酸碱平衡与沉淀溶解平衡1.pptx

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1、4.1 4.1 酸碱质子理论 4.1.1 4.1.1 质子酸碱的定义酸：凡是能给出质子的物质都是酸 H+H2S碱：凡是能接受质子的物质都是碱 OH-、S2-两性物质：既能给出质子又能接受质子的物质共轭酸碱对：只相差一个质子 例如:HA 与A-为一对共轭酸碱对第1页/共62页4.1.2 酸碱反应酸碱反应的实质是两对共轭酸碱对之间质子的转递。象 HCl、HAc、NH4+、H2SO3、Al(H2O)63+等都能给出质子，都是酸；Cl-与HCl为共轭酸碱对,HAc与Ac-为共轭酸碱对.HCl(酸)NH3(碱)Cl(碱)NH4+(酸)第2页/共62页4.1.3 水的解离与溶液的pH1.1.水的解离 水作

2、为重要的溶剂,既有接受质子又有提供质子的能力,因此在水中存在水分子间的质子转移反应.第3页/共62页2.溶液的pH水溶液的H+或者OH-浓度的变化会引起水的解离平衡移动.溶液中H+浓度的大小反映了溶液酸碱性的强弱 与pH相对的还有pOH，即 常温时（25)在纯水有:如果在纯水中加入少量的酸或碱形成稀溶液时,当达到新的平衡时第4页/共62页 一元弱酸的离解：4.1.4.4.1.4.酸碱的离解及离解平衡常数：一元弱碱的离解：第5页/共62页(3)多元弱酸的离解：分步进行第6页/共62页(4)多元碱的离解：分步进行第7页/共62页例：HA(酸)与 A(碱)4.1.5.酸碱的强度、共轭酸碱对与第8页/

3、共62页第9页/共62页4.2 4.2 酸碱水溶液酸度的计算4.2.1 质子条件式例：HAc水溶液（以HAc 和水作零水准）例：NH4HCO3水溶液第10页/共62页例：写出二弱酸 H2B 溶液的质子条件式例：写出NaH2PO4的质子条件式第11页/共62页4.2.2 4.2.2 酸度对弱酸（碱）各型体分布的影响1.1.一元弱酸（碱）水溶液中各型体的分布系数一元弱碱，只要将解离常数和浓度相应替换即可例：A=H+A显然有：第12页/共62页2.2.多元弱酸（碱）水溶液中各型体的分布系数例 H2A第13页/共62页第14页/共62页4.2.3 酸（碱）水溶液酸度的计算1.一元弱酸水溶液：设分析浓度

4、为 c HA 的一元弱酸水溶液 其PBE为第15页/共62页第16页/共62页第17页/共62页例 计算常温下浓度分别为0.10 molL1与1.0105 molL1 HAc水溶液的pH值。已知 解：（1）0.10 molL1 HAc水溶液 pH=3lg1.3=2.89（2）1.0105 molL1 HAc水溶液第18页/共62页pH=6lg7.2=5.14第19页/共62页一元弱碱水溶液的OH浓度计算:第20页/共62页例 计算常温下0.10molL1NaCN水溶液的pH值。pOH=2.89 pH=11.11第21页/共62页2.2.多元酸（碱）水溶液酸度的计算换成即可。即第一级解离远大于第

5、二级，同时第一级解离生成的H对第二级解离有抑制作用，可近似地将溶液中H看成主要由第一级解离生成，忽略其它各级解离，因此可按一元弱酸处理。相应的计算公式可将一元弱酸中的 换成 即可。第22页/共62页例47 计算常温下0.10molL1H3PO4水溶液的pH值。所以，水的解离和H3PO4第二、三级解离均可忽略 pH=1.62 第23页/共62页比较例4-8和例4-9第24页/共62页3.3.两性物质水溶液酸度的计算 例 NaHA 水溶液，设分析浓度为 c HA-其PBE式为第25页/共62页，第26页/共62页0.1molL-1NaH2PO4水溶液的H+近似计算公式：0.1molL-1Na2HP

6、O4的水溶液的H+近似计算式 第27页/共62页两性物质NH4Ac水溶液的H+浓度计算 的处理方法第28页/共62页例412 计算0.1molL1NH4Ac水溶液的pH值。pH=7.00第29页/共62页4.3 4.3 酸碱平衡的移动4.3.1 4.3.1 稀释定律 例如：起始浓度/molL1 c(HA)0 0平衡浓度/molL1 c(HA)(1)c(HA)c(HA)第30页/共62页对于一元弱碱有：4.3.2 4.3.2 同离子效应和盐效应(1)同离子效应:在弱电解质溶液中,加入含有与该弱电解质有相同离子的强电解质,从而使弱电解质电离平衡朝着生成弱电解质分子的方向移动,电离度降低的效应。第3

7、1页/共62页例 在0.10 molL1 HAc水溶液加入固体NaAc使得c（NaAc）为0.10 molL1，忽略体积变化，计算加入NaAc前后溶液的pH值和HAc的解离度 解:(1)加入NaAc前（2）加入NaAc后，由于同离子效应，HAc的会更小，则有 第32页/共62页(2)盐效应盐效应:在弱电解质溶液中在弱电解质溶液中,加入与弱电解质含不同离子的强电加入与弱电解质含不同离子的强电解质解质,从而使弱电解质分子浓度减小从而使弱电解质分子浓度减小,电离度增大的效应电离度增大的效应。第33页/共62页4.4 4.4 缓冲溶液4.4.14.4.1 缓冲溶液的组成及缓冲原理 定义:能够抵抗外加少

8、量酸、碱或适量的稀释而保持系统的 pH值基本不变的溶液。组成：缓冲对 弱酸及其盐：HAcNaAc 弱碱及其盐：NH3H2ONH4Cl 多元弱酸的酸式盐及其次级盐：NaH2PO4Na2HPO4作用机理：HAcNaAc第34页/共62页4.4.2 缓冲溶液pH计算：计算：由于同离子效应抑制解离，解离程度都很小 第35页/共62页同理：NH3H2ONH4Cl弱碱及其盐缓冲公式NaH2PO4Na2HPO4缓冲体系：多元弱酸的酸式盐及其次级盐缓冲公式第36页/共62页1.1.缓冲容量（）:4.4.34.4.3.缓冲溶液的性质 使1L缓冲溶液的pH值改变dpH个单位所需加入的强酸强碱的物质的量。（实际上是

9、一个浓度）例 往1L HAcNaAc缓冲溶液中加入0.001 molHCl，试计算当缓冲对浓度分别为0.1 molL1 HAc0.1 molL1 NaAc、0.18 molL1 HAc0.02 molL1 NaAc、0.05 molL1 HAc0.05 molL1 NaAc时缓冲溶液的缓冲容量。解：（1）0.1 molL1 HAc0.1 molL1 NaAc第37页/共62页（2）0.18 molL1 HAc0.02 molL1 NaAc第38页/共62页从上面的计算可知：缓冲溶液的浓度越大，缓冲能力越强。缓冲比：缓冲对溶液浓度的比值。同样通过计算可以说明，缓冲比等于1 1时，缓冲能力最大。(

10、3)0.05 molL1 HAc0.05 molL1 NaAc第39页/共62页例题：欲配制pH=9.0的缓冲溶液，应在500mL 0.1molL-1的NH3H2O中加入固体NH4Cl多少克？（忽略体积变化）分析：pH=9.0 pOH=5.0 m=0.08953.5=4.76(g)2.2.缓冲范围(1)弱酸性缓冲溶液:(2)弱碱性缓冲溶液:第40页/共62页4.4.4.缓冲溶液的配制:2、计算缓冲比3、根据计算结果配制缓冲系1、选择合适的缓冲对原则：1）pH接近pKa，pOH接近pKb；2）无副反应。例 416 第41页/共62页4.5 4.5 沉淀溶解平衡4.5.1 难溶电解质的溶度积1.溶

11、度积常数；第42页/共62页2.2.溶度积与溶解度平衡浓度 ms ns设解电解质在水中的溶解度为s(molL-1)第43页/共62页例418 298.15K时，已知AgCl、AgBr、Ag2CrO4的溶度积分别为1.81010、5.01013、2.01012，分别求它们在纯水中的溶解度。解：AgCl的溶解度AgBr的溶解度Ag2CrO4的溶解度第44页/共62页Ag2CrO4(molL-1)*相同类型的难溶电解质,其 大的 s 也大。不同类型的难溶电解质不能直接用溶度积比较其溶解度的相对大小。)CrOAg()AgCl(42)CrOAg()AgCl(42ss第45页/共62页4.5.2 沉淀溶解

12、平衡的移动1.溶度积规则沉淀溶解平衡的反应商判据,即溶度积规则：第46页/共62页2同离子效应与盐效应 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，而使难溶电解质的溶解度降低的作用。例419 计算298.15K时，AgCl在纯水和0.1 molL1 NaCl溶液中的溶解度分别为多少？平衡浓度/molL1 s s+0.1第47页/共62页例 在10 mL 0.002 molL1Na2SO4溶液中加入10mL 0.02 molL1 BaCl2溶液，问：是否有BaSO4沉淀生成；若产生BaSO4沉淀，是否已沉淀完全？解：混合后，根据反应计量关系可知，析出BaSO4沉淀以后，溶液中还有过量的

13、Ba2+，达到平衡状态时，剩下的Ba2+浓度约为0.009molL1，此时 3.加入沉淀剂生成生成沉淀 第48页/共62页 4.酸度对沉淀的生成和溶解的影响（1）难溶金属氢氧化物的溶解与生成+2H2O（l）第49页/共62页例421 某0.01 molL1 Cu2的溶液中含有Fe3，如果要求Fe3以Fe(OH)3的沉淀形式除去，问溶液的pH值应控制在什么范围？当Cu2+开始沉淀时，pH14-9+lg1.5=5.18pH5.18,Cu2+开始沉淀，pHcc)(Ag)Ag(I2Cl1+-cc)I()(AgI)Cl()(AgClspsp-ccKKc)(I102.2 6-=c先析出时当AgCl,)I(

14、102.2)Cl(6-cc第56页/共62页 例题：某溶液中含Cl和 ，它们的浓度分别是 0.10mol.L-1和0.0010mol.L-1，通过计算证明，逐滴加入AgNO3试剂，哪一种沉淀先析出。当第二种沉淀析出时，第一种离子是否被沉淀完全(忽略由于加入AgNO3所引起的体积变化)。第57页/共62页解：析出AgCl(s)所需的最低Ag+浓度)Cl(AgCl)sp-=cK)(CrO)CrO(Ag2442sp-=cK第58页/共62页)(Ag(AgCl)2sp+=cK第59页/共62页结论：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；4.5.4 沉淀的转化第60页/共62页氧化还原溶解法3CuS +8HNO3 =3Cu(NO3)+3S +2NO+4H2O第61页/共62页感谢您的观看！第62页/共62页