工科基础化学第三章.ppt

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1、第三章第三章 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡 第一节第一节 可溶弱电解质的单相离子平衡可溶弱电解质的单相离子平衡 3.1.2 水的解离平衡和溶液的水的解离平衡和溶液的pH 3.1.4 缓冲溶液缓冲溶液 3.1.3 弱酸、弱碱的解离平衡弱酸、弱碱的解离平衡 3.1.1 酸碱理论概述酸碱理论概述 3.1.1 酸碱理论概述酸碱理论概述 3.1.1.3 酸碱电子理论的基本概念酸碱电子理论的基本概念 3.1.1.2 酸和碱的相对强弱酸和碱的相对强弱 3.1.1.1 阿累尼乌斯电离理论和酸阿累尼乌斯电离理论和酸 碱质子理论碱质子理论3.1.1.1 阿累尼乌斯电离理阿累尼乌斯电离理论和酸碱质子理论论和

2、酸碱质子理论一、一、阿累尼乌斯电离理论阿累尼乌斯电离理论1 1、定义：认为，电解质在水溶液中能够电离，、定义：认为，电解质在水溶液中能够电离，电离时产生的阳离子全部是电离时产生的阳离子全部是H+H+离子的化合物离子的化合物叫酸，电离时生成的阴离子全部是叫酸，电离时生成的阴离子全部是OHOH-离子的离子的化合物叫碱。化合物叫碱。2 2、这一理论的意义和优缺点、这一理论的意义和优缺点 (1)a(1)a、在化学组成上揭示了酸碱的本质，解释了一、在化学组成上揭示了酸碱的本质，解释了一些实验事实。些实验事实。b b、找到了衡量酸、碱、强度的定量标准，因此、找到了衡量酸、碱、强度的定量标准，因此是人类对酸

3、碱认识的一大飞跃。是人类对酸碱认识的一大飞跃。（2 2）此理论只限于在水溶液中，有很大局限性，无法）此理论只限于在水溶液中，有很大局限性，无法解释非水溶液中的酸碱性问题。解释非水溶液中的酸碱性问题。如：液氨如：液氨 2NH2NH3 3（l l）NHNH4 4+NH+NH2 2-显碱性显碱性 阿累尼乌斯电离理论无法解释阿累尼乌斯电离理论无法解释1、酸碱质子理论的基本概念酸碱质子理论的基本概念 酸：凡是能释放出质子（酸：凡是能释放出质子（H+）的任何分子）的任何分子或离子。或离子。（质子的（质子的给予给予体）体）碱：凡是能与质子（碱：凡是能与质子（H+）结合的分子或离）结合的分子或离子。子。（质子

4、的（质子的接受接受体）体）二、二、酸碱质子理论酸碱质子理论（1 1）质子理论中的酸碱即可以是分子，也可以是离子）质子理论中的酸碱即可以是分子，也可以是离子如：酸：如：酸：H H2 2SOSO4 4,HSO,HSO4 4-,NH,NH4 4+,HPO,HPO4 42-2-,HCO,HCO3 3-.碱：碱：ClCl-,NH,NH3 3,SO,SO4 42-2-,CO,CO3 32-2-,OH,OH-,HPO,HPO4 42-2-（2 2）有的离子即可以是酸，也可以是碱。称为两性物质）有的离子即可以是酸，也可以是碱。称为两性物质如：如：HSOHSO4 4-、HSHS-、H H2 2O O、HPOHP

5、O4 42-2-、H H2 2POPO4 4-等等按按质质子子理理论论，酸酸与与碱碱并并不不是是孤孤立立的的，酸酸给给出出质质子子成成为为碱碱，碱碱接接受受质子成为酸。质子成为酸。如：如：H H2 2POPO4 4 -H H+HPO4+HPO42-2-酸酸 碱碱注意注意:称其酸碱，一定要有对应关系。称其酸碱，一定要有对应关系。在共轭酸碱对中，酸越强，共轭碱越弱，反之亦然在共轭酸碱对中，酸越强，共轭碱越弱，反之亦然（3 3）质子理论中没有盐的概念）质子理论中没有盐的概念 在电离理论中酸碱反应是生成了盐和水，而质子论的酸在电离理论中酸碱反应是生成了盐和水，而质子论的酸碱反应是质子传递过程，由两种酸

6、、碱通过质子传递生成了另碱反应是质子传递过程，由两种酸、碱通过质子传递生成了另外两种新酸、新碱。外两种新酸、新碱。如：如：NHNH3 3+HCl NH+HCl NH4+4+Cl+Cl-碱碱1 酸酸2 酸酸1 碱碱2 2、质子理论的优缺点：、质子理论的优缺点：（1 1）优点：质子理论定义酸碱不受溶液限制，可以）优点：质子理论定义酸碱不受溶液限制，可以是水溶液，也可以是非水溶液，克服了电离理论的是水溶液，也可以是非水溶液，克服了电离理论的缺点。而且质子理论还可将电离理论中的电离作用、缺点。而且质子理论还可将电离理论中的电离作用、中和作用、水解作用等各类离子反应归纳为质子传中和作用、水解作用等各类离

7、子反应归纳为质子传递式酸碱反应，加深了人们对酸碱的认识。递式酸碱反应，加深了人们对酸碱的认识。（2 2）局限性：质子理论只限于质子的放出和接受，必）局限性：质子理论只限于质子的放出和接受，必须含须含H H+,不能解释不含氢的一类化合物，如不能解释不含氢的一类化合物，如“SOSO2 2,SO,SO3 3,BF,BF3 3”等。等。区分效应：用一个溶剂能把酸或碱的相区分效应：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：溶剂将酸或碱的强度拉平的作拉平效应：溶剂将酸或碱

8、的强度拉平的作用，称为溶剂的用，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碱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。接受质子的能力的强弱。3.1.1.2 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，水能够同等程水对强酸起不到区分作用，水能够同等程度地将度地将HClO4，HCl，HNO3等强酸的质子全部等强酸的质子全部夺取过来。夺取过来。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。例如上述强对水中的强酸可体现出区分效应。例如上述强酸在冰醋酸中酸在冰醋酸中不完全解

9、离不完全解离，酸性强度依次为：，酸性强度依次为：HIHClO4HClH2SO4HNO3Lewis 酸：凡是可以接受电子对的分子、酸：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：凡是给出电子对的离子或分子，碱：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 以配位键结合生成酸以配位键结合生成酸碱加合物。碱加合物。3.1.1.3 酸碱电子理论酸碱电子理论BF3+FCu2+4 NH3优缺点优缺点优优点点：由由于于电电子子理理论论中中酸酸碱碱反反应应生生成成了了酸酸碱碱配配

10、合合物物，因因此此有有配配位位键键存存在在的的化化合合物物即即是是酸酸碱碱配配合合物物，所所以以一一切切盐盐类类，金金属属氧氧化化物物及及其其它它大大多多数数无无机机化化合合物、有机化合物都是酸碱配合物，应用非常广泛。物、有机化合物都是酸碱配合物，应用非常广泛。缺缺点点：由由于于包包括括范范围围过过于于广广泛泛，从从而而不不易易掌掌握握酸酸碱碱的的本本质质特特征征，而而且且没没有有一一个个衡衡量量酸酸碱碱强强弱弱的的标标准准，不能定量计算。不能定量计算。小结：小结：三三个个理理论论不不要要做做比比较较，包包含含各各个个理理论论解解决决的范围不同。的范围不同。水水溶溶液液中中用用电电离离理理论论

11、较较方方便便，在在非非水水溶溶剂剂中中成成气气 态态反反应应中中，质质子子理理论论应应用用较较广广，而电子理论主要应用于配位化学上。而电子理论主要应用于配位化学上。3.1.2 水的解离平衡和水的解离平衡和溶液的溶液的pH二、二、溶液的溶液的pH一、一、水的解离平衡水的解离平衡一、一、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)25纯水：纯水：c(H+)=c(OH)=1.010-7molL-1cc)OH()OH(3-+=ccKw 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。Kw=1.010-14

12、KwT ，Kw100纯水：纯水：=10-12Kw二、二、溶液的溶液的pH酸性酸性HH+OHOH-;碱性碱性HH+OH1010-7 -7 HH+1010-7 -7 HH+=10=10-7-7溶液中溶液中氢氢离子离子浓浓度的度的负对负对数叫数叫pHpH值值 pH=-lgHpH=-lgH+p0H=-lgOH p0H=-lgOH-lgH+(-lgOH-)=-lg1.010-14pH+pOH=14pH值的测定值的测定:(1)酸度计酸度计 （2）pH试纸试纸 3.1.3 弱酸、弱碱的解离平衡弱酸、弱碱的解离平衡二、二、多元弱酸的解离平衡多元弱酸的解离平衡一、一、一元弱酸、弱碱的解离平衡一元弱酸、弱碱的解离

13、平衡 1.一元弱酸的解离平衡一元弱酸的解离平衡一、一、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)=()HAKa 越大，酸性越强。Ka初始浓度初始浓度/molL-1 0.10 0 0平衡浓度平衡浓度/molL-1 0.10 x x xHAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac(aq)例：计算例：计算25时，时，0.10 molL-1 HAc溶液中的溶液中的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 500时，误差可达时，误差可达5%以以下，可近似计算。下，可近

14、似计算。0.10-X0.1010.0 x21.810-5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)=7.71012 molL-1=c(H3O+)c(OH)KW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 0Ka2.一元弱碱的解离平衡一元弱碱的解离平衡 NHNH3 3HH2 2O NHO NH4 4+OH+OH-例：已知例：已知25时，时，0.200molL-1氨水的解离度为氨水的解离度

15、为 0.95%，求，求c(OH),pH和氨的解离常数。和氨的解离常数。越大,碱性越强。Kb3109.1%95.0200.0)OH(-=cmolL-1molL-1c0/molL-1 0.200 0 05108.1-=327.11)109.1lg(14pOH14pH-=-=-=解：解：ceq/molL-1 0.200(1 0.95%)0.2000.95%0.2000.95%由此可知：由此可知：K Ka a、K Kb b 互成反比，如果酸越互成反比，如果酸越强强，它的，它的共共轭轭碱就越弱，反之，酸越弱，其共碱就越弱，反之，酸越弱，其共轭轭碱就越碱就越强强。小小结结：(1)(1)K Ka a、K K

16、b b 同同样样是一种化学平衡常数，它符合是一种化学平衡常数，它符合 化学平衡的基本化学平衡的基本规规律。律。(2)Ka(2)Ka、KbKb值值越大，越大，说说明其酸（碱）明其酸（碱）强强度越大。度越大。(3)Ka(3)Ka、KbKb与与浓浓度无关，只随温度度无关，只随温度变变化。化。3.Ka、Kb二者的关系二者的关系二、二、多元弱酸的解离平衡多元弱酸的解离平衡结论：结论：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+主要来主要来自于弱酸的第一步解离，计算自于弱酸的第一步解离，计算 c(H+)或或 pH 时可时可只考虑第一步解离。只考虑第一步解离。

17、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，而与弱酸的初始浓度无关。无关。共轭酸碱对的共轭酸碱对的 K Ka a K Kb b =Kw 3.1.4 缓冲溶液缓冲溶液 3.1.4.4 缓冲范围和缓冲能力缓冲范围和缓冲能力 3.1.4.3 缓冲溶液缓冲溶液pH的计算的计算 3.1.4.2 缓冲溶液缓冲溶液 3.1.4.1 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，加入与其：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解质的解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。离度降低的现象。HAc(aq)+H2O(l

18、)H3O+(aq)+Ac(aq)3.1.4.1 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：在例：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

19、 x x 0.10+xc0/(molL-1)0.10 0 0.10 pH=4.74，=0.018%50mLHAcNaAc c(HAc)=c(NaAc)=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相对稳定性能相对稳定性能的溶液的溶液(也就是不因加入少量强酸或强碱而显著改也就是不因加入少量强酸或强碱而显著改变变pH的溶液的溶液)。加入加入1滴滴1molL-1 HCl加入加入1滴滴1molL-1 NaOH实验：实验：50ml纯水纯水pH=7 pH=4.73 pH=4.75 3.1.4.2 缓冲溶液缓冲溶液弱酸弱酸极其极其共轭碱共轭碱或或弱碱弱碱极其极其

20、共轭酸共轭酸所组成的溶液所组成的溶液pH=3 pH=11 缓冲作用原理缓冲作用原理:主要是依据同离子效应的作用主要是依据同离子效应的作用平衡体系中平衡体系中:加入加入H H+，平衡左移，消耗，平衡左移，消耗H H+；加入加入OHOH-，平衡右移，生成，平衡右移，生成H H+。这样，加入少量酸碱，溶液的这样，加入少量酸碱，溶液的pHpH值不会发生显著变化。值不会发生显著变化。作为缓冲溶液的条件作为缓冲溶液的条件:首先混合液中存在一个弱首先混合液中存在一个弱电电解解质质的的电电离平离平衡，另外衡，另外,要有大量的同离子酸根要有大量的同离子酸根.常常见见的的缓缓冲溶液包括冲溶液包括:1)1)弱酸及其

21、弱酸及其盐盐 HAc-NaAc,HHAc-NaAc,H2 2COCO3 3-NaCO-NaCO3 32)2)弱碱及其弱碱及其盐盐 NHNH3 3H H2 2O-NHO-NH4 4ClCl3)3)多多元元弱弱酸酸的的酸酸式式盐盐及及其其对对应应的的次次级级盐盐 NaHNaH2 2POPO4 4-Na-Na2 2HPOHPO4 4,NaHCO,NaHCO3 3-Na-Na2 2COCO3 3 弱酸弱酸弱酸盐：弱酸盐：由于同离子效应的存在，通常用初始浓度由于同离子效应的存在，通常用初始浓度c0(HA),c0(A)代替代替c(HA),c(A)。3.1.4.3 缓冲溶液缓冲溶液pH的计算的计算平衡浓度平

22、衡浓度例例HAcNaAc，H2CO3NaHCO32.弱碱弱碱 弱碱盐弱碱盐（NH3 H2O NH4Cl）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例例1：如如 NaHCO3Na2CO3 ,NaH2PO4Na2HPO4弱酸弱酸弱酸盐弱酸盐弱碱弱碱弱碱盐弱碱盐小结：小结：结论：结论：缓冲能力与缓冲溶液中各组分的浓度有关，缓冲能力与缓冲溶液中各组分的浓度有关，c(HA)，c(B)及及 c(A)或或c(BH+)较较 大时大时,缓冲能力缓冲能力强。强。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：欲

23、配置欲配置1LpH=51LpH=5的缓冲溶液，如果要求的缓冲溶液，如果要求HAcHAc浓浓度为度为0 0、20mol20mol，需，需1 mol/L1 mol/L的的HAcHAc、NaAcNaAc各多少升？各多少升？解：解：pH=pKa-lgCpH=pKa-lgC酸酸/C/C盐盐盐盐C C盐盐=0.36mol/l=0.36mol/l又因为又因为 C C1 1VV1 1=C=C2 2VV2 2对于对于HAC:0.21=1VHAC:0.21=1VHACHAC V VHACHAC=0.2(L)=0.2(L)对于对于NaAC:0.361=1VNaAC:0.361=1VNaACNaAC V VNaACN

24、aAC=0.36(L)=0.36(L)4.缓冲溶液的计算缓冲溶液的计算例例2:100ml 0.2mol/LHAc溶溶液液中中加加入入等等体体积积的的和和0.2mol/L的的NaA c溶溶液液，混混合合后后计计算算溶溶液液的的pH值值。若若往往上上述述溶溶液液中中加加入入1.0 ml 0.1mol/L HCl溶溶 液液,计计 算算 此此 时时 溶溶 液液 的的 pH值值?（已已 知知 HAc的的Ka=1.7510-5，及，及pKa=4.76）解：解：HAc和和NaAc溶液组成缓冲溶液溶液组成缓冲溶液（1）因等体积混合，）因等体积混合，c（HAc）=c（NaAc）=0.2/2=0.1mol/L（2

25、）加入少量）加入少量HCl时，认为时，认为H+几乎全部与几乎全部与Ac-结合生成结合生成HAc例：例：求求 30mL 2.0molL-1 NH3溶液和溶液和 10mL 2.0 molL-1 HCl的混合后溶液的的混合后溶液的pH值。（已知值。（已知NH3的的pKb=4.76）反应反应解：先反应再计算解：先反应再计算 3.1.4.4 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，不能与反应系统中的有关的反应以外，不能与反应系统中的其它物质发生副反应；其它物质发生副反应；缓冲溶液的选择和配制原则：缓冲溶液的选择和配制

26、原则：或或 尽可能接近所需溶液尽可能接近所需溶液的的pH值；值；欲配制的缓欲配制的缓冲溶液的冲溶液的 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不相等，不相等，依所需依所需pH调整调整 第二节第二节 难溶电解质的难溶电解质的多相离子平衡多相离子平衡 2.3 两种沉淀之间的平衡两种沉淀之间的平衡 2.2 沉淀的生成与溶解沉淀的生成与溶解 2.1 溶解度和溶度积溶解度和溶度积 2.1 溶解度和溶度积溶解度和溶度积2.1.3 溶度积和溶解度间的关系溶度积和溶解度间的关系2.1.2 溶度积溶度积2.1.1 溶解度溶解度 在一定温度下，达到溶解平衡时，一定在一定温度下，达到

27、溶解平衡时，一定量的溶剂中含有溶质的质量，叫做溶解度通量的溶剂中含有溶质的质量，叫做溶解度通常以符号常以符号 S 表示。表示。对水溶液来说，通常以饱和溶液中每对水溶液来说，通常以饱和溶液中每 100g 水所含溶质质量来表示，即以：水所含溶质质量来表示，即以：g/100g水表示。水表示。2.1.1 溶解度溶解度 在一定温度下，将在一定温度下，将难溶电解质晶体放入水难溶电解质晶体放入水中时，就发生溶解和沉中时，就发生溶解和沉淀两个过程。淀两个过程。2.1.2 溶度积溶度积R在一定条件下，当溶解和沉淀速率相等时，便建立在一定条件下，当溶解和沉淀速率相等时，便建立了一种动态的多相离子平衡。了一种动态的

28、多相离子平衡。R溶度积常数：一定温度下，难溶电解质饱和溶液中，溶度积常数：一定温度下，难溶电解质饱和溶液中，离子浓度系数次方的积为一常数，为溶度积常数。离子浓度系数次方的积为一常数，为溶度积常数。简称溶度积简称溶度积,表示为表示为比如比如：一般沉淀反应：一般沉淀反应：(aq)mB(aq)nA (s)BAnmmn-+可简写为：可简写为：溶解溶解沉淀沉淀 说明：说明：1.溶度积常数为温度的函数，溶度积常数为温度的函数，温度温度一一定定，则则Ksp一一定定；2.能够反应电解质的溶解能力，能够反应电解质的溶解能力，Ksp越越大大，则电解质的，则电解质的溶解能力越强溶解能力越强。溶度积和溶解度间的关系溶

29、度积和溶解度间的关系nSmS溶度积和溶解度的相互换算溶度积和溶解度的相互换算溶度积与溶解度都可以用来表示物质的溶解能力，溶度积与溶解度都可以用来表示物质的溶解能力，它们之间可以相互换算它们之间可以相互换算(aq)mB(aq)nA (s)BAnmmn-+例例：25oC，AgCl的溶解度为的溶解度为1.9210-3 gL-1，求同温度下求同温度下AgCl的溶度积。的溶度积。)L/(mol1-SS平衡浓度平衡浓度解：已知解：已知 Mr(AgCl)=143.31313Lmol1034.1Lmol3.1431092.1 -=S)aq(Cl(aq)Ag AgCl(s)-+说明：由溶度积转换的浓度单位为：说

30、明：由溶度积转换的浓度单位为：molL-11021080.1)Cl()Ag()AgCl(-+=SccKsp 2 )L/(mol1xx-平衡浓度平衡浓度42331.7)CrOMr(Ag=1215Lg102.2Lg 331.7105.6-=S5312105.6 ,4101.1-=xx)aq(CrO(aq)2Ag (s)CrOAg4422-2-+解：解：例：例：25oC，已知已知 (Ag2CrO4)=)=1.110-12，求求同温下同温下S(Ag2CrO4)/gL-1。22-4(Ag)c(2+=4)CrO)CrOAg(c)CrOAg()AgCl(42SS KspKspKsp 2.2 沉淀的生成与溶解

31、沉淀的生成与溶解2.2.3 沉淀的溶解平衡沉淀的溶解平衡2.2.2 同离子效应与盐效应同离子效应与盐效应2.2.1 溶度积规则溶度积规则沉淀沉淀溶解平衡的反应商判据溶解平衡的反应商判据,即溶度积规则：即溶度积规则：2.2.1 溶度积规则溶度积规则(aq)mB(aq)nA (s)BAnmmn-+Q 平衡向左移动平衡向左移动，沉淀析出；，沉淀析出；Q=处于平衡状态，饱和溶液；处于平衡状态，饱和溶液；Q 平衡向右移动平衡向右移动，无沉淀析出；，无沉淀析出；若原来有沉淀存在，则沉淀溶解。若原来有沉淀存在，则沉淀溶解。KspKspKsp例：例：BaCO3的生成。的生成。加加 BaCl2 或或 Na2CO

32、3 加酸加酸(aq)CO(aq)Ba (s)BaCO2323-+利于利于 BaCO3 的溶解。的溶解。23 )(CO QQc -KspKsp例：例：150ml 0.02mol/LMgCl2溶液中加入溶液中加入50ml的的 0.1mol/L NaOH溶液，有何现象？溶液，有何现象？解：溶液混合瞬间离子浓度分别为：解：溶液混合瞬间离子浓度分别为：C（Mg2+）=n1/V=0.02150/（150+50）=0.015 mol/L C（OH-）=n2/V=0.02150/（150+50）=0.025 mol/L 则溶液中有关离子的乘积为：则溶液中有关离子的乘积为：Q=C（Mg2+）C2（OH-）=0.

33、015（0.025）=9.410-6查表知查表知Ksp（Mg（OH）2）=5.6110-12由溶度积规则，由于由溶度积规则，由于Q Ksp，则有白色沉淀析出，则有白色沉淀析出2.2.2 同离子效应与盐效应同离子效应与盐效应1.同离子效应同离子效应在难溶电解质溶液中加入与其含有相在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离子的易溶强电解质，而使难溶电解质同离子的易溶强电解质，而使难溶电解质的溶解度降低的作用。的溶解度降低的作用。盐效应：盐效应：在难溶电在难溶电解质溶液中，解质溶液中，加入易溶强电加入易溶强电解质而使难溶解质而使难溶电解质的溶解电解质的溶解度增大的作用。度增大的作用。2.盐效应盐效应 2.

34、2.3 沉淀的溶解平衡沉淀的溶解平衡1.沉淀的生成沉淀的生成 根据溶度积规则，要使某物质析出沉淀，必须使根据溶度积规则，要使某物质析出沉淀，必须使Q Ksp；环环境境保保护护中中常常用用可可溶溶性性氢氢氧氧化化物物或或其其它它沉沉淀淀剂剂来来去去除工业废水中的除工业废水中的Cr3+，Zn2+，Pb2+等有害离子。等有害离子。通通常常:当当溶溶液液中中被被沉沉淀淀离离子子浓浓度度小小于于10-5(mol/l)时时，认认为沉淀完全了。为沉淀完全了。可以通过控制溶液的可以通过控制溶液的pH值，使得值，使得QKsp，则有沉淀生成，例如：，则有沉淀生成，例如：某工厂排放的废水中含有某工厂排放的废水中含有

35、96mg/L的的Zn2+，用化学沉淀，用化学沉淀法应控制法应控制PH值为多少时才能达到排放标准（值为多少时才能达到排放标准（5mg/L）？）？解：用化学沉淀法使解：用化学沉淀法使Zn2+生成生成Zn(OH)2,从而使从而使Zn2+浓浓度减小，以达排放标准。度减小，以达排放标准。5mg/L换算成物质的量浓度为：换算成物质的量浓度为：7.710-5mol/L,此时此时利用溶度积规则估算应控制利用溶度积规则估算应控制OH-浓度及浓度及PH值：值：(C(OH-)/C)2(C(Zn2+)/C)Ksp(Zn(OH)2)POH6.00 即：即：PH8.00即即PH值不小于值不小于8.00时才能达到排放标准时

36、才能达到排放标准2.826.85pH可将可将pH值值控制控制在在 2.82 6.85 之间之间Fe3+沉淀完全沉淀完全Ni2+开始沉淀开始沉淀例题：在含有例题：在含有0.10molL-1 Fe3+和和 0.10molL-1 Ni2+的溶液中，欲除掉的溶液中，欲除掉Fe3+，使，使Ni2+仍留在溶仍留在溶液中，应控制液中，应控制pH值为多少值为多少?解：解：c(Fe3+)10-52.沉淀的溶解沉淀的溶解R若想使沉淀溶解，必须满足溶度积规则若想使沉淀溶解，必须满足溶度积规则QKsp，因为温度不变，因为温度不变，sp是一常数，只能是一常数，只能设法减小设法减小Q，即降低有关离子浓度。，即降低有关离子

37、浓度。22Mn(OH)Mg(OH)例如：例如：上。上。加入铵盐溶解，道理同加入铵盐溶解，道理同(s)Mn(OH)2)aq(2OH)aq(Mg (s)Mg(OH)22+-+-+)aq(OHNH )aq(OH)aq(NH234+(1)生成弱电解质生成弱电解质R许多难溶物能在酸或铵盐溶液中溶解生成水。比如金许多难溶物能在酸或铵盐溶液中溶解生成水。比如金属离子的氢氧化物。属离子的氢氧化物。使使QQ Ksp122101.5)Mg(OH)(=-Ksp o c0.05066o6 105.4 105.4 105.4050.0 )L(mol/1c +-平衡浓度平衡浓度Mg(OH)2(2Q沉淀析出，沉淀析出，为了

38、不使为了不使423(aq)OH (aq)NH O(l)H (aq)NH+-+25.0101.5)Mg()(Mg(OH)OH(1222-+-=ccKspKsp许多难溶物能在酸溶液中溶解，生成弱酸，如许多难溶物能在酸溶液中溶解，生成弱酸，如CaF2，CaCO3，CaC2O4等弱酸盐。等弱酸盐。以以CaO3为例，溶解反应为：为例，溶解反应为：CaCO3 Ca2+CO32-+2H+H2CO3(2)生成配合物生成配合物)aq(SH)aq(CdCl (aq)Cl4)aq(2HCdS(s)224+-+(aq)Cl(aq)Ag(NH (aq)2NHAgCl(s)233-+许多难溶物可能不溶于酸溶液，但可以使之

39、生成配离子许多难溶物可能不溶于酸溶液，但可以使之生成配离子而溶解。如：而溶解。如：降低了降低了CdCd2+2+的浓度，因的浓度，因QKsp,Q cc)(Ag)Ag(I2Cl1+cc)I()(AgI)Cl()(AgClspsp-ccKKc 与被沉淀离子浓度有关与被沉淀离子浓度有关借助于某种试剂，将一种难溶物向另一种难溶借助于某种试剂，将一种难溶物向另一种难溶物转变的过程，称之为沉淀的转化。物转变的过程，称之为沉淀的转化。例：例：将碘化钾溶液加入到白色的氯化银沉淀中，振将碘化钾溶液加入到白色的氯化银沉淀中，振荡后，白色沉淀会部分甚至全部转化成黄色荡后，白色沉淀会部分甚至全部转化成黄色沉淀。其转化过

40、程为：沉淀。其转化过程为：2.3.2 沉淀的转化沉淀的转化)(Ag)(Cl+-+-=)(Ag)(Icc ccK)(AgI)(AgClspspKK=AgCl（S）Ag+Cl-+I-AgIAgCl（S）+I-AgI+Cl-结论：沉淀类型不同，计算反应的 。沉淀类型相同,大（易溶)者向 小（难溶)者转化容易，二者 相差越大，转化越完全，反之 小者向 大者转化困难；spKspKspKspKspK3.3.1 3.3.1 配位化合物的基本概念配位化合物的基本概念3.3.4 3.3.4 配合物在水溶液中的稳定性配合物在水溶液中的稳定性 3.3.2 3.3.2 配位化合物的组成配位化合物的组成3.3.3 3.

41、3.3 化学式的书写和配合物的命名化学式的书写和配合物的命名3.3.5 3.3.5 配位反应的应用配位反应的应用3.3 配位化合物的离子平衡配位化合物的离子平衡本本节节内内容容.1 配位化合物的基本概念配位化合物的基本概念让我们先看一个实验：让我们先看一个实验：Cu(OH)2沉淀沉淀Cu(NH3)42+溶液溶液CuSO4溶液溶液Cu(OH)2沉淀沉淀Cu(NH3)42+溶液溶液CuSO4溶液溶液NH3水水NH3水水 配位化合物可看成是由中心离子与配位体以配位键配位化合物可看成是由中心离子与配位体以配位键结合而成的一类化合物。结合而成的一类化合物。1.配位化合物配位化合物 CuSO4 +4 NH

42、3 Cu(NH3)4SO4 3NaF +AlF3 Na3AlF6 SiF4 +2 HF H2SiF6Ni +4 CO Ni(CO)4 由一方单独提供电子而由双方共同使用所形成的由一方单独提供电子而由双方共同使用所形成的共共价键价键我们称之为我们称之为配位键配位键正离子（多）正离子（多）中性原子（少）中性原子（少）金属元素（多）金属元素（多）非金属元素（少）非金属元素（少）其中能够提供空轨道的原子或离子统称为其中能够提供空轨道的原子或离子统称为中心体中心体，也称也称形成体形成体。大多数金属离子特别是过度金属离子大多数金属离子特别是过度金属离子,能够提供空轨能够提供空轨道，都可以作为中心离子道，都

43、可以作为中心离子,例如例如:Cu:Cu2+2+、FeFe3+3+、CoCo3+3+、Ag+Ag+、PtPt4+4+2.中心体、配位体和配位原子中心体、配位体和配位原子2.中心体、配位体和配位原子中心体、配位体和配位原子 能够提供孤电子对的分子或离子能够提供孤电子对的分子或离子(如如NH3分子、分子、CO分子和分子和CN离子离子)叫做叫做配位体配位体(Ligand),配位配位体中与中心原子直接键合的原子叫体中与中心原子直接键合的原子叫配位原子配位原子(如配如配位体位体NH3中的中的N原子，配位体原子，配位体CN-和和CO中中C原子原子)。配位体配位体负离子：负离子：X-SCN-C2O42-CN-

44、中性分子：中性分子：H2O NH3 CO en.单多齿配位体单多齿配位体 因含有的配位原子数目不同分为因含有的配位原子数目不同分为单齿配位体单齿配位体 和和多齿多齿配位配位。单齿配体单齿配体：一个配体只提供一个配位原子一个配体只提供一个配位原子 多齿配体：多齿配体：一个配体能提供多个配位原子一个配体能提供多个配位原子乙二胺（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 配合物中直接与中心体结合的配合物中直接与中心体结合的配位原子的总数配位原子的总数.配位数配位数例如：例如：螯螯合合物物(Chelate)是是中中心心离离

45、子子与与多多齿齿配配位位体体形形成成的的一一种种环环状状结结构构的的配配合合物物。能能和和中中心心离离子子形形成成螯螯合合物物的的，含含有有多多齿齿配配体体的的配配合合剂剂叫叫螯螯合合剂剂(Chelating agent)。常常见见的的螯螯合合剂是含有剂是含有N、O、S、P等配位原子的有机化合物，如等配位原子的有机化合物，如en、Y4+等等大大多多数数螯螯合合物物具具有有五五元元环环或或六六元元环环非非常常稳稳定定的的结结构构，具具有有特特殊殊的的颜颜色色，且且不不溶溶于于水水。生生成颜色更深的螯合物。成颜色更深的螯合物。.螯合物和螯合剂螯合物和螯合剂2+1,10-菲咯啉与菲咯啉与Fe2+形成

46、的螯合形成的螯合物，其中存在物，其中存在3个五元环个五元环 卟卟啉啉环环与与Mg2+离离子子的的配配位位是是通通过过4个个环环氮氮原原子子实实现现的的。叶叶绿绿素素分分子子中中涉涉及及包包括括Mg原子在内的原子在内的4个六元螯环个六元螯环3.3.2 3.3.2 配位化合物的组成配位化合物的组成外外界界 内内界界只只 有有 内内 界界 配合物通常是由内结合外界两部分组成的，配合物通常是由内结合外界两部分组成的，内界内界为配合物的特征部分，是中心离子和配位为配合物的特征部分，是中心离子和配位体结合而形成的一个相对稳定的整体，在配合体结合而形成的一个相对稳定的整体，在配合物的化学式中，一般用方括号标

47、明，不在内界物的化学式中，一般用方括号标明，不在内界的其它离子距离中心体较远，构成的其它离子距离中心体较远，构成外界外界中心体中心体 提供空轨道提供空轨道 电子对接受体电子对接受体 Lewis酸酸配位体配位体 提供孤对电子提供孤对电子 电子对给予体电子对给予体 Lewis碱碱 中心体中心体 中心离子或原子中心离子或原子(central ion or central atom)配位体配位体 中性分子或阴离子中性分子或阴离子配合物配合物内外界之间的命名内外界之间的命名配酸：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

48、字，复杂酸根加“酸酸”字。字。.3 化学式的书写和配合物的命名化学式的书写和配合物的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 中心体名称（氧化数）中心体名称（氧化数）以二、以二、三、四三、四表示表示不同不同配体配体“”分开分开以罗马数以罗马数字字、表示表示配体次序：配体次序：先无机后有机，例如：先无机后有机，例如：KPtCl3(C2H4)：三氯：三氯乙烯合乙烯合铂铂()酸钾。酸钾。先阴离子后阳离子，最后中性分子，例如：先阴离子后阳离子，最后中性分子，例如：KPtCl3NH3：三氯：三氯氨合铂氨合铂()酸钾；酸钾；同类配体，按配位原子元素符号的英文字母顺序排列

49、同类配体，按配位原子元素符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；配位原子相同，且配体配位原子相同，少原子在先；配位原子相同，且配体中含原子数目又相同，按非配位原子的元素符号英文字母中含原子数目又相同，按非配位原子的元素符号英文字母顺序排列，例如：顺序排列，例如：PtNH2NO2(NH3)2：氨基：氨基硝基硝基二氨合二氨合铂铂()；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()离子离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

50、基硝酸羟基三水合锌三水合锌()五氯五氯氨合铂氨合铂()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()酸酸命名下列配合物和配离子：命名下列配合物和配离子：（1）(NH4)3SbCl6;（2）Co(en)3Cl3 （3）Cr(H2O)4Br2Br2H2O(1)六氯合锑酸铵（六氯合锑酸铵（）(2)三氯化三（乙二胺）合钴（三氯化三（乙二胺）合钴（）(3)二水合溴化二溴二水合溴化二溴四水合铬（四水合铬（）SolutionQuestion 2Question 2 在在一定温度下一定温度下，当某配离子，当某配离子生成反应生成反应达到平衡时，达到平衡时，平衡常数就是配离子的平衡常数就是配离子的稳