西工大與西安交大期末復(fù)習(xí)考研備考化學(xué)課件弱酸弱堿溶液及其應(yīng)用

1、溶液的蒸氣壓下降、凝固點(diǎn)降低、沸點(diǎn)上升和產(chǎn)生滲透壓，在難揮溶液的蒸氣壓下降、凝固點(diǎn)降低、沸點(diǎn)上升和產(chǎn)生滲透壓，在難揮發(fā)溶質(zhì)的稀溶液中與溶質(zhì)的種類無(wú)關(guān)，僅與溶液中獨(dú)立存在的質(zhì)點(diǎn)數(shù)有發(fā)溶質(zhì)的稀溶液中與溶質(zhì)的種類無(wú)關(guān)，僅與溶液中獨(dú)立存在的質(zhì)點(diǎn)數(shù)有關(guān)，這稱為關(guān)，這稱為稀溶液的依數(shù)性。稀溶液的依數(shù)性。有人假設(shè)過(guò)氨溶于水中生成一種叫做有人假設(shè)過(guò)氨溶于水中生成一種叫做“氫氧化銨氫氧化銨”。但是實(shí)。但是實(shí)驗(yàn)證明驗(yàn)證明“氫氧化銨氫氧化銨”這種物質(zhì)是不存在的，此外，這種理論這種物質(zhì)是不存在的，此外，這種理論也無(wú)法解釋也無(wú)法解釋NH3(g)為什么也屬于堿，為什么也屬于堿，NH3(g)和和HCl(g)能發(fā)生能發(fā)生反應(yīng)

2、，生成與反應(yīng)，生成與NH3在水中和在水中和HCl反應(yīng)得到的完全一樣的產(chǎn)物反應(yīng)得到的完全一樣的產(chǎn)物NH4Cl，反應(yīng)中既沒(méi)有解離出出，反應(yīng)中既沒(méi)有解離出出OH-，也沒(méi)有解離出，也沒(méi)有解離出H+，反，反應(yīng)后也沒(méi)有應(yīng)后也沒(méi)有H2O產(chǎn)生。產(chǎn)生。解釋一：解釋一：酸堿質(zhì)子理論：酸堿質(zhì)子理論：能夠提供質(zhì)子的分子或離子都是酸，能夠接能夠提供質(zhì)子的分子或離子都是酸，能夠接受質(zhì)子的分子或離子都是堿受質(zhì)子的分子或離子都是堿酸：酸：質(zhì)子的給予體質(zhì)子的給予體堿：堿：質(zhì)子的接受體質(zhì)子的接受體解釋二：解釋二：NH3和和HCl，不僅在水溶液中，而且可以在苯溶劑或無(wú)溶，不僅在水溶液中，而且可以在苯溶劑或無(wú)溶劑的氣相中發(fā)生反應(yīng)，都

3、是劑的氣相中發(fā)生反應(yīng)，都是HCl給出質(zhì)子，給出質(zhì)子，NH3接受質(zhì)子接受質(zhì)子而生成而生成NH4Cl2HClOHH OCl這種酸和堿的相互依存、相互轉(zhuǎn)化關(guān)系被稱為：酸堿共軛關(guān)系這種酸和堿的相互依存、相互轉(zhuǎn)化關(guān)系被稱為：酸堿共軛關(guān)系酸或堿和與它共軛的堿或酸一起被稱為：酸或堿和與它共軛的堿或酸一起被稱為：共軛酸堿對(duì)共軛酸堿對(duì)34NHHNH 酸和堿的強(qiáng)度是指酸和堿的強(qiáng)度是指酸給出質(zhì)子的能力和堿接酸給出質(zhì)子的能力和堿接受質(zhì)子的能力的強(qiáng)弱。受質(zhì)子的能力的強(qiáng)弱。234( )()()()H O lNH aqOHaqNHaq223()( )()()H S aqH O lH OaqHSaqOHNHCOHHAc SO

4、HHClO 2432424酸性：OHNHHCOAc HSO ClO 3344堿性：HCNHAc1.810-5K a5.810-10凡是具有可提供利用的孤對(duì)電子的任何物質(zhì)都成為凡是具有可提供利用的孤對(duì)電子的任何物質(zhì)都成為堿堿，如：如：:NH3，:CO，H2O:等。等。凡是能與這孤對(duì)電子進(jìn)行結(jié)合的任何物質(zhì)都成為凡是能與這孤對(duì)電子進(jìn)行結(jié)合的任何物質(zhì)都成為酸酸，如如Fe3+，F(xiàn)e ，Ag+，BF3等。等。 ( )/ ()/ ()/ ()/yzabc Ycc ZcKc Acc Bc ( )lg2.303rmGTKRT HA(aq) H+(aq) +A(aq) 當(dāng)當(dāng)c/Ka 400時(shí)，時(shí)， HAcKHca

5、/當(dāng)當(dāng)c/Kb 400時(shí)，時(shí)， BHcKOHcb/pH=-lg C(H+)pOH=-lg C(OH-)pH+ pOH=14平衡濃度平衡濃度 c x x x初始濃度初始濃度 c 00HA(aq) H+(aq) +A(aq) %100%1000eq0ccc初始濃度已解離的濃度 cK HA a）（解離度：解離度：分析：分析：( )lg2.303rmGTKRT ( )()()rmfmfmGTGG生生成成物物反反應(yīng)應(yīng)物物-log ()/pOHc OHc fGm(298.15)/kJmol-1-369.3-237.1 -396.82-157.2( )(-157.2)+(-396.85)-(-369.3)-

6、(-237.1)52.38rmGTkJ molkJ mol 1 11 13111lg()2.30352.38 102.303 8.314298.159.175rmGKAcRTJ molJ molKK -10()6.28 10KAc 即離子堿即離子堿Ac-在水溶液中的解離平衡常數(shù)為在水溶液中的解離平衡常數(shù)為6.2810-102AcH OHAcOH起始濃度起始濃度/molL-10.1 00平衡濃度平衡濃度/molL-10.10-x0.1xx210 ()/ ()/() ()/6.28 100.1c HAccc OHcKAcc Accx x=c(OH-)=8.1710-6molL-1pOH=5.09p

7、H=14 - pOH=8.912AcH OHAcOHH3PO4分級(jí)解離常數(shù)分別為：分級(jí)解離常數(shù)分別為：Ka1=7.0810-2產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是：產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是：陰離子帶負(fù)電荷越多其越易于與質(zhì)子結(jié)合。陰離子帶負(fù)電荷越多其越易于與質(zhì)子結(jié)合。電荷數(shù)目電荷數(shù)目PO4 3-HPO4 2-H2PO4-，因而其逆反應(yīng)趨勢(shì)，因而其逆反應(yīng)趨勢(shì)PO4 3-HPO4 2-H2PO4-。第一步解離出的第一步解離出的H+大大抑制后兩步的解離。大大抑制后兩步的解離。因此相對(duì)于第一步，后兩步對(duì)因此相對(duì)于第一步，后兩步對(duì)c(H+)的貢獻(xiàn)可忽略不計(jì)。的貢獻(xiàn)可忽略不計(jì)。Ka2=6.310-8Ka3=4.1710-133

8、424H POHH PO 2244H POHHPO 2344HPOHPO KaKa1Ka222222H SHHSHSHSH SHS 12KaaKaK 例：比較下列溶液中例：比較下列溶液中H+濃度：濃度：pH=2, 0.02mol/LH+, 0.01mol/LH2SO4, 0.01mol/LH3PO4HAc(aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + Ac(aq) Ac(aq) NaAc(aq) Na+(aq) +平衡移動(dòng)方向平衡移動(dòng)方向例：例：（1 1）計(jì)算計(jì)算 0.10 molL0.10 molL-1 -1 的的HAcHAc 溶液的溶液的pHpH值，值，已知已知K Ka a 為為1.

9、751.75* *1010-5-5。（2 2）若向其中加入）若向其中加入 NaAcNaAc 晶體，使晶體，使 NaAcNaAc的濃度為的濃度為 0.10 molL0.10 molL-1 -1，計(jì)算該溶液的，計(jì)算該溶液的 pHpH值。值。 pH = 4.75平衡濃度平衡濃度/molL-1 0.10 x x 0.1+xx10.0 x(0.1+x)HAc( K aHAc(aq)+H2O(l) H3O+(aq)+Ac(aq)0.1x0.1 0.1molL-1HAc: pH = 2.88x=Ka =1.7510-5解：解：（1 1）（2 2）為何可作此近似計(jì)算？為何可作此近似計(jì)算？若再向該溶液中加入酸或

10、堿，若再向該溶液中加入酸或堿，pHpH如何變化？如何變化？初始濃度初始濃度例：已知例：已知50ml0.15mol/LNH3和和0.2mol/LNH4Cl組成溶液的組成溶液的pH值為值為9.14，若再向其中加入，若再向其中加入0.1mL1mol/LHCl后后,pH變?yōu)樽優(yōu)槎嗌伲慷嗌伲?0-14/10-9.14*50OH-量遠(yuǎn)小于加入的量遠(yuǎn)小于加入的H+的量，溶液會(huì)變成酸性嗎？的量，溶液會(huì)變成酸性嗎？50 mLHAc-NaAc pH = 4.740.1molL-1加入加入1滴滴(0.05ml) 1moldm-3 HCl加入加入1 滴滴(0.05ml)1moldm-3 NaOHpH = 4.75pH

11、 = 3pH = 11pH = 4.7350 ml純水純水pH =7對(duì)對(duì)HAc-NaAc溶液：溶液：H A cHA c ( (抗堿抗堿) )( (抗酸抗酸) )大量大量極少量極少量大量大量對(duì)于弱酸對(duì)于弱酸-弱酸鹽：如弱酸鹽：如HAc-NaAc01KccHcHAccAccHca平衡濃度平衡濃度 c0-x x c1+ x HAc(aq)+H2O(l) H3O+(aq)+Ac(aq)近似：近似： c0-x c0 c1+ x c110)(ccKHca10)(ccKOHcb對(duì)于弱堿對(duì)于弱堿-弱堿鹽：如弱堿鹽：如NH3-NH4Cl例：某弱酸例：某弱酸HA濃度為濃度為0.01mol/L時(shí)，時(shí)，pH=4。求：

12、。求：（1）Ka；（；（2）當(dāng)弱酸濃度為）當(dāng)弱酸濃度為0.5mol/L時(shí)，時(shí)，pH和和c(H+)；（3）在上述溶液中加入多少）在上述溶液中加入多少mol的的NaA鹽可使鹽可使pH為為6.5.已知已知Kb(NH3)= 1.810-5，Ka(HCN)= 4.910-10，Ka(HAc)= 1.810-5，下列那一對(duì)共軛酸堿混合物不能配制，下列那一對(duì)共軛酸堿混合物不能配制pH=9的緩的緩沖溶液沖溶液_。AHAC-NaAcBNH4Cl-NH3CHCN-NaCNDA，C都不行都不行緩沖范圍：緩沖范圍：pH=pKa (Kb)1欲配制的欲配制的緩沖溶液緩沖溶液的的 pH 值值應(yīng)選擇的緩沖組分應(yīng)選擇的緩沖組分

13、35.12p PO Na- HPONa 12pHa34342K33.10p CO Na- NaHCO 10pHa2323K26. 9p14 Cl NH- O H NH 9pHb423K21. 7p HPO Na -PO NaH 7pHa24242K74. 4p NaAc - HAc 5pHaK p14 pba值或KKpH試紙?jiān)嚰垙V泛廣泛pH試紙?jiān)嚰埵褂梅椒ǎ菏褂梅椒ǎ?、液體：、液體：使用玻棒蘸取待測(cè)溶液點(diǎn)使用玻棒蘸取待測(cè)溶液點(diǎn)濕試紙中部，變色后及時(shí)濕試紙中部，變色后及時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較2、氣體：、氣體：用蒸餾水潤(rùn)濕試紙，靠近用蒸餾水潤(rùn)濕試紙，靠近瓶口，變色后比對(duì)色標(biāo)卡瓶口，變

14、色后比對(duì)色標(biāo)卡pH試紙色標(biāo)卡試紙色標(biāo)卡精密精密pH試紙?jiān)嚰坧H計(jì)，如計(jì)，如PHS-3型精確度大小數(shù)點(diǎn)后三位，百分位可靠型精確度大小數(shù)點(diǎn)后三位，百分位可靠PHS-3型精密數(shù)字酸度計(jì)型精密數(shù)字酸度計(jì)玻璃復(fù)合電極玻璃復(fù)合電極甘汞電極甘汞電極玻璃電極玻璃電極標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液pH (25)飽和酒石酸氫鉀飽和酒石酸氫鉀 (0.034molkg-1)3.557鄰苯二甲酸氫鉀鄰苯二甲酸氫鉀 (0.050molkg-1)4.0080.025molkg-1 KH2PO4 +0.025molkg-1 Na2HPO4 6.865硼砂硼砂 (0.010molkg-1)9.180飽和氫氧化鈣飽和氫氧化鈣12.45

15、4pH計(jì)使用方法：計(jì)使用方法：配制標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液配制標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液活化電極（活化電極（3h）通電穩(wěn)定通電穩(wěn)定pH計(jì)（計(jì)（0.5h）校準(zhǔn)校準(zhǔn)pH計(jì)計(jì)待測(cè)溶液的待測(cè)溶液的pH測(cè)定測(cè)定已知某一弱酸溶液的濃度為已知某一弱酸溶液的濃度為0.01molL-1，溶液，溶液的的pH為為4.0，求：，求： 該酸的解離常數(shù)該酸的解離常數(shù) 若將該酸濃度稀釋到原來(lái)的二分之一，問(wèn)該酸的若將該酸濃度稀釋到原來(lái)的二分之一，問(wèn)該酸的解離常數(shù)和解離常數(shù)和pH值各為多少？值各為多少？ 若將若將50mL 0.01molL-1的該酸溶液與的該酸溶液與25mL 0.01molL-1 NaOH溶液混合，求所得溶液的溶液混合，求所得溶液的pH

16、值值4461010100.01Ka 44HA()H ()A ()0.011010aqaqaq 4.15pH ()()lg6HAaAcpHpKc 26100.005x -57.07 10 x HA()H0.(0(05)A)xaqaxqaq 0.010.0133HA()H ()A ()aqaqaxq 計(jì)算含有計(jì)算含有0.1molL-1的的HAc與含有與含有0.1molL-1的的NaAc緩沖溶液的緩沖溶液的pH。若在。若在100ml上述緩沖溶液上述緩沖溶液中加入中加入1.00ml 1.00molL-1 的的HCl溶液，則溶液溶液，則溶液pH是多少？是多少？分析：分析：主要是考慮弱酸的電離作用，和電離

17、平衡的移動(dòng)主要是考慮弱酸的電離作用，和電離平衡的移動(dòng)()()lgAaHAccpHpKcc 查表得到查表得到4.756apK 0.14.756lg4.7560.1pH 23HAcH OAcH O當(dāng)加入鹽酸后，若鹽酸沒(méi)有過(guò)量，假設(shè)當(dāng)加入鹽酸后，若鹽酸沒(méi)有過(guò)量，假設(shè)H+完全和完全和Ac-生成生成HAc加入后（加入后（mol）：）：加入前（加入前（mol）：）：0.10.10.10.10.10.1 - 110-30.10.1+110-3所以加入少量所以加入少量HCl后后pH值變化為值變化為4.669()()lgAaHAccpHpKcc 33(0.010.001)/(101 10 )4.756lg(0.

18、010.001)/(101 10 ) 4.669 AcHHAc 在在0.20molL-1的氨水溶液中，加入的氨水溶液中，加入NH4Cl晶體，晶體，使使NH4+濃度達(dá)到濃度達(dá)到0.20molL-1，求該溶液的，求該溶液的pH。若在若在1L此溶液中加入此溶液中加入10ml 0.1molL-1的的NaOH，則溶液的則溶液的pH是多少？是多少？分析：分析：忽略加入晶體引起的體積變化，由于忽略加入晶體引起的體積變化，由于Kb(NH3/NH4+) =1.7910-5，所以，所以c(NH3)0.20molL-1，c(NH4+) 0.20molL-1144.759.25awbpKpKpK3+4()(NH )lg0.29.25lg9.250.2NHaccpHpKcc 34NHHNH 所以：假設(shè)所以：假設(shè)OH-完全與完全與NH4+反應(yīng)生成反應(yīng)生成NH3+H2O因?yàn)椋阂驗(yàn)椋杭尤牒螅尤牒螅╩ol）：）：加入前（加入前（mol）：）：0.20.20.2 + 110-30.2-110-33+4()(NH )lg(0.2+0.001)/1.019.25lg(0.2-0.001)/1.019.254NHaccpHpKcc 432NHOHNHH O34NHHNH ( )/ ()/ ()/ ()/yzabc Ycc ZcKc Acc Bc ( )lg2.303rmGTKRT (K