示平衡时弱电解质解离分数。(强电解质强电解质强电解质强电解质)上一内容下一内容回主目录徐州医学院 友情提醒:友情提醒:弱电解质解离度表示平衡时弱电解质解离弱电解质解离度表示平衡时弱电解质解离弱电解质解离度表示平衡时弱电解质解离弱电解质解离度表示平衡时弱电解质解离的分子的分子的分子的分子数占总分子数的百分数数占总分子数的百分数数占总分子数的百分数数占总分子数的百分数
8、。H+AcAc-(aqaq)(aqaq)HAc(aqaq)NH3 +H2O(g g)NH+OHOH-(aqaq)(aqaq)4 4 4 4上一内容下一内容回主目录徐州医学院2 2.1.2 .1.2 活度和活度活度和活度因子因子 是是是是指指指指电电电电解解解解质质质质溶溶溶溶液液液液有有有有效效效效浓浓浓浓度度度度,即即即即单单单单位位位位体体体体积积积积电电电电解解解解质质质质溶溶溶溶液液液液中中中中表表表表现现现现出出出出来来来来的的的的表表表表观观观观离离离离子子子子有有有有效效效效浓浓浓浓度度度度,即即即即扣扣扣扣除除除除了了了了离离离离子子子子间间间间相互作用的浓度相互作用的浓度相互
9、作用的浓度相互作用的浓度 a=BcB/c B B是是活度活度活度活度因子因子因子因子 c c 标准态的浓度标准态的浓度(即即1molL1molL-1-1)(1)(1)活度(活度(活度(活度(a a)a=BcB上一内容下一内容回主目录徐州医学院2 2.1.2 .1.2 活度和活度活度和活度因子因子 (2)(2)(2)(2)活度活度活度活度因子因子因子因子 B B :离子之间相互牵制作用的大小离子之间相互牵制作用的大小离子之间相互牵制作用的大小离子之间相互牵制作用的大小 aBcB,B1 稀溶液中,稀溶液中,稀溶液中,稀溶液中,B B 1 1;极稀溶液中,;极稀溶液中,;极稀溶液中,;极稀溶液中,B
10、 B 接近接近接近接近1 1 上一内容下一内容回主目录徐州医学院c/c/molLmolL-1 -1 0.1 0.010.1 0.01 0.001 0.001 0.0001 0.0001 a a 0.0792 0.00906 0.000963 0.0000985 0.0792 0.00906 0.000963 0.0000985离子浓度越大,电荷越高,离子之间相互牵制的离子浓度越大,电荷越高,离子之间相互牵制的离子浓度越大,电荷越高,离子之间相互牵制的离子浓度越大,电荷越高,离子之间相互牵制的作用越强作用越强作用越强作用越强,越小越小越小越小(1)HAcHClHClHAcHCl是强酸,是强酸,H
11、AcHAc是弱酸是弱酸其共轭碱接受质子的能力就弱。其共轭碱接受质子的能力就弱。其共轭碱接受质子的能力就弱。其共轭碱接受质子的能力就弱。接受质子能力接受质子能力接受质子能力接受质子能力 Ac Ac-Cl Cl-ClCl-是弱碱,是弱碱,是弱碱,是弱碱,AcAc-碱性比碱性比碱性比碱性比ClCl-强强强强 上一内容下一内容回主目录徐州医学院HH2 2O O 弱酸弱酸弱酸弱酸 HH2 2SOSO4 4 弱碱弱碱弱碱弱碱 2.2.2.2.溶剂溶剂溶剂溶剂接受质子的能力(接受质子的能力(接受质子的能力(接受质子的能力(与反应对象或溶剂性质有关与反应对象或溶剂性质有关与反应对象或溶剂性质有关与反应对象或溶
12、剂性质有关)NHNH3 3(l l)强酸强酸强酸强酸HAcHAcHNOHNO3 3HH2 2O O 强酸强酸强酸强酸HAc HAc 弱酸弱酸弱酸弱酸(三)(三)酸碱的相对强弱酸碱的相对强弱上一内容下一内容回主目录徐州医学院二、水溶液中的质子传递平衡二、水溶液中的质子传递平衡(一一一一)水的质子自递平衡水的质子自递平衡水的质子自递平衡水的质子自递平衡 H2O +H2OH+或或 H2O H3O+OH-H+OH-HH+OHOH-=K K HH2 2O=O=K Kw w (水的离子积常数)(水的离子积常数)(水的离子积常数)(水的离子积常数)上一内容下一内容回主目录徐州医学院(一)水的质子自递平衡(一
13、)水的质子自递平衡298K298K时:任何物质的水溶液中,时:任何物质的水溶液中,时:任何物质的水溶液中,时:任何物质的水溶液中,其其其其 HH+OHOH-=K Kw w=1.010=1.010-14-14友情提醒:友情提醒:Kw 的意义:的意义:一定温度时,水溶液中一定温度时,水溶液中H+和和OH-之积为一常数。之积为一常数。水的解离是吸热反应,当温度升高时水的解离是吸热反应,当温度升高时Kw增大。增大。HH+OHOH-=K Kw w上一内容下一内容回主目录徐州医学院Kw 的意义的意义:水的离子积常数与温度的关系水的离子积常数与温度的关系水的离子积常数与温度的关系水的离子积常数与温度的关系T
14、/KKw2731.510-152917.410-152951.0010-142981.2710-143235.610-143737.410-13水的解离是吸热反应,当温度升高时水的解离是吸热反应,当温度升高时K Kw w增大。增大。上一内容下一内容回主目录徐州医学院(二二)酸碱的质子传递平衡酸碱的质子传递平衡1 1 1 1、一元弱酸、弱碱、一元弱酸、弱碱、一元弱酸、弱碱、一元弱酸、弱碱 1 1 酸的解离平衡常数酸的解离平衡常数酸的解离平衡常数酸的解离平衡常数KaKaHB+H2O H3O+B-上一内容下一内容回主目录徐州医学院1酸的解离平衡常数酸的解离平衡常数KaKa 越大,酸性越强越大,酸性越
15、强HAc+HHAc+H2 2O HO H3 3OO+Ac+Ac-查表得:查表得:K =1.7610-5HAcK =4.9310-10HCN如:如:KKa a表示弱酸在水溶液中给出质子能力的强弱。表示弱酸在水溶液中给出质子能力的强弱。表示弱酸在水溶液中给出质子能力的强弱。表示弱酸在水溶液中给出质子能力的强弱。HAc酸性比酸性比HCN强强上一内容下一内容回主目录徐州医学院2碱的解离平衡常数碱的解离平衡常数KbB-+H2O HB+OH-Kb 越大,碱性越强越大,碱性越强查表得:查表得:查表得:查表得:K =1.7610K =1.7610-5-5NH3K =1.0710K =1.0710-8-8NH2
16、OHNH3+H2O NH4+OH-如:如:NH3酸碱性比酸碱性比NH2OH强强上一内容下一内容回主目录徐州医学院 3 共轭酸碱对的共轭酸碱对的 Ka 和和 Kb 的关系的关系HB+H2O H3O+B-B-+H2O HB+OH-KW为水的离子积常数为水的离子积常数上一内容下一内容回主目录徐州医学院例例1.已知已知NH3的的Kb=1.7810-5,试求试求解解:3 共轭酸碱对的共轭酸碱对的 Ka 和和 Kb 的关系的关系共轭酸共轭酸共轭碱共轭碱H+NH3NH+4 4上一内容下一内容回主目录徐州医学院起始浓度起始浓度:0 00 0平衡浓度平衡浓度:一般弱电解质一般弱电解质很小很小(三三)质子传递平衡
17、的移动质子传递平衡的移动1 1、稀释定律稀释定律当一定温度时当一定温度时,弱电质解离度随其浓度减少而增大。弱电质解离度随其浓度减少而增大。上一内容下一内容回主目录徐州医学院例题例题2:2:已知醋酸的浓度已知醋酸的浓度c=0.1000mol/L,c=0.1000mol/L,醋酸的电离醋酸的电离度度=1.340=1.340,试计算醋酸的电离常数试计算醋酸的电离常数K Ka a?解解:已知已知:c=0.1000mol/L=1.340:c=0.1000mol/L=1.340(1 1)(2 2)1、稀释定律稀释定律上一内容下一内容回主目录徐州医学院2、同离子效应和盐效应同离子效应和盐效应(P P P P
18、28282828页)页)页)页)11 同离子效应同离子效应 在弱电解质溶液中加入含有相同离子的强电解质,在弱电解质溶液中加入含有相同离子的强电解质,将使弱电解质离解度下降的现象,称为同离子效应。将使弱电解质离解度下降的现象,称为同离子效应。氨水是弱电解质,向其中加入氨水是弱电解质,向其中加入NHNH4 4ClCl稀稀稀稀NHNH3 3HH2 2OO 酚酞酚酞指示剂指示剂 少量少量 NH4Cl(s)OHOH-减减减减 小小小小 pHOH-上一内容下一内容回主目录徐州医学院平衡向左移动平衡向左移动解释:解释:11同离子效应同离子效应上一内容下一内容回主目录徐州医学院设设HAc和和NaAc的起始浓度
19、分别为的起始浓度分别为cHAc、cNaAc平衡时平衡时H+=molL-1HAc H+Ac-NaAc Na+Ac-则平衡时则平衡时 Ac-=(cNaAc+)c盐盐 HAc =(cHAc )c酸酸11同离子效应同离子效应上一内容下一内容回主目录徐州医学院【例例2 2】计计算算0.10molL-1HAc溶溶液液的的H+和和解解离离度度。如如果果在在1L该该溶溶液液中中加加入入0.10molNaAc,则则溶溶液液中中H+和和HAc的的解离度各为多少解离度各为多少?已知已知HAc的的Ka=1.7410-5。解:解:上一内容下一内容回主目录徐州医学院22 盐效应:盐效应:在弱电解质溶液中加入不含相同离子的
20、强电解在弱电解质溶液中加入不含相同离子的强电解质,将使弱电解质的离解度略有增大的现象。质,将使弱电解质的离解度略有增大的现象。如:如:如:如:0.10molL0.10molL-1-1 HAc HAc =1.33%=1.33%解释:解释:向向向向HAcHAc溶液中加强溶液中加强溶液中加强溶液中加强电解质少量电解质少量电解质少量电解质少量NaClNaCl。使平衡向右移动使平衡向右移动0.10molL0.10molL-1-1 HAc+0.10molLHAc+0.10molL-1-1 NaCl NaCl =1.70%=1.70%加强电解质加强电解质IHAc H+Ac-NaCl Na+Cl-(1)发生同
21、离子效应的同时伴随着)发生同离子效应的同时伴随着盐效应的发生;二者结果正好相反。盐效应的发生;二者结果正好相反。(2)盐效应盐效应的影响比的影响比同离子效应同离子效应小小得多得多,对离子强度不很大的溶液,对离子强度不很大的溶液,可可22 盐效应盐效应忽略盐效应的影响。忽略盐效应的影响。上一内容下一内容回主目录徐州医学院pH=-lga(H+)稀溶液中,稀溶液中,a(H+)H+,则有:,则有:pH=-lgH+pOH=-lgOH-第三节第三节 酸碱溶液酸碱溶液pH的计算的计算上一内容下一内容回主目录徐州医学院中性溶液:中性溶液:H+=OH-=1.0 10 7mol/LpH=7 酸性溶液酸性溶液:H+
22、1.0 10 7mol/L OH-pH 7 碱性溶液:碱性溶液:H+1.0 10 7mol/L OH-pH 7pH pH 和和和和 pOH pOH 一般的取值范围是一般的取值范围是一般的取值范围是一般的取值范围是 1-14,1-14,但也有时超但也有时超但也有时超但也有时超出出出出,如如如如 H H+=10,=10,则则则则 pH=-1 pH=-1第三节第三节 酸碱溶液酸碱溶液pH的计算的计算上一内容下一内容回主目录徐州医学院体液体液体液体液pHpH血清血清血清血清7.357.357.457.45成人胃液成人胃液成人胃液成人胃液0.90.91.51.5婴儿胃液婴儿胃液婴儿胃液婴儿胃液5.05.
23、0唾液唾液唾液唾液6.35 6.35 6.856.85小肠液小肠液小肠液小肠液7.67.6大肠液大肠液大肠液大肠液8.38.38.48.4尿液尿液尿液尿液4.84.87.57.5泪水泪水泪水泪水7.47.4乳汁乳汁乳汁乳汁6.66.66.96.9人体各种体液的人体各种体液的pH上一内容下一内容回主目录徐州医学院 例例4:已知某溶液的:已知某溶液的H+=2.0010 11mol/L,计算该计算该溶液的溶液的OH-、pH、pOH?第三节第三节 酸碱溶液酸碱溶液pH的计算的计算上一内容下一内容回主目录徐州医学院NaOH=Na+OH-OH-=NaOHmol/LHCl=H+Cl-H+=HClmol/L一
24、、强酸、强碱溶液一、强酸、强碱溶液例题例题2:已知:已知NaOH的浓度的浓度C=0.020molL-1,求其,求其pH值?值?解:解:上一内容下一内容回主目录徐州医学院1.1.一元弱酸溶液一元弱酸溶液HAc+H2OH+H3O+Ac 或或 HAcH+Ac 设设HAc的浓度为的浓度为c,则平衡时则平衡时H+=Ac-,HAc=cH+H+2+KaH+Kac=0二、一元弱酸(弱碱)溶液二、一元弱酸(弱碱)溶液上一内容下一内容回主目录徐州医学院例题1.1.一元弱酸溶液一元弱酸溶液当当 c Kb 20Kw,上一内容下一内容回主目录徐州医学院【例【例2 2】计算计算1.3410-4 molL-1丙酸丙酸(HP
25、r)溶液的溶液的 H+和和pH。已知。已知Ka=1.3810-5。解:解:3.6710-5(molL-1)pH4.44上一内容下一内容回主目录徐州医学院【例例3 3】计计算算0.10molL-1NH4Cl溶溶液液的的pH值值。已已知知NH4+的的Ka=5.5910-10。解:解:NH4Cl在在水水溶溶液液中中完完全全解解离离为为NH4+和和Cl-,浓浓度度均均为为0.10molL-1。Cl-为为极极弱弱的的碱碱,故故对对溶溶液液酸酸碱碱性性影响极小影响极小,通常可以忽略不计。而通常可以忽略不计。而NH4+是弱酸。是弱酸。/Ka=500 H+=7.48 10-6(molL-1)pH=-lg7.4
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- 药学 无机化学 课件 14 第二 电解质 溶液 离子 平衡
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