溶液与离子平衡幻灯片.ppt

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1、溶液与离子平衡溶液与离子平衡第1页，共124页，编辑于2022年，星期一第三章 溶液与离子平衡物质的分散系物质的分散系分散系:概念概念:一种物质或几种物质分散到另一种物质一种物质或几种物质分散到另一种物质中所形成的中所形成的混合物混合物叫做分散系。叫做分散系。组成组成分散分散相相：分散分散介质介质：被分散的物质被分散的物质容纳分散相的物质容纳分散相的物质第2页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/132第三章 溶液与离子平衡一、溶液的蒸气压下降一、溶液的蒸气压下降气液两相平衡气液两相平衡 蒸发蒸发 H2O(l)H2O(g)凝聚凝聚 初始：初始：V蒸发蒸发 V凝聚凝聚平衡：平衡：V

2、蒸发蒸发 =V凝聚凝聚纯水的蒸气压示意图纯水的蒸气压示意图蒸发蒸发凝聚凝聚第3页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/133第三章 溶液与离子平衡饱饱和和蒸蒸气气压压：在在一一定定的的温温度度下下，当当蒸蒸发发的的速速度度等等于于凝凝聚聚的的速速度度，液液态态水水与与它它的的蒸蒸气气处处于于动动态态平平衡衡，这这时时的的蒸蒸气气压压称称为为水水在在此此温温度度下下的的饱饱和和蒸蒸气气压压，简简称称蒸蒸气气压压。用符号用符号 p p 表示。表示。在在纯纯溶溶剂剂中中加加入入难难挥挥发发的的物物质质以以后后，达达平平衡衡时时，p溶溶液液总总是是小小于于同同 T 下下的的p纯纯溶溶剂剂

3、，即即溶溶液液的的蒸蒸气气压压下下降降。蒸气压下降值蒸气压下降值p=p纯纯p液。液。第4页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/134第三章 溶液与离子平衡蒸汽压下降的原因：蒸汽压下降的原因：纯溶剂纯溶剂溶液溶液p p液液 p p纯剂，纯剂，c c液越大，液越大，p p液越小。液越小。p p纯纯-p p液的差值也越大。液的差值也越大。第5页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/135第三章 溶液与离子平衡第6页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/136第三章 溶液与离子平衡二、溶液的沸点上升二、溶液的沸点上升 沸沸点点(boilling point)

4、：液液体体的的蒸蒸气气压压等等于于外外界界大大气压力时液体对应的温度气压力时液体对应的温度。纯水：纯水：p外外=101.3kPa，t纯水纯水=100.沸点上升沸点上升(boilling point rise)：难挥发物质溶难挥发物质溶液的沸点总是高于纯溶剂的沸点的现象。液的沸点总是高于纯溶剂的沸点的现象。第7页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/137第三章 溶液与离子平衡根本原因：根本原因：蒸汽压下降蒸汽压下降 p p溶液溶液 p p纯溶剂纯溶剂,溶溶液液的的沸沸点点上上升升示示意意图图Tb*T b溶剂溶剂溶液溶液温度温度 p po okpa 蒸蒸 气气 压压pTbB101.

5、3101.3kpakpaAB第8页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/138第三章 溶液与离子平衡三、溶液的凝固点下降三、溶液的凝固点下降 凝凝固固点点(freezing point)：在在一一定定的的外外压压下下，溶溶液液与与纯纯溶溶剂剂固固体体具具有有相相同同的的蒸蒸气气压压时时的的温温度度，称称为为该溶液的凝固点。该溶液的凝固点。(固液两相平衡时的温度固液两相平衡时的温度)凝固点下降凝固点下降(freezing point depression)：难挥发非电解质稀溶液的凝固点总比纯溶剂低的现象。难挥发非电解质稀溶液的凝固点总比纯溶剂低的现象。第9页，共124页，编辑于20

6、22年，星期一2023/4/139第三章 溶液与离子平衡Reason：溶液蒸汽压下降。溶液蒸汽压下降。273K时，溶液蒸汽压低于纯溶剂蒸汽压，时，溶液蒸汽压低于纯溶剂蒸汽压，也就低于此时冰的蒸汽压也就低于此时冰的蒸汽压此温度下固液两相不能共存此温度下固液两相不能共存冰将融化而致温度下降冰将融化而致温度下降最终导致凝固点降低最终导致凝固点降低第10页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1310第三章 溶液与离子平衡四、溶液的渗透压四、溶液的渗透压 半透膜半透膜(semipermeable membrane)：仅允许溶剂分子而仅允许溶剂分子而不允许溶质分子通过的薄膜不允许溶质分子通

7、过的薄膜。渗渗透透(osmosis)：溶溶剂剂分分子子通通过过半半透透膜膜自自动动单单向向扩扩散散的过程。的过程。渗渗透透压压(osmosis pressure)：在在一一定定的的温温度度下下，恰恰能阻止渗透发生所需施加的外压力，用符号能阻止渗透发生所需施加的外压力，用符号表示。表示。渗透作用产生的条件：渗透作用产生的条件：半透膜存在；半透膜存在；膜两侧溶液的浓度不相等。膜两侧溶液的浓度不相等。第11页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1311第三章 溶液与离子平衡反渗透：反渗透：在浓溶液一侧增加较大的压力在浓溶液一侧增加较大的压力可使溶剂进入稀溶液（或溶剂）。可使溶剂进入稀

8、溶液（或溶剂）。P 依此依此可实现溶液的浓缩和海水的淡化。可实现溶液的浓缩和海水的淡化。渗渗 透透反渗透反渗透第12页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1312第三章 溶液与离子平衡 电解质溶液电解质溶液 强电解质与弱电解质强电解质与弱电解质电解质：熔融态或水溶液具导电性的物质。可分为强电解质和弱电解质。一般认为强电解质完全解离，而弱电解质只是小部分解离。如：第13页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1313第三章溶液与离子平衡解离度解离度()例如：0.10molL1HAc的解离度是1.32%，则溶液的c(H+)=0.10molL11.32%=0.00132

9、molL1pH=2.88。第14页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1314第三章溶液与离子平衡 活度活度离子氛：离子氛：由于带不同电荷离子之间以及离子和溶液由于带不同电荷离子之间以及离子和溶液 分子之间的相互作用，使得每一个离子的分子之间的相互作用，使得每一个离子的 周围都吸引着一定数量带相反电荷的离周围都吸引着一定数量带相反电荷的离 子，形成了离子氛。子，形成了离子氛。第15页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1315第三章溶液与离子平衡NaCl溶液中离子氛示意图第16页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1316第三章溶液与离子平衡由于

10、离子氛的存在而使得离子参加化学反应的有由于离子氛的存在而使得离子参加化学反应的有效浓度要比实际浓度低，这种离子在化学反应中起作效浓度要比实际浓度低，这种离子在化学反应中起作用的有效浓度称为用的有效浓度称为活度活度。活度第17页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1317第三章溶液与离子平衡在强电解质溶液中，应该用活度代替浓度，但当在强电解质溶液中，应该用活度代替浓度，但当离子强度小于离子强度小于1010 4 4时，离子间牵制作用就降低到极微时，离子间牵制作用就降低到极微弱的程度，活度系数可以近似地认为是弱的程度，活度系数可以近似地认为是1 1，所以对于稀，所以对于稀溶液通常用浓

11、度代替活度。对于强电解质溶液，若浓溶液通常用浓度代替活度。对于强电解质溶液，若浓度比较大时，则必须采用活度。度比较大时，则必须采用活度。离子强度离子强度I I：反映离子间牵制作用强弱的物理量。反映离子间牵制作用强弱的物理量。第18页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1318第三章溶液与离子平衡 酸碱质子理论酸碱质子理论酸碱理论简介酸碱理论简介1 1、酸碱电离理论酸碱电离理论(18801890(18801890阿累尼乌斯阿累尼乌斯)酸：酸：解离的正离子全部为解离的正离子全部为H H+的物质；的物质；碱：碱：解离的负离子全部为解离的负离子全部为OHOH 的物质。的物质。2 2、酸

12、碱质子理论酸碱质子理论(1923(1923年年 布朗斯特、劳莱布朗斯特、劳莱)酸：酸：能给出质子能给出质子(H(H+)的物质；的物质；碱：碱：能接受质子能接受质子(H(H+)的物质。的物质。3 3、酸碱电子理论酸碱电子理论(1923(1923年年 路易斯路易斯)酸：酸：能接受电子对的物质；能接受电子对的物质；碱：碱：能给出电子对的物质。能给出电子对的物质。4 4、软硬酸碱理论软硬酸碱理论(1963(1963年年 皮尔逊皮尔逊)根据酸碱电子理论，结合授受电子对的难易程度进根据酸碱电子理论，结合授受电子对的难易程度进行软硬分类。行软硬分类。第19页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4

13、/1319第三章溶液与离子平衡 酸碱质子理论酸碱质子理论质子酸碱理论1923年由布朗斯特(Bronsted)和劳莱(Lowry)各自独立地提出。第20页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1320第三章溶液与离子平衡 酸碱定义酸碱定义酸：凡是能给出质子的物质；碱：凡是能接受质子的物质；酸碱可以是阴离子、阳离子或中性分子。第21页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1321第三章溶液与离子平衡酸碱共轭关系酸碱共轭关系第22页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1322第三章溶液与离子平衡共轭酸碱对共轭酸碱对 满足酸碱共轭关系的一对酸和碱称为共轭酸碱

14、对，满足酸碱共轭关系的一对酸和碱称为共轭酸碱对，酸越强它的共轭碱就越弱，酸越弱，它的共轭碱就越强酸越强它的共轭碱就越弱，酸越弱，它的共轭碱就越强。共轭碱共轭酸第23页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1323第三章溶液与离子平衡第24页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1324第三章溶液与离子平衡两性物质：两性物质：同一物质在一个反应中它是酸，但在同一物质在一个反应中它是酸，但在另一个反应中又是碱，这种在一定条件下可以是失去另一个反应中又是碱，这种在一定条件下可以是失去质子，而在另一种条下又可以接受质子的物质称为质子，而在另一种条下又可以接受质子的物质称为(

15、酸碱酸碱)两性物质。两性物质。第25页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1325第三章溶液与离子平衡“盐盐”：在酸碱质子理论中没有在酸碱质子理论中没有“盐盐”的概念的概念第26页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1326第三章溶液与离子平衡酸碱反应的实质酸碱反应的实质 两个共轭酸碱对之间的质子传递反应，即由强酸、强碱生成弱酸、弱碱的过程。酸1碱1碱2酸2酸1碱2酸2碱1第27页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1327第三章溶液与离子平衡1)解离反应2)中和反应3)水解反应第28页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1328

16、第三章溶液与离子平衡 酸碱的相对强弱酸碱的相对强弱第29页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1329第三章溶液与离子平衡水的离子积常数 第30页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1330第三章溶液与离子平衡1.1.水的解离平衡与离子积常数水的解离平衡与离子积常数1)水的离子积常数与温度的关系水的解离是吸热反应，温度升高，离子积常数也升高。T T/0 0252540406060K KWW0.1150.115 1010 14141.008 1.008 1010 14142.952.95 1010 14149.59.5 1010 1414室温下常采用此数值第31页

17、，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1331第三章溶液与离子平衡2)溶液的酸碱性c(H+)=c(OH)=1107molL1溶液显中性c(H+)1107molL1，c(H+)c(OH)溶液显酸性c(H+)1107molL1，c(H+)c(OH)溶液显碱性第32页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1332第三章溶液与离子平衡2.2.弱酸、弱碱的解离平衡弱酸、弱碱的解离平衡1)1)弱酸、弱碱的解离常数弱酸、弱碱的解离常数Ka：酸常数第33页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1333第三章溶液与离子平衡Kb：碱常数NH3+H2ONH4+OH 第34页

18、，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1334第三章溶液与离子平衡2)酸碱的相对强弱弱酸弱碱的解离常数Ki(一)第35页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1335第三章溶液与离子平衡通常把Ka=102107的酸称为弱酸，把Ka107的酸称为极弱酸；同理，弱碱也可以按Kb的大小进行分类。弱酸弱碱的解离常数Ki(二)第36页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1336第三章溶液与离子平衡3)3)共轭酸碱对的共轭酸碱对的K Ka a与与K Kb b之间的关系之间的关系KaKb=c(H+)c(OH)=Kw=1.01014第37页，共124页，编辑于202

19、2年，星期一2023/4/1337第三章溶液与离子平衡NH3+H2ONH4+OHNH4+H2ONH3+H3O+例：例：第38页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1338第三章溶液与离子平衡4)多元弱酸弱碱的解离多元弱酸弱碱的解离第39页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1339第三章溶液与离子平衡第40页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1340第三章溶液与离子平衡?第41页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1341第三章溶液与离子平衡三元酸三元酸：二元酸：二元酸：第42页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4

20、/1342第三章溶液与离子平衡HAc溶液的解离度与解离常数解离度解离常数3.3.解离度和稀释定律解离度和稀释定律1)解离度和解离常数之间的区别解离常数属平衡常数，其值不受电解质浓度的影响；解离度属平衡转化率，表示弱电解质在一定条件下的解离百分数，大小与电解质浓度有关。第43页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1343第三章溶液与离子平衡c000对弱电解质：当 5%时，1-12)解离度和解离常数之间的关系第44页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1344第三章溶液与离子平衡稀释定律稀释定律稀释定律:弱电解质溶液的电离度与其浓度的平方根成反比，与其电离常数的平方

21、根成正比。（温度一定的条件下，浓度越稀，其解离度越大）第45页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1345第三章溶液与离子平衡例4-1将300mL0.20molL1HAc溶液稀释到什么体积才能使解离度增加一倍？解：第46页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1346第三章溶液与离子平衡解：因为解离度101.6，可按一元弱酸处理。又因ca/Ka1500，caKa120Kw，可采用近似式计算：按一元弱酸处理：c(HS)c(H+)=1.0104(molL1)注意：实际c(H+)1.0104而c(HS)5(5)0.034mol0.034mol L L 1 1饱和酒石酸氢

22、钾饱和酒石酸氢钾3.563.560.025mol0.025mol L L 1 1邻苯二甲酸氢钾邻苯二甲酸氢钾4.014.010.025mol0.025mol L L 1 1KHKH2 2POPO4 4-0.025mol-0.025mol L L 1 1 NaNa2 2HPOHPO4 46.866.860.01mol0.01mol L L 1 1硼砂硼砂9.189.18第91页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1391第三章溶液与离子平衡例3-16今有三种酸(CH3)2AsO2H、ClCH2COOH、CH3COOH，它们的Ka分别为6.4107、1.4105、1.76105，试

23、问：欲配制pH=6.50的缓冲溶液，采用哪种酸最好？需要多少克这种酸和多少克NaOH以配制1.00L缓冲溶液，其中酸和它的对应盐的总浓度等于1.00molL1？解：(CH3)2AsO2H pKa=lg6.4107=6.19 ClCH2COOH pKa=lg1.4105=4.85 CH3COOH pKa=lg1.76105=4.75显然(CH3)2AsO2H的的 pKa更接近所需pH，应选(CH3)2AsO2H。加入NaOH加入(CH3)2AsO2H第92页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1392第三章溶液与离子平衡3.3 多相离子平衡多相离子平衡在难容电解质的饱和溶液中，存

24、在着难容电解质与其解离的离子之间的平衡，这是一种多相平衡，通常称为沉淀-溶解平衡。第93页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1393第三章溶液与离子平衡溶度积原理溶度积原理 溶度积常数溶度积常数将难溶电解质AgCl固体放入水中，当溶解和沉淀的速度相等时，就建立了AgCl固体和溶液中的Ag+和Cl 之间的溶解沉淀平衡。AgCl(s)Ag+(aq)+Cl(aq)该反应的标准平衡常数为:K=c(Ag+)c(Cl)第94页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1394第三章 溶液与离子平衡一般的难溶电解质的溶解沉淀平衡可表示为:AnBm(s)nAm+(aq)+mBn(a

25、q)Ksp=c(Am+)nc(Bn)m 该常数称为溶度积常数，简称溶度积（solubilityproduct）Ksp值的大小反映了难溶电解质的溶解程度。其值与温度有关，与浓度无关。第95页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1395第三章 溶液与离子平衡例由附录2的热力学函数计算298K时AgCl的溶度积常数。解：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl(aq)fGm(298.15)/kJmol1109.877.11131.2rGm=BfGm(B)=(77.11131.2)(109.8)kJmol1=55.71kJmol1由fGm=RT lnKsp得lnKsp=fGm/RT=55.7

26、1103/(8.314298.15)=22.24 Ksp=2.191010第96页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1396第三章 溶液与离子平衡 溶度积和溶解度的相互换算溶度积和溶解度的相互换算 溶解度换算为溶度积常数例3-3在25时，Ag2CrO4的溶解度是0.0217gL1,试计算Ag2CrO4的KSP解：解：溶解平衡溶解平衡AgAg2 2CrOCrO4 4(s)2Ag(s)2Ag+(aq)+CrO(aq)+CrO4 42 2(aq)(aq)平衡时浓度平衡时浓度/molmol L L 1 122S S S S可得可得 K KSPSP=c c(Ag(Ag+)2 2 c c

27、(CrO(CrO4 42 2)=(2)=(2S S)22 S S=4=4S S3 3=4=4(6.5410(6.5410 5 5)3 3=1.1210=1.1210 1212第97页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1397第三章 溶液与离子平衡溶度积换算为溶解度溶度积换算为溶解度例例 在在25C25C时时AgBrAgBr的的K KSPSP=5.3510=5.3510 1313，试计算，试计算AgBrAgBr的溶解度的溶解度(以物质的以物质的量浓度表示量浓度表示)解：溴化银的溶解平衡为:AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq)设AgBr的溶解度为S，则c（Ag+）c(Br

28、-)S 得 KSP=c(Ag+)c(Br-)S S5.351013 所以 即AgBr的溶解度为7.31107 molL1 第98页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1398第三章 溶液与离子平衡 相同类型的难溶电解质，其K Ksp 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。分子式溶度积常数溶解度/molL1AgCl1.810101.310-5AgBr5.010-137.110-7AgI8.310-179.110-9Ag2CrO41.12010-126.5410-5第99页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/1399第三章 溶液

29、与离子平衡3.1.3 3.1.3 溶度积原理溶度积原理 AnBm(s)=nAm+(aq)+mBn(aq)Qi=c(Am+)nc(Bn-)mQi(离子积）：任一状态离子浓度的乘积，其值不定。QiKSP,，沉淀析出QiKSP，饱和溶液QiKSP，沉淀溶解第100页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13100第三章 溶液与离子平衡例例3-53-5 将等体积的将等体积的410410-3-3mo1Lmo1L-1-1的的AgNOAgNO3 3和和410410-3-3mo1Lmo1L11K K2 2CrOCrO4 4混混合，有无合，有无AgAg2 2CrOCrO4 4沉淀产生沉淀产生?已知

30、已知K Kspsp(Ag(Ag2 2CrOCrO4 4)1.12101.1210-12-12。解：等体积混合后，浓度为原来的一半。c(Ag+)=210-3 molL-1;c(CrO4 2-)210-3 mol L-1 Qic2(Ag+)c(CrO4 2-)(2l0-3)22l0-3 8l0-9Ksp(Ag2CrO4)所以有沉淀析出第101页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13101第三章 溶液与离子平衡3.2 3.2 沉淀沉淀溶解平衡的移动溶解平衡的移动影响溶解度的因素影响溶解度的因素:同离子效应同离子效应 因加入含有相同离子的易溶强电解质，而使难溶电解质溶解度降低的效应称

31、之为同离子效应。第102页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13102第三章 溶液与离子平衡因为溶解度x很小，所以0.010+x0.010,0.010 x=1.0710-10 x=1.0710-8(molL-1)计算结果与BaSO4在纯水中的溶解度相比较，溶解度为原来的1.0710-8/1.0010-5，即约为0.0010倍。例3-6已知室温下BaSO4在纯水中的溶解度为1.010-5molL-1，BaSO4在0.010molL-1Na2SO4溶液中的溶解度比在纯水中小多少?已知Ksp(BaSO4)1.0710-10解：设BaSO4在0.010molL-1Na2SO4溶液中的

32、溶解度为xmolL-1则BaSO4(s)Ba2+SO42-平衡时浓度molL-1x0.010+x第103页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13103第三章 溶液与离子平衡AgCl在KNO3溶液中的溶解度(25)影响溶解度的因素影响溶解度的因素:盐效应在难溶电解质溶液中，加入易溶强电解质而使难溶电解质的溶解度增大的作用称为盐效应。c(KNO3)/(mol.L-1)0.000.00100.005000.0100s(AgCl)/(mol.L-1)1.2781.3251.3851.427第104页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13104第三章 溶液与离子平衡产

33、生盐效应的原因 饱和BaSO4溶液中加入KNO3后溶液中的离子总数骤增,由于SO42-和Ba2+离子被众多的异号离子(K+，NO3-)所包围，活动性降低，因而Ba2+和SO42-的有效浓度降低。所以 c(Ba2+)和c(SO42-)增加,BaSO4的溶解度增加。第105页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13105第三章 溶液与离子平衡3.2.2 3.2.2 沉淀的溶解沉淀的溶解 利用酸碱反应生成弱电解质使沉淀溶解 通过氧化还原反应使沉淀溶解 利用配位反应生成配合物使沉淀溶解 第106页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13106第三章 溶液与离子平衡1.生

34、成弱电解质使沉淀溶解 例：例：在含有固体在含有固体CaCOCaCO3 3的饱和溶液中加入盐酸，系统存在下的饱和溶液中加入盐酸，系统存在下 列平衡的移动。列平衡的移动。CaCOCaCO3 3(s)(s)CaCa2+2+CO+CO3 32 2+HClClHClCl+H+H+HCOHCO3 3+H+H+H H2 2COCO3 3 COCO2 2+H+H2 2O O第107页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13107第三章 溶液与离子平衡难溶的金属氢氧化物的酸溶解难溶的金属氢氧化物的酸溶解：M(OH)n+nH+Mn+nH2O 室温时，Kw=1014，而一般有：MOH的Ksp大于10

35、14(即Kw)，M(OH)2 的Ksp大于1028(即Kw2),M(OH)3的Ksp大于1042（即Kw3），所以反应平衡常数都大于1,表明金属氢氧化物一般都能溶于强酸。第108页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13108第三章 溶液与离子平衡 有些金属硫化物的Ksp数值特别小，因而不能用盐酸溶解。如CuS(KSP为1.271036)需用硝酸：HgS(Ksp=6.441053)需用王水才能溶解：3HgS+2HNO3+12HCl 3H2HgCl4+3S+2NO+4H2O 2.2.通过氧化还原反应使沉淀溶解通过氧化还原反应使沉淀溶解 CuS(s)Cu2+S2+HNO3S+NO+

36、H2O第109页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13109第三章 溶液与离子平衡3.3.生成配合物使沉淀溶解生成配合物使沉淀溶解 例如AgCl不溶于酸，但可溶于NH3溶液：使QiKSP，则固体AgCl开始溶解。AgCl(s)Ag+Cl+2NH3Ag(NH3)2+第110页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13110第三章 溶液与离子平衡 难溶卤化物可以与过量的卤素离子难溶卤化物可以与过量的卤素离子形成配离子而溶解形成配离子而溶解。AgI+I AgI2 PbI2+2I PbI42 HgI2+2I HgI42 CuI+I CuI2 第111页，共124页，编辑

37、于2022年，星期一2023/4/13111第三章 溶液与离子平衡 沉淀溶解的方法沉淀溶解的方法(1)酸（碱或 铵盐）溶解(2)配位溶解(3)氧化还原溶解(4)氧化 配位（王水）溶解第112页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13112第三章 溶液与离子平衡3.3.23.3.2沉淀的转化沉淀的转化 由一种沉淀转化为另一种更难溶的沉淀的过程称沉淀的转化。由一种沉淀转化为另一种更难溶的沉淀的过程称沉淀的转化。例5-10 1L 0.1molL1的Na2CO3可使多少克CaSO4转化成CaCO3?解:CaSO4(s)+CO3 2 CaCO3(s)+SO42 平衡时相对浓度/molL1

38、 0.1x x 解得x=0.10，即c(SO42)=0.10molL1 故转化掉的CaSO4的质量为136.1410.1=13.6(g)第113页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13113第三章 溶液与离子平衡例3-3已知KHAc=1.8105，计算0.10molL1HAc溶液的pH值与HAc的解离度。例3-4计算0.10molL1CHCl2COOH(二氯代乙酸)溶液的pH？已知CHCl2COOH的Ka=5.0102。例3-5已知Kb(NH3H2O)=1.8105，计算0.050molL1NH4Cl溶液的pH值。例3-6已知KHAc=1.8105，计算0.10molL1Na

39、Ac溶液的pH值。例3-7已知pKHCN=9.21，计算1.0106molL1HCN溶液的pH值。第114页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13114第三章溶液与离子平衡解：例3-8已知H2C2O4的Ka1=5.37102，Ka2=5.37105，计算0.10molL1H2C2O4溶液的pH值。第115页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13115第三章溶液与离子平衡解：例3-9已知H2CO3的Ka1=4.17107，Ka2=5.621011，计算0.10molL1Na2CO3溶液的pH值。第116页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13

40、116第三章溶液与离子平衡解：已知 或例3-13有50mL含有0.20molL1NH3水和0.10molL1NH4+的缓冲溶液，求该缓冲溶液的pH值。第117页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13117第三章溶液与离子平衡例3-14有50mL含有0.10molL1HAc和0.10molL1NaAc的缓冲溶液，求：1.该缓冲溶液的pH值；2.加入1.0molL1的HCl0.1mL后，溶液的pH值。解：1.2.第118页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13118第三章溶液与离子平衡解：反应后系统为：HAc+NaAc例3-1590mL0.010molL1HAc

41、和30mL0.010molL1NaOH混合后，溶液的pH为多少？第119页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13119第三章溶液与离子平衡例3-16今有三种酸(CH3)2AsO2H、ClCH2COOH、CH3COOH，它们的Ka分别为6.4107、1.4105、1.76105，试问：欲配制pH=6.50的缓冲溶液，采用哪种酸最好？需要多少克这种酸和多少克NaOH以配制1.00L缓冲溶液，其中酸和它的对应盐的总浓度等于1.00molL1？解：(CH3)2AsO2H pKa=lg6.4107=6.19 ClCH2COOH pKa=lg1.4105=4.85 CH3COOH pKa

42、=lg1.76105=4.75显然(CH3)2AsO2H的的 pKa更接近所需pH，应选(CH3)2AsO2H。加入NaOH加入(CH3)2AsO2H第120页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13120第三章溶液与离子平衡例由附录2的热力学函数计算298K时AgCl的溶度积常数。解：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl(aq)fGm(298.15)/kJmol1109.877.11131.2rGm=BfGm(B)=(77.11131.2)(109.8)kJmol1=55.71kJmol1由rGm=RT lnKsp得lnKsp=rGm/RT=55.71103/(8.314298

43、.15)=22.24 Ksp=2.191010第121页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13121第三章 溶液与离子平衡例例5-55-5 将等体积的将等体积的410410-3-3mo1Lmo1L-1-1的的AgNOAgNO3 3和和410410-3-3mo1Lmo1L11K K2 2CrOCrO4 4混混合，有无合，有无AgAg2 2CrOCrO4 4沉淀产生沉淀产生?已知已知K Kspsp(Ag(Ag2 2CrOCrO4 4)1.12101.1210-12-12。解：等体积混合后，浓度为原来的一半。c(Ag+)=210-3 molL-1;c(CrO4 2-)210-3 m

44、ol L-1 Qic2(Ag+)c(CrO4 2-)(2l0-3)22l0-3 8l0-9Ksp(Ag2CrO4)所以有沉淀析出第122页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13122第三章 溶液与离子平衡因为溶解度x很小，所以0.010+x0.010,0.010 x=1.0710-10 x=1.0710-8(molL-1)计算结果与BaSO4在纯水中的溶解度相比较，溶解度为原来的1.0710-8/1.0010-5，即约为0.0010倍。例5-6已知室温下BaSO4在纯水中的溶解度为1.010-5molL-1，BaSO4在0.010molL-1Na2SO4溶液中的溶解度比在纯水

45、中小多少?已知Ksp(BaSO4)1.0710-10解：设BaSO4在0.010molL-1Na2SO4溶液中的溶解度为xmolL-1则BaSO4(s)Ba2+SO42-平衡时浓度molL-1x0.010+x第123页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13123第三章 溶液与离子平衡例5-7 要使0.1molFeS完全溶于1L盐酸中,求所需盐酸的最低浓度。解：当0.10 mol FeS完全溶于1.0 L盐酸时：c(Fe2)=0.10 molL1,c(H2S)=0.1 0molL1 所需的盐酸的最初浓度为：0.0048+0.20=0.205 molL1 FeSFeS(s s)FeFe2+2+S+S2 2+HClHCl ClCl+H+H+HSHS+H+H+HH2 2SS总反应为：FeS(s)+2H+Fe2+H2S第124页，共124页，编辑于2022年，星期一2023/4/13124第三章 溶液与离子平衡