弱电解质的解离反应.ppt

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1、第二节第二节弱电解质的解离反应弱电解质的解离反应1 13-2-1 3-2-1 解离平衡和解离常数解离平衡和解离常数一元弱酸一元弱酸 HA(aq)H+(aq)+A-(aq)弱电解质在水溶液中部分解离，存在解离平衡。弱电解质在水溶液中部分解离，存在解离平衡。c(H+)/c c(A-)/c c(HA)/c Ki (HA)=c(H+)c(A-)c(HA)简化为简化为Ki (HA)=解离平衡解离平衡Ki 标准解离常数标准解离常数Ka、Kb分别表示弱酸、弱碱标准解分别表示弱酸、弱碱标准解 离常数离常数.有表可查有表可查.2 2Ki 越小越小,弱电解质解离越困难弱电解质解离越困难,电解质越弱。电解质越弱。弱

2、电解质：一般弱电解质：一般Ki 10-4 中强电解质：中强电解质：Ki=10-210-3解离常数解离常数Ki 可表示弱电解质可表示弱电解质解离程度大小解离程度大小。Ki 与浓度无关，与温度有关。与浓度无关，与温度有关。由于温度对由于温度对Ki 影响不大，一般可不考虑影响不大，一般可不考虑其影响。其影响。3 3例例试计算试计算298.15K、标准态下、标准态下Ka(HOAc)值。值。解：解：HOAc H+OAc-fGm/(kJmol-1)-396.46 0 -369.31rGm=(-369.31)-(-396.46)kJmol-1 =27.15 kJmol-1-rGm -27.151000 RT

3、 8.314298.15ln K =-10.95Ka(HOAc)=1.810-54 4已解离的弱电解质浓度已解离的弱电解质浓度未解离前弱电解质浓度未解离前弱电解质浓度解离度解离度()100%3-2-2 3-2-2 解离度和稀释定律解离度和稀释定律解离度解离度解离度表示弱电解质的解离程度。可判解离度表示弱电解质的解离程度。可判断电解质的强弱。断电解质的强弱。在温度、在温度、浓浓度相同条件下度相同条件下,越小，越小，电电解解质质越弱。越弱。5 5 Ka c 若若 c/Ka 500,1-1稀释定律稀释定律一元弱酸一元弱酸 HA(aq)H+(aq)+A-(aq)开始浓度开始浓度 c 0 0 平衡浓度平

4、衡浓度 c-c c cKa 与与都能都能说说明弱明弱电电解解质质的解离程度；的解离程度；但但与与c有关，有关，Ka 与与c无关。无关。Ka =cacac-caca2 1-a6 6一元弱酸溶液中一元弱酸溶液中c(H+)的计算的计算3-2-3 3-2-3 弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算若若Ka Kw,c(molL-1)不很小不很小,可忽略水的解离可忽略水的解离。一元弱电解质溶液中离子浓度的计算一元弱电解质溶液中离子浓度的计算 HA H+A-平衡浓度平衡浓度 c-c(H+)c(H+)c(H+)若若(c/c )/Ka 500,c(H+)c,c-c(H+)cKa c(H+)/c

5、 2 c 2(H+)c-c(H+)/c c/cc(H+)(c/c )Ka 7 7一元弱碱溶液中一元弱碱溶液中c(H+)的计算的计算 BOH B+OH-平衡浓度平衡浓度 c-c(OH-)c(OH-)c(OH-)同理同理c(OH-)(c/c )Kb 若若(c/c )/Kb 500,c(OH-)c,c-c(OH-)c8 8c(NH4+)/c c(OH-)/c xx c(NH3H2O)/c 0.100-xKb=1.810-5(c/c )/Kb(NH3H2O)10-5)500 x 则则 x10-3 平衡浓度平衡浓度/(molL-1x x x例例计算计算L-1氨水溶液中的氨水溶液中的c(OH-)、pH和氨

6、水的解离度。和氨水的解离度。解：解：NH3H2O NH4+OH-9 910-12 x 1.3410-3 c 0.100=100%=100%=1.34%c(OH-10-3 molL-1 Kw 1.010-14c(OH-)1.3410-3 c(H+)=molL-1=7.510-12 molL-1To 171010Ka(1)=1.110-7c(H+)/c c(HS-)/c c(H2S)/c Ka(2)=1.310-13c(H+)/c c(S2-2-)/c c(HS-)/c 3-2-4 3-2-4 多元弱酸的分步解离多元弱酸的分步解离多元弱酸在水溶液中多元弱酸在水溶液中分步解离分步解离如如 H2S H

7、+HS-HS-H+S2-2-因为因为Ka(1)Ka(2)，H2S溶液中溶液中c(H+)主要决定主要决定于第一步解离的于第一步解离的H+，即，即 c(H+)c(HS-)多元弱酸的强弱主要取决于多元弱酸的强弱主要取决于Ka(1)1111解：解：H2S H+HS-平衡浓度平衡浓度/(molL-1)0.10-x x x(c/c )/Ka(1)=0.10/(1.110-7)500，0.10-x0.10 x=1.110-4c(H+)=1.110-4 molL-1例例已知常温、常压下已知常温、常压下H2S的溶解度为的溶解度为0.10molL-1，计算，计算H2S饱和溶液中饱和溶液中c(H+)、c(S2-)和

8、和H2S的解离度。的解离度。Ka(1)=1.110-7c(H+)/c c(HS-)/c xx c(H2S)/c 0.1-x1212解：解：HS-H+S2-平衡浓度平衡浓度 1.110-4-y 1.110-4+y y例例已知常温、常压下已知常温、常压下H2S的溶解度为的溶解度为-1，计算，计算H2S饱和溶液中饱和溶液中c(H+)、c(S2-)和和H2S的解离度。的解离度。因为因为 Ka(2)Ka(1)所以所以 c(HS-)c(H+)Ka(2)=1.310-13c(H+)/c c(S2-2-)/c c(HS-)/c Ka1c/c 1.110-7 0.10=0.11%c(S2-2-)=Ka(2)c

9、=1.310-13 molL-1二元弱酸溶液中二元弱酸溶液中:c(A2-)Ka(2)1313H2S H+HS-Ka(1)=c(H+)/c c(HS-)/c c(H2S)/c Ka(2)=c(H+)/c c(S2-2-)/c c(HS-)/c c(H+)与与c(S2-2-)的关系的关系HS-H+S2-2-两式相加两式相加 H2S-2H+S2-2-Ka=Ka(1)Ka(2)c(H+)2c(S2-2-)c(H2S)(c )2=Ka(1)Ka(2)常温下常温下,H2S饱和溶液中饱和溶液中,c(H2molL-1调节调节H2S溶液的酸度，可控制溶液的酸度，可控制c(S2-)。c(H+)2c(S2-2-)=

10、1.410-21(molL-1)31414在弱电解质溶液中，加入含有相同离子在弱电解质溶液中，加入含有相同离子的易溶强电解质，使弱电解质解离度降的易溶强电解质，使弱电解质解离度降低的现象。低的现象。3-2-5 3-2-5 解离平衡的移动解离平衡的移动 同离子效应同离子效应如如 HOAc H+OAc-加入加入 NaOAc Na+OAc-平衡向左移动平衡向左移动1515例例在在L-1NH3H2O溶液中，加入固体溶液中，加入固体NH4Cl,使其浓度为使其浓度为0.100molL-1，计算溶液，计算溶液中中c(H+)、NH3H2O的解离度。的解离度。解：解：NH3H2O NH4+OH-平衡浓度平衡浓度

11、 0.100-x 0.100+x xx=1.810-5c(OH-)=1.810-5 molL-1Kb=1.810-5x(0.100+x)0.100-x0.100 x 0.100=1.810-5因为因为 (c/c )/Kb=0.100/(1.810-5)500所以所以 0.100-x0.100,0.100+x0.1001616例例在在L-1NH3H2O溶液中，加入固体溶液中，加入固体NH4Cl,使其浓度为使其浓度为0.100molL-1，计算溶，计算溶液中液中c(H+)、NH3H2O的解离度。的解离度。解：解：NH3H2O NH4+OH-平衡浓度平衡浓度/(molL-1x 0.100+x xc(

12、OH-10-5 molL-11.010-14 1.810-5c(H+)=5.610-10 molL-11.810-5 0.100=100%=0.018%未加未加NH4Cl时，时，NH3H2O的的 1.34%,是由于是由于同离子效应，使同离子效应，使降低降低。To 101717缓冲溶液：具有缓冲作用的溶液。缓冲溶液：具有缓冲作用的溶液。3-2-6 3-2-6 缓冲溶液缓冲溶液缓冲作用：能使溶液缓冲作用：能使溶液pH值基本保持不变的作用。值基本保持不变的作用。缓冲作用原理：高浓度的缓冲作用原理：高浓度的HOAc+NaOAc混合液混合液NaOAc:抵消抵消H+物质物质;HOAc:抵消抵消OH-物质。

13、物质。HOAc H+OAc-c(H+)=Kac(HAc)c(Ac-)1818 缓冲溶液的组成缓冲溶液的组成 弱酸与弱酸盐、弱碱与弱碱盐的混合液；弱酸与弱酸盐、弱碱与弱碱盐的混合液；多元弱酸两种不同存在形式的盐混合液。多元弱酸两种不同存在形式的盐混合液。缓缓冲溶液冲溶液pKipH值值范范围围HOAc-NaOAc4.743.65.6NH3H2O-NH4Cl4.748.310.3NaHCO3-Na2CO310.339.211.0KH2PO4-K2HPO47.205.98.0H3BO3-Na2B4O79.27.29.21919缓冲溶液缓冲溶液pH值的计算值的计算例例(1)试计算含试计算含L-1HOAc

14、、molL-1NaOAc溶液的溶液的pH值。值。解：解：HOAc H+OAc-平衡浓度平衡浓度/(molL-1)0.100-x x 0.100+xKa=1.810-5x(0.100+x)0.100-x因为因为 (c/c )/Ka=0.100/(1.810-5)500所以所以 0.10-x0.100,0.100+x0.100pH=4.74x=1.810-5=c(H+)=1.810-50.100 x 0.1002020例例(2)在含在含L-1HOAc、0.100 molL-1 NaOAc溶液中加入溶液中加入HCl，使，使 c(H+molL-1，计算溶液的，计算溶液的pH值。值。HOAc H+OAc

15、-Ka=1.810-5x(0.099+x)0.101-x平衡浓度平衡浓度/(molL-1)0.101-x x 0.099+xx=1.810-5c(H+)1.810-5 molL-1pH=4.74=1.810-50.099x 0.101解解:反应反应 H+OAc-HOAc0.001 0.001 0.001HOAc+NaOAc混合溶液具有缓冲作用，混合溶液具有缓冲作用，即保持溶液即保持溶液pH值不变。值不变。2121(3)在含在含L-1HOAc、molL-1NaOAc溶液中加入溶液中加入NaOH,使使 c(OH-molL-1，计算溶液的，计算溶液的pH值。值。HOAc H+OAc-Ka=1.810

16、-5x(0.101+x)0.099-x平衡浓度平衡浓度/(molL-1)0.099-x x 0.101+xx=1.810-5c(H+)1.810-5 molL-1pH=4.74=1.810-50.101x 0.099解解:反应反应 OH-+HOAc OAc-+H2O 0.001 0.001 0.0012222(4)在含在含L-1HOAc、0.10molL-1 NaOAc溶液中加入溶液中加入H2O.使溶液稀释使溶液稀释10倍倍,计算溶液的计算溶液的pH值。值。解：解：HOAc H+OAc-平衡浓度平衡浓度/(molL-1)0.010-x x 0.010+xKa=1.810-5x(0.010+x)0.010-xc(H+)1.810-5 molL-1pH=4.74x=1.810-5=1.810-50.010 x 0.0102323