大學化學教學課件-3.1-3.4電解質(zhì)溶液ppt課件

1、2. 2. 了解酸堿在水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡。了解酸堿在水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡。5. 5. 掌握酸堿溶液和難溶電解質(zhì)中的同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)。掌握酸堿溶液和難溶電解質(zhì)中的同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)。4. 4. 熟悉水的離子積及水溶液熟悉水的離子積及水溶液pHpH的表達式。的表達式。3. 3. 掌握弱酸、弱堿電離平衡的近似計算和簡化計算公式。掌握弱酸、弱堿電離平衡的近似計算和簡化計算公式。1. 1. 掌握酸堿質(zhì)子理論、酸堿定義、共軛酸堿對、酸堿的強度。掌握酸堿質(zhì)子理論、酸堿定義、共軛酸堿對、酸堿的強度。 6. 6. 掌握酸、堿解離常數(shù)掌握酸、堿解離常數(shù)KaKa、KbKb的應(yīng)用及共軛的應(yīng)用及共軛酸堿對酸堿對

2、KaKa和和KbKb的關(guān)系的關(guān)系KaKaKb=KwKb=Kw）。）。NaCl(s)Na+(aq) + Cl-(aq)H2O+ HAc H+ + Ac-已解離分子數(shù)原有分子總數(shù) 解：設(shè)該物質(zhì)的解離度為解：設(shè)該物質(zhì)的解離度為，HA在水溶液中達到解在水溶液中達到解離平衡時，則有離平衡時，則有 HAHA + H+ + A- = （0.1 0.1）+ 0.1+ 0.1molkg-1= 0.11+molkg-1平衡時：平衡時： 0.1-0.1 0.1 0.1根據(jù)根據(jù) Tf =Kfb得：得：0.21K=1.86Kkgmol-10.11+molkg-1=0.125=12.5%H+ + A-離子氛示意圖離子氛示

3、意圖2.2.濃度與活度的關(guān)系：濃度與活度的關(guān)系：B B 稱為溶質(zhì)稱為溶質(zhì)B B的活度因子的活度因子一般情況下一般情況下 0 0 B B 1 B1 B cB cB溶液越稀，離子間的距離越大，離子間的相互影響溶液越稀，離子間的距離越大，離子間的相互影響越小，活度與濃度之間的差別就越小。越小，活度與濃度之間的差別就越小。 留意：留意：（1 1當溶液中當溶液中cBcB很小，且離子所帶電荷也不多時，活度很小，且離子所帶電荷也不多時，活度接近濃度接近濃度 ，B 1B 1。 222222112121iiiizbzbzbzbI）（IAzii2lg局限性：無法解釋物質(zhì)在非水溶劑如乙醇、局限性：無法解釋物質(zhì)在非水

4、溶劑如乙醇、苯、液氨中的酸堿性問題。苯、液氨中的酸堿性問題。H+OH- H2O AlH2O63+ H+ + AlH2O)5OH2+酸酸 質(zhì)子質(zhì)子 + 堿堿 HCl H+ + Cl -HAc H+ + Ac -H2CO3 H+ + HCO3-HCO3- H+ + CO32- NH4+ H+ + NH3 H3O+ H+ + H2O H2O H+ + HO-分子分子陽離子陽離子陰離子陰離子左左 邊邊 全全 是是 酸酸陰離子陰離子分子分子陽離子陽離子右右 邊邊 全全 是是 堿堿共軛酸堿對共軛酸堿對（3 3酸堿質(zhì)子理論中沒有鹽的概念。酸堿質(zhì)子理論中沒有鹽的概念。 NH4+ + H2O H3O+ + NH

5、3 NH4+ + H2O H3O+ + NH3 （鹽類水解）（鹽類水解）通式：通式： A1 + B2 A2 + B1A1 + B2 A2 + B1H2O + H2O H3O+ + OH - H2O + H2O H3O+ + OH - （水的解離）（水的解離）HCl + H2O H3O+ + Cl - HCl + H2O H3O+ + Cl - （酸的解離）（酸的解離） H2O + NH3 NH4+ + OH - H2O + NH3 NH4+ + OH - （堿的解離）（堿的解離）HAc + OH - H2O + Ac - HAc + OH - H2O + Ac - （中和反應(yīng)）（中和反應(yīng)）H+

6、較強酸較強酸 + + 較強堿較強堿HCl + HCl + NH3NH3酸性；因酸性；因HClHClNH4+ NH4+ ，堿性：，堿性：NH3NH3 Cl- Cl-，所以反應(yīng)向右方進行。，所以反應(yīng)向右方進行。較弱酸較弱酸 + + 較弱堿較弱堿 NH4+ + NH4+ + Cl-Cl-如：如：H2O + H2O H2O + H2O 223OHOHOHOHKwKOHKOHOH223pH =lgH+pKw = pH + pOH = 14酸性溶液酸性溶液 pH7堿性溶液堿性溶液 pH7中性溶液中性溶液 pH = 7 在一定溫度下，反應(yīng)達到平衡后，產(chǎn)物濃度的乘積與在一定溫度下，反應(yīng)達到平衡后，產(chǎn)物濃度的乘

7、積與反應(yīng)物濃度的乘積之比為一常數(shù)。反應(yīng)物濃度的乘積之比為一常數(shù)。如如: :設(shè)酸設(shè)酸HAHA的質(zhì)子傳遞平衡的質(zhì)子傳遞平衡 3HAAOHKa HA+H2O HA+H2O A-+H3O+ A-+H3O+ 如：如：HAC的的 Ka = 1.7410-5 HCN的的Ka = 6.1610- 10 NH4+的的Ka = 55910-10 3HAAOHKa表表 在水溶液中的共軛酸堿對和在水溶液中的共軛酸堿對和pKa值值25C）共軛酸共軛酸HApKa（aq）共軛堿共軛堿A-H3O+H2C2O4H2SO3HSO4-H3PO4HFHCOOHHC2O4-HAcH2CO3H2SHSO3- H2PO4-01.231.8

8、51.992.163.203.754.194.766.357.057.2 7.21H2OHC2O4-HSO3-SO42-H2PO4-F-HCOO-C2O42-Ac-HCO3-HS-SO32-HPO42-酸酸 性性 增增 強強堿堿 性性 增增 強強B- + B- + H2OH2OBOHHBKb HB + OH - HB + OH -例例: : 已知已知NH3NH3的的KbKb為為1.791.7910-510-5，試求，試求NH4+NH4+的的 Ka Ka。解：解：NH4+NH4+是是NH3NH3的共軛酸，的共軛酸，105141059. 51079. 11000. 1bwaKKKKa Ka Kb

9、= KwKb = KwbwaKKK 例如：例如：H3PO4的質(zhì)子傳遞反應(yīng)分三步進行，的質(zhì)子傳遞反應(yīng)分三步進行，H3PO4 + H2O3433421092. 61POHOHPOHKaH2PO4- + H3O+H2PO4- + H2O8423241023. 62POHOHHPOKaHPO42- + H2O132433431079. 4POHOHPOKaHPO42 -HPO42酸酸 對應(yīng)共軛堿對應(yīng)共軛堿Ka1Kb3 HPO42- + H3O+ PO43- + H3O+H2PO4-H2PO4-PO43-Ka3Ka2Kb1Kb2PO43-+ H2OHPO42-+ H2OH2PO4- + H2O21314

10、1009. 21079. 41000. 131awbKKK78141061. 11023. 61000. 122awbKKK123141044. 11092. 61000. 113awbKKK HPO42-+ OH- H2PO4- + OH-H3PO4 + OH- 根據(jù)根據(jù) ： cc c c c2ccccKaH+ + Ac-H+ + Ac- HAc HAccKa%32. 11032. 1100. 01074. 1cK25aH+ = c = （0.1001.32%）mol/L = 1.3210-3mol/L不同濃度不同濃度HAc的的和和H+c /（molL-1） （%）H+/（molL-1）0.

11、0200.1000.2002.951.320.9325.9010-41.3210-31.8610-3結(jié)果表明結(jié)果表明cHAc增大，增大，H+也增大，也增大， 減小。減小。HAC + H2ONaAC 平衡向左移動平衡向左移動NH3 + H2ONH4+ + Cl-平衡向左移動平衡向左移動 H3O+ + AC-AC- + Na+ OH- + NH4+ NH4Cl解：解：平衡時：平衡時：根據(jù)：根據(jù)：aKHAcAcH)/(1074. 110. 010. 01074. 155LmolAcHAcKHa%0174. 01074. 1Lmol10. 0Lmol1074. 1)HAc( cH4115 H3O+ +

12、 AC- H3O+ + AC- HAC + H2O HAC + H2O 0.1+H+ 0.1 H+ 0.1H+0.1HAc + H2O NaCl H3O+ + Ac- Na+ + Cl- HA + H2OHA + H2O3HAAOHKaH2O H2O H2O H2OKwKwH3O+OH-H3O+OH- H3O+ H3O+ A-A- H3O+ H3O+ OH-OH-HA+ H2O H3O+ + A-HA H+ + A-由平衡常數(shù)的定義式得由平衡常數(shù)的定義式得aHAAHK（1當當 Kaca20 Kw時，可以忽略水的質(zhì)子自遞平衡。時，可以忽略水的質(zhì)子自遞平衡。0HHaa2cKK24H 2aaaaKK

13、K cHA c-H+c為為HA電離前的濃度電離前的濃度A- H+由由a2H-HKc得得 （2當弱酸的當弱酸的 ca Ka 500或或5%，已解離的酸極少，已解離的酸極少，11，上式變?yōu)椋?，上式變?yōu)椋?aacK aacK或或由此計算由此計算H+ = ca aaaaaaaacKccKcKcH2或或aacKH24OH 2bbbbKKK ccK b-OH解：解： 知知 Ka Ka1.741.7410-5 10-5 ，caca0.100molL-10.100molL-1，KacaKaca1.741.7410-6 10-6 20 Kw20 Kw，又因又因caca Ka Ka 0.100/ 1.740.10

14、0/ 1.7410-510-5500500，可用最簡式計算，可用最簡式計算LmolLmolcKHaa/1032. 1/100. 01074. 135pHpHlg1.32lg1.3210-3 10-3 2.882.88aacKH 多元弱酸水溶液是一種復雜的酸堿平衡系統(tǒng)，其質(zhì)子多元弱酸水溶液是一種復雜的酸堿平衡系統(tǒng)，其質(zhì)子傳遞反應(yīng)是分步進行的。例如二元酸傳遞反應(yīng)是分步進行的。例如二元酸H2AH2A，其第一步質(zhì)子傳遞反應(yīng)為：其第一步質(zhì)子傳遞反應(yīng)為： H2A + H2OH2A + H2O第二步質(zhì)子傳遞反應(yīng)為：第二步質(zhì)子傳遞反應(yīng)為： HA- + H2OHA- + H2O水的質(zhì)子自遞平衡為水的質(zhì)子自遞平衡

15、為 ：H2O + H2OH2O + H2OKwKw H3O+OH- H3O+OH-231AHHAOHKa232HAAOHKa HA- + H3O+ HA- + H3O+ A2- + A2- + H3O+H3O+ H3O+ + H3O+ + OH-OH-按一元弱酸處理，計算按一元弱酸處理，計算H+ ，而且，而且HA-H+。)AH( cKAHKH2a2a11232HAAOHKa24H 2aaaaKKK cH+HA-H+HA-， A2- Ka2 A2- Ka2 ，OH-OH-Kw/H+Kw/H+。解：解： Na2CO3溶液是多元弱堿溶液是多元弱堿CO32-溶液溶液Kb1KWKa21.010-144.8610-112.1410-5而而HCO3-與與H2CO3為共軛酸堿對為共軛酸堿對Kb2KW/Ka11.010-144.4610-72.2410-8Kb1 cb20 Kw因因Kb1Kb2102，cbKb1500，可按最簡式計，可按最簡式計算算13141063. 4100. 01014. 21LmolLmolcKOHbbpOHlgOH-lg 4.6310-32.33pH