电解质溶液 (3)讲稿.ppt
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1、关于电解质溶液(3)第一页,讲稿共七十九页哦电解质溶液电解质溶液 一、电解质和非电解质电解质电解质 在在水溶液水溶液里里 或或 熔化熔化状态下能状态下能导电的化合物。导电的化合物。非电解质非电解质 在在水溶液水溶液里里 和和 熔化熔化状态下都状态下都不能导电的不能导电的 化合物。化合物。第二页,讲稿共七十九页哦 思考思考:1.1.金属铜、碳棒都能导电,是否为电解质?金属铜、碳棒都能导电,是否为电解质?不是,电解质不可以是单质,必须是化合物。不是,电解质不可以是单质,必须是化合物。2.NaCl 2.NaCl溶液、溶液、NaOHNaOH溶液能导电,那么它们是电解质吗?溶液能导电,那么它们是电解质吗
2、?不是,电解质不可是混合物,必须是化合物。不是,电解质不可是混合物,必须是化合物。电解质必须是化合物!讨论:讨论:Na2O溶于水能导电,这说明溶于水能导电,这说明Na2O是电解质,对吗?那是电解质,对吗?那Na2O是电解质吗,原因是什么?是电解质吗,原因是什么?不对,导电的是不对,导电的是NaOH。但是它是电解质,因为。但是它是电解质,因为Na2O在熔融在熔融状态下可以导电;一般情况下,金属氧化物都是可以导电的。状态下可以导电;一般情况下,金属氧化物都是可以导电的。第三页,讲稿共七十九页哦 思考思考:1.:1.蔗糖溶液不导电,所以说蔗糖溶液是非电解质,对吗?蔗糖溶液不导电,所以说蔗糖溶液是非电
3、解质,对吗?不对,蔗糖溶液是混合物,而非电解质必须是化合物。不对,蔗糖溶液是混合物,而非电解质必须是化合物。2.2.氧气不能导电,那么它是非电解质吗?氧气不能导电,那么它是非电解质吗?不是,氧气是单质,而非电解质必须是化合物。不是,氧气是单质,而非电解质必须是化合物。非电解质必须是化合物!第四页,讲稿共七十九页哦关于电解质的理解关于电解质的理解概概念念剖剖析析经经验验之之谈谈第五页,讲稿共七十九页哦强电解质强电解质在水中全部离解,如:在水中全部离解,如:NaCl Na+Cl HCl H+Cl-H3O+H+弱电解质弱电解质在水中部分离解,离解过程是可在水中部分离解,离解过程是可逆的,如逆的,如H
4、Ac H+Ac-强电解质弱电解质电解质第六页,讲稿共七十九页哦酸碱理论电离理论(电离理论(1884年年Arrhenius)质子理论质子理论(1923年年Brnsted J N)酸碱质子理论酸碱质子理论到底什么是酸?什么是碱?第七页,讲稿共七十九页哦酸碱质子理论认为:酸:凡能给出质子(H+)的物质。碱:凡能接受质子的物质。酸和碱既可以是分子,也可以是阴离子或阳离子。当一种酸给出1个质子后则变成了碱,而碱得到1个质子则变成了酸,酸和碱之间的关系可表示为:酸碱碱第八页,讲稿共七十九页哦酸碱碱酸、碱并非孤立,酸与碱之间的这种相互对应关系称为共轭关系,我们把仅相差1个质子的一对酸、碱称为共轭酸碱对。第九
5、页,讲稿共七十九页哦 酸碱反应酸碱反应:一切包含有质子传递过程的反应一切包含有质子传递过程的反应 酸酸1 +碱碱2 =酸酸2 +碱碱1中和反应:中和反应:HCl +NaOH =H2O +NaCl HNO3+NH3 =NH4+NO3-离解反应:离解反应:HCl +H2O =H3O+Cl-HAc +H2O =H3O+Ac 水解反应:水解反应:NH4+2H2O =H3O+NH3H2O Ac-+H2O =HAc +OH 复分解反应:复分解反应:HF +Ac-=HAc +F 上述反应都可以看作为酸碱反应。上述反应都可以看作为酸碱反应。第十页,讲稿共七十九页哦按照酸碱质子理论,酸碱反应的实质是质子的传递,
6、酸碱反应是两对共轭酸碱对共同作用的结果。例如HAc溶液呈酸性是由于HAc与H2O分子之间发生了质子的传递;NH3的水溶液呈碱性是由于NH3与H2O分子之间发生了质子的传递。酸1碱2酸2碱1碱1酸2碱2碱1第十一页,讲稿共七十九页哦反应可在水溶液中进行,也可在非水溶剂中或气相中进行。强烈向右方进行明显偏向左方反应方向:总是由较强的酸或是较强的碱反应方向:总是由较强的酸或是较强的碱 作用向着生成较弱的酸或较弱作用向着生成较弱的酸或较弱 的碱的方向进行。的碱的方向进行。第十二页,讲稿共七十九页哦 当当 V离解离解 =V分子化分子化 达动态平衡,这种平衡称为离解平衡。达动态平衡,这种平衡称为离解平衡。
7、平衡时,弱电解质的离解程度称为平衡时,弱电解质的离解程度称为离解度离解度。用。用表示:表示:已离解的分子数已离解的分子数 =100%离解前的总分子数离解前的总分子数HAc H+Ac-弱电解质的解离平衡弱电解质的解离平衡第十三页,讲稿共七十九页哦例题:在25时,称取6.0gHAc固体溶解在1L水中,待HAc充分溶解后,测得该溶液的H+浓度为1.810-3mol/L,求该溶液中HAc的解离度1234第十四页,讲稿共七十九页哦1、离解度的大小与电解质的本性有关。同浓度的不、离解度的大小与电解质的本性有关。同浓度的不同电解质,其离解度不同;电解质越弱,离解同电解质,其离解度不同;电解质越弱,离解度越小
8、。度越小。2、弱电解质的离解度受其浓度的影响,浓度愈小,、弱电解质的离解度受其浓度的影响,浓度愈小,离解度愈大。并非离解度越大,酸(碱)性就离解度愈大。并非离解度越大,酸(碱)性就越强。越强。3、与溶剂有关。、与溶剂有关。第十五页,讲稿共七十九页哦当溶液中浓度为当溶液中浓度为1mol/L,忽略忽略c 解离常数解离常数第十六页,讲稿共七十九页哦碱的解离平衡碱的解离平衡第十七页,讲稿共七十九页哦浓度对质子转移平衡的影响(稀释定律)浓度对质子转移平衡的影响(稀释定律)HA =H+A-初:初:c 0 0 平:平:c c c c当当很小时,很小时,1 1 Ka=c2第十八页,讲稿共七十九页哦此式为稀释定
9、律的数学表达式。此式为稀释定律的数学表达式。(1)离解度与弱电解质的本性有关。)离解度与弱电解质的本性有关。(2)离解度与浓度的平方根成反比。)离解度与浓度的平方根成反比。(3)离解度与温度有关。)离解度与温度有关。上式同样适用于弱碱的离解,只需将上式同样适用于弱碱的离解,只需将Ka变为变为Kb第十九页,讲稿共七十九页哦水的解离平衡第二十页,讲稿共七十九页哦Kw=cKw=c(H H+)c c(OHOH-)说明:说明:1.1.常温(常温(25 25)Kw=1 10Kw=1 10-14-14 2.2.稀溶液稀溶液 3.3.温度升高温度升高,Kw,Kw变大变大水的离子积水的离子积(常数常数):温度温
10、度002020252550509090100100KwKw1.141.141010-15156.816.811010-15-151 11010-14-145.475.471010-14-143.83.81010-13-131 11010-12-12第二十一页,讲稿共七十九页哦问题与讨论问题与讨论1 1、在水中加入强酸、在水中加入强酸(HCl)(HCl)后,水的离子积是否发生改变?后,水的离子积是否发生改变?2 2、在水中加入强碱、在水中加入强碱(NaOH)(NaOH)后,水的离子积是否发生改变?升后,水的离子积是否发生改变?升温呢?温呢?3 3、在酸碱溶液中,水电离出来的、在酸碱溶液中,水电离
11、出来的c(Hc(H+)和和c(OHc(OH-)是否相等?是否相等?4 4、100100时,水的离子积为时,水的离子积为1010-12-12,求纯水中,求纯水中c(Hc(H+)为多少?为多少?注意:注意:KwKw是一个温度函数,只随温度的升高而增大是一个温度函数,只随温度的升高而增大.第二十二页,讲稿共七十九页哦25pH仅适用于表示H+浓度或OH-浓度在1mol/L以下的溶液酸碱性第二十三页,讲稿共七十九页哦酸碱平衡中有关浓度的计算酸碱平衡中有关浓度的计算水溶液的水溶液的pH值值 H2O =H+OH-室温下纯水中:室温下纯水中:c(H+)=c(OH-)=1.010-7 mol/L pH=-lg
12、c(H+)=7加酸后,加酸后,c(H+)10-7 mol/L c(H+)c(OH-)酸性酸性 pH 7 加碱后,加碱后,c(H+)10-7 mol/L c(H+)7第二十四页,讲稿共七十九页哦 因为因为 Kw =c(H+)c(OH-)=1.010-14 pKw =pH+pOH =14 pH =14 pOH注意:注意:pH值相差一个单位,值相差一个单位,c(H+)相差相差10倍。倍。溶液酸性越强,溶液酸性越强,pH值越小,值越小,反之,溶液碱性越强,反之,溶液碱性越强,pH值越大。值越大。第二十五页,讲稿共七十九页哦测定溶液的测定溶液的pH值方法很多,如用酸碱指示剂、值方法很多,如用酸碱指示剂、
13、pH试纸可粗略测定,若需精确测定,则可用精密试纸可粗略测定,若需精确测定,则可用精密酸度计。酸度计。第二十六页,讲稿共七十九页哦一元弱酸、弱碱的解离平衡第二十七页,讲稿共七十九页哦共轭酸碱第二十八页,讲稿共七十九页哦第二十九页,讲稿共七十九页哦 强酸强酸(碱碱)溶液溶液pH的计算的计算第三十页,讲稿共七十九页哦 弱酸弱酸(碱碱)溶液溶液pH的计算的计算 一元弱酸一元弱酸(HA)质子条件式质子条件式:H+=A-+OH-平衡关系式平衡关系式精确表达式精确表达式:H+KaHA+KwH+=+H+KaHAH+Kw第三十一页,讲稿共七十九页哦若若:Kaca10Kw,忽略忽略Kw(即酸的离解远大于水的离解(
14、即酸的离解远大于水的离解,忽略水的离解忽略水的离解)近似计算式近似计算式:最简式最简式:若若:ca/Ka 500,则则 ca-H+caH+KaHA+Kw精确表达式:精确表达式:H+Ka(ca-H+)H+Kaca第三十二页,讲稿共七十九页哦一元弱酸、弱碱溶液一元弱酸、弱碱溶液pH值的计算值的计算 例例1:计算:计算0.1mol/L HAc溶液的溶液的pH 值。值。Ka=1.7610-5例例2:计算:计算0.1mol/L NH3溶液的溶液的pH 值。值。Kb=1.7810-5第三十三页,讲稿共七十九页哦酸碱平衡的移动酸碱平衡的移动浓度对质子转移平衡的影响浓度对质子转移平衡的影响 HA =H+A-第
15、三十四页,讲稿共七十九页哦1、同离子效应、同离子效应:在在弱弱电电解解质质中中加加入入与与弱弱电电解解质质具具有有相相同同离离子子的的强强电电解解质质,使得弱电解质的离解度降低,这一现象称为同离子效应。使得弱电解质的离解度降低,这一现象称为同离子效应。同离子效应和盐效应同离子效应和盐效应例:例:HAc +NaAc ,HAc的离解度降低。的离解度降低。NH3H2O +NH4Cl,NH3H2O的离解度降低。的离解度降低。HAc +HCl ,HAc的离解度降低。的离解度降低。第三十五页,讲稿共七十九页哦2、盐效应、盐效应 在弱电解质溶液中加入与弱电解质不相同的盐类,在弱电解质溶液中加入与弱电解质不相
16、同的盐类,使弱电解质的离解度稍稍增大,这种作用称为盐效应。使弱电解质的离解度稍稍增大,这种作用称为盐效应。例:例:HAc+NaCl HAc 的离解度稍增大。的离解度稍增大。HAc+NaAc 既有同离子效应也有盐效应。只不过同离子效应既有同离子效应也有盐效应。只不过同离子效应比盐效应大得多。比盐效应大得多。第三十六页,讲稿共七十九页哦缓冲溶液缓冲溶液一升一升HAc+NaAc 混合液混合液 加加0.01mol HCl或加或加0.01mol NaOHpH基本不变(基本不变(pH试纸检测)试纸检测)一升纯水一升纯水加加0.01mol HCl,pH=2 pH=7 pH=2加加0.01molNaOH,pH
17、=12 pH=7 pH=12 0.1mol/L第三十七页,讲稿共七十九页哦第三十八页,讲稿共七十九页哦第三十九页,讲稿共七十九页哦第四十页,讲稿共七十九页哦第四十一页,讲稿共七十九页哦第四十二页,讲稿共七十九页哦第四十三页,讲稿共七十九页哦第四十四页,讲稿共七十九页哦例:用例:用NaH2PO4和和Na2HPO4制备制备pH=7.51的缓冲溶液,问的缓冲溶液,问NaH2PO4和和Na2HPO4的浓度比是多少?的浓度比是多少?H3PO4 的的 pK2=7.21 7.51=7.21 lg Ca/Cb lg Ca/Cb =-0.3 lg Cb/Ca =0.3 Cb/Ca =2 Na2HPO4浓度是浓度
18、是NaH2PO4浓度的浓度的2倍。倍。第四十五页,讲稿共七十九页哦例:例:5ml 1mol/L NH3H2O和和15ml0.2mol/LNH4Cl混合,计算混合,计算混合液的混合液的pH.Kb=1.76 10-5解:混合后,解:混合后,c(NH3H2O)=51/20=0.25 (mol/L)c(NH4Cl)=0.215/20 =0.15 (mol/L)pOH=pKb lg(Cb/Ca)=4.75 lg(0.25/0.15)=4.53pH=14 4.53=9.47第四十六页,讲稿共七十九页哦例例:将将0.3mol/L HAc 10ml和和 0.1mol/L NaOH 10ml 混混合合,计算溶液
19、的计算溶液的 pH。解:解:HAc +NaOH =NaAc +H2O生成的生成的c(NaAc)=0.110/(10+10)=0.05 (mol/L)剩余的剩余的c(HAc)=(0.310-0.110)/20=0.1(mol/L)pH=4.75 lg(0.1/0.05)=4.45第四十七页,讲稿共七十九页哦设想设想1:1:往水中加往水中加CHCH3 3COONa,COONa,对水的电离平衡有何影响对水的电离平衡有何影响?水中水中c(H+),平衡向平衡向 移动移动,c(OH-),最后最后c(H+)c(OH-),溶液呈溶液呈 性性.减小减小右右增大增大碱碱为什么不同的盐溶液,表现出不同的酸碱性?第四
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