(16)--2.3水的解离平衡和溶液的pH.doc

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1、同学们好！这次课主要讨论水的解离平衡和溶液的pH. 不论是在生物体还是在日程生活中，水是一种非常重要的溶剂。前面讨论，水是两性物质，那么水分子之间就会存在质子自递平衡。一、水的解离平衡水是一种既能接受质子，又能释放出质子的两性物质。纯水的解离，实际上是水分子之间的质子的转移过程。即：H2O+ H2O H3O+OH-这种发生在同种溶剂分子之间的质子传递作用称为质子自递反应(proton self-transfer reaction)。水的质子自递反应是可逆的，当达到平衡时，有 因为水是非常弱的电解质，所以可把上式中的看成是一个常数，将它与K合并,则有 H+OH- = Kw (3-8)Kw称为水的

2、质子自递标准平衡常数（proton self-transfer constant of water），又称水的离子积（ion product of water），其值与温度有关，如25时为。代入式（3-8）得： H+OH-= Kw 水的离子积不仅适用于纯水，也适用于一切稀水溶液。因为水溶液中H+与OH-之乘积是一常数，如果已知水溶液中H+，就可以根据式(3-8)算出OH-；反之亦然。 在任何稀水溶液中都同时存在着H+和OH-，只是它们的相对浓度有所不同。即 在中性溶液中， H+=OH- 在酸性溶液中， H+ OH- 在碱性溶液中， H+ OH-溶液的酸碱性习惯上用H+来表示，因此可以根据溶液的

3、H+是大于、小于、还是等于1.0010-7来判断溶液的酸碱性。二、溶液的pH由于在科研活动和生产实际中通常会涉及一些H+值很小的溶液，对其书写及进行计算均感不便，所以人们常用pH即H+相对平衡浓度的负对数来表示溶液的酸碱性。 pH=-lgH+ (3-9)溶液的酸碱性也可以用pOH来表示，pOH是OH-的负对数。 pOH=-lgOH- (3-10)在常温下，水溶液中H+OH-=1.0010-14, 故有 pH + pOH = 14.00 (3-11) 用pH表示溶液酸碱性时，其应用范围通常在014。 当溶液中的H+或OH-大于1时，直接用H+或OH-表示溶液酸碱性比用pH表示更为简便。溶液的酸碱

4、性在医学上极为重要。机体内的各种体液都要求维持一定的pH，否则将严重地影响各组织的正常活动。健康人血液的pH经常保持在7.35-7.45之间，有0.1的改变，都可能会发生酸中毒(acidosis)或碱中毒(alkalosis)。机体内的化学变化只有在一定的pH范围内才能正常进行。人体中作催化剂的酶，只有在一定的pH下才具有显著的活性。从上述讨论可知，各种物质酸碱性的强弱程度，应该是以某一种物质为标准相对而言的。一般反应是在以水为溶剂的溶液中进行的，因此，通常水就作为比较各种物质酸碱性强弱的标准。若以HB代表酸，则B是它的共轭碱，在水中存在平衡HBH2OH3OB 其共轭碱A的解离平衡为：BH2OHBOH则碱标准解离常数或 KaKbKw即在水溶液中，任何共轭酸碱对的酸解离常数Ka与碱解离常数Kb的乘积，等于溶剂水的离子积Kw。这表明共轭酸碱对的Ka与Kb成反比。也就是说共轭酸的Ka愈大，酸性愈强，则其共轭碱的Kb愈小，碱性愈弱；反之亦然。三、小结本次课结束，下次课再见！