大學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)之解離平衡課件

1、關(guān)于大學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)之解離平衡第1頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三4-1 酸 堿 定義 一、S. A. Arrhenius 的電離理論二、酸堿質(zhì)子理論三、G. N. Lewis的電子對理論前進(jìn)H+，OH-H+的得失電子的得失第2頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三一、S. A. Arrhenius的電離理論及其局限性理論提出：1887年 S. A. Arrhenius 酸: 水溶液中能電離出H的物質(zhì) 堿: 水溶液中能電離出OH的物質(zhì)2. 局限性（1）局限于水溶液中；（2）把堿限制為氫氧化物等。返回第3頁，共124頁，2022年，5月20日，19點

2、53分，星期三1. 定義：酸: 凡能給出質(zhì)子( H)的分子、基團(tuán)或離子堿: 凡能接受質(zhì)子的分子、基團(tuán)或離子 酸和堿不是孤立的，酸給出質(zhì)子后生成堿，堿接受質(zhì)子后變成酸。2. 共軛酸堿對：把只相差一個質(zhì)子的一對酸堿互稱為共軛酸堿對。它們之間相互轉(zhuǎn)化，相互依存。二、酸堿質(zhì)子理論第4頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三共軛酸 質(zhì)子 +共軛堿HCl H ClHAc H AcH2PO4- H HPO42-HPO42- H PO43-NH4 H NH3H3O H H2H2O H H-酸愈強其共軛堿愈弱，酸愈弱其共軛堿愈強。 第5頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星

3、期三3. 兩性物質(zhì)( ampholyte ) 把既能給出質(zhì)子又能接受質(zhì)子的物質(zhì)稱為兩性物質(zhì) 。 例如： H2PO 4 、NH4Ac、H2O、HCO3-、HS- 等。4. 酸堿之間的關(guān)系 有酸才有堿，有堿才有酸； 酸中有堿，堿可變酸。第6頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三5. 酸堿反應(yīng)的實質(zhì)及方向酸堿質(zhì)子理論認(rèn)為：酸堿反應(yīng)的實質(zhì)是兩個共軛酸堿對之間的質(zhì)子傳遞反應(yīng)。即酸把質(zhì)子傳遞給堿2，自身轉(zhuǎn)變?yōu)槠涔曹棄A1，堿2接受質(zhì)子后轉(zhuǎn)變?yōu)槠涔曹椝?。 酸 堿2 酸2 堿酸堿反應(yīng)的方向是：接受質(zhì)子能力較強的堿奪取給出質(zhì)子能力較強的酸中的質(zhì)子，而變?yōu)槠涓髯怨曹椀娜跛岷腿鯄A。書 P71第

4、7頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三 質(zhì)子理論擴大了酸堿的范圍，解決了非水溶液和氣體間的反應(yīng)。（相對于電離理論而言） 酸堿可以是分子，也可以是陽離子或陰離子；排除了鹽的概念，代之以正離子的酸和負(fù)離子的堿；體現(xiàn)了酸和堿的相互轉(zhuǎn)化、相互依存的關(guān)系。 說明：返回第8頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三三、路易斯酸堿理論（酸堿電子理論）酸：凡是可以接受電子對的分子、基團(tuán)或離子堿：凡是可以給出電子對的分子、基團(tuán)或離子 酸堿反應(yīng)的實質(zhì)：堿性物質(zhì)提供電子與酸性物質(zhì)形成配位鍵，生成酸堿配合物。 附：美國物理化學(xué)家 G. N. Lewis，結(jié)合酸堿的電子結(jié)構(gòu)提出

5、了酸堿的電子理論。第9頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三路易斯酸 + 路易斯堿 = 配位化合物(1) H+ + :OH- = H2O(2) Ni + 4 :CO = Ni(CO)4(3) Cu2+ + 4:NH3 = Cu(NH3)4(4)BF3 + :NH3 = F3BNH3(5) SiF4 + 2 :F- = SiF62-例如：路易斯酸堿理論以電子對的給出和接受來說明酸堿的反應(yīng)，故它更能體現(xiàn)物質(zhì)的本質(zhì)屬性，較前面幾個酸堿理論更為全面和廣泛。返回第10頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三4-2 弱電解質(zhì)的解離平衡一、一元弱酸、弱堿的解離平衡二

6、、多元弱酸、弱堿的解離平衡四、同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)三、兩性物質(zhì)的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡第11頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三一、一元弱酸、弱堿的解離平衡1. 水的質(zhì)子自遞平衡 (1) 水的質(zhì)子自遞平衡：同種溶劑分子間的質(zhì)子轉(zhuǎn)移作用稱為質(zhì)子自遞反應(yīng) ( proton self-transfer reaction )。 水就是一種兩性物質(zhì)的質(zhì)子溶劑，其分子間 發(fā)生質(zhì)子自遞反應(yīng)，存在質(zhì)子自遞平衡： H2O2 H3 第12頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三(2) 水的質(zhì)子自遞常數(shù)（水的離子積常數(shù)） 根據(jù)化學(xué)平衡原理有：令： H2O2 KKw即： H3O Kw

7、Kw稱為水的離子積，也叫水的質(zhì)子自遞常數(shù)。若將水的離子積等式兩邊取負(fù)對數(shù)，則有： pKw pH pOH 25時，Kw1.0091014，pKw13.99614。 重要結(jié)論 pH pOH = 14第13頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三 在一元弱酸 HB 溶液中，存在 HB 和 H2O之間的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)： HB(aq)+ H2O H3O+(aq)+B-(aq) 達(dá)到平衡時（平衡常數(shù)表達(dá)式）： 一元弱酸的標(biāo)準(zhǔn)解離常數(shù)越大，它的酸性就越強。2.一元弱酸、弱堿的解離平衡(1) 一元弱酸的解離平衡表達(dá)式第14頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三說 明質(zhì)子

8、在水中，實際是以水合離子的形式存在，所以酸在水中的電離式寫成水合質(zhì)子。但在討論平衡的一般問題時，水合質(zhì)子與質(zhì)子是等價的，而后者的寫法更直觀，因而常用后者。以后酸的解離可寫為：第15頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三 在一元弱堿B溶液中，存在B和H2O之間的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)： B-(aq) + H2O HB + OH- (aq) 達(dá)到平衡時（平衡常數(shù)表達(dá)式）： 一元弱堿的標(biāo)準(zhǔn)解離常數(shù)越大，它的堿性就越強。(2) 一元弱堿的解離平衡表達(dá)式第16頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三 H3OOH - Kw(3) 水溶液中共軛酸堿對的Ka與Kb之間的關(guān)系第1

9、7頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三練 習(xí)已知醋酸的Ka = 1.7610-5 和 PKa = 4.76，求下面反應(yīng)的Kb和PKb。附錄 P451第18頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三3.一元弱酸、弱堿的pH值計算(平衡表達(dá)式用處)(1) 一元弱酸溶液：以弱酸（HB）的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡為例：設(shè)HB的初始濃度為c，則 HB(aq) HO HO (aq) B (aq) 平衡濃度 cH H H 第19頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三該式是一元弱酸H+濃度的計算公式。當(dāng)Kaca20Kw ； caKa 380，則 第20頁，共

10、124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三 近似條件caKa 380 的意思是，當(dāng)解離常數(shù)很小時，解離產(chǎn)生的質(zhì)子很少，酸平衡時的濃度和初始時的濃度幾乎一樣多，可作近似處理。 在作習(xí)題時應(yīng)先計算誤差條件是否滿足，不滿足應(yīng)解一元二次方程。說明第21頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三（2）一元弱堿溶液 對一元弱堿，在水溶液中解離為B + H2O HB + OH-平衡濃度 cOH- OH- OH- 由平衡表達(dá)式：第22頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三該式是一元弱堿OH-濃度的計算公式。當(dāng) cbKb380，則 第23頁，共124頁，202

11、2年，5月20日，19點53分，星期三說 明上式中有三個量，知道兩個就可求出第三個。常用弱酸弱堿的平衡常數(shù)是已知的，用時可以查表（P 451）。計算一元弱酸弱堿的PH， 是解離平衡計算最基本的任務(wù)之一。只要知道弱酸弱堿的起始濃度即可。第24頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三例求 0.1 mol L -1 醋酸溶液的PH 值。解：查表Ka = 1.76 10 -5 方法，代公式 H+= 1.33 10 -3 mol /L PH = -lgH+= 3 0.12 = 2.88 方法2， 寫解離平衡式（黑板）第25頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三【

12、例】計算0.100 molL-1 NH4Cl溶液的pH值。解:又 caKa 380，則 pH = -lg(7.810-6) =5.13 L-1P78 例 4-3第26頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三例計算0.1 mol /L 的氨水的PH值。解：查表Kb = 1.77 10 -5方法代公式 OH -= 1.33 10 -3 mol /L POH = -lgOH -= 3 0.12 = 2.88 PH = 14 2.28 = 11.72 方法寫平衡式第27頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三【例】計算0.100 molL-1NaAc溶液的pH值

13、。【解】查出Ka(HAc)=1.7410-5， Kb (Ac-) = KwKa (HAc) = 1.0010-14 / (1.7410-5 ) = 5.7510-10KbcB20Kw， cb/Kb=0.100/(5.7510-10)380， 同書，例 4-3第28頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三 pOH=-lg( 7.5810-6) =5.12 pH = 14-5.12=8.88 P96 習(xí)題15 （1）（2）第29頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三 4. 稀釋定律（離解度） 以弱酸（HB）的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡為例：設(shè)HB的初始濃度為c，離解度為

14、，則 HB HO HO B初始濃度 c 0 0平衡濃度 cc c c 書P77（離解度定義）第30頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三上式稱為稀釋定律。它表示：一定溫度下，同一弱電解質(zhì)的解離度與溶液濃度成反比。溶液愈稀，解離度愈大；當(dāng)濃度相同時，不同弱電解質(zhì)的解離度與Ki成正比，即Ki愈大，解離度愈大。 問，離解度增大了，溶液的pH值是否也增大了呢？或第31頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三二、多元弱酸的解離平衡多元弱酸在水溶液中的解離是分步進(jìn)行的如 H3PO4 的解離是分成三步進(jìn)行的第二步解離：第一步解離：第32頁，共124頁，2022年，5

15、月20日，19點53分，星期三 由Ka1 Ka2 Ka3溶液中的H3O+ 離子主要來自H3PO4 的第一步解離；多元酸的相對強弱就取決于Ka1 的相對大小；Ka1越大，多元酸的酸性就越強。第三步解離：第33頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三多元弱酸pH計算:Ka1 / Ka2 102時, 第二級解離平衡對氫離子的貢獻(xiàn)可忽略；溶液H+按一元酸計算；一般情況下，上面的條件總是滿足的。第34頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三【例4-3】計算0.10 molL-1 H2S 溶液中H+、HS-及S2-。已知Ka1=8.9110-8，Ka2=1.1210

16、-12?！痉治觥渴紫冗M(jìn)行條件檢驗。Ka1Ka2102，又ca= 0.10 molL-1，則caKa1380，可按一元弱酸的簡化式計算。解: = 9.44 10-5 molL-1第35頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三S2-是第二步質(zhì)子傳遞產(chǎn)生的HS- + H2O S2- + H3O+9.44 10-5 molL-1 x 9.44 10-5 molL-1 =1.12 10-12S2- = x =1.1210-12 molL-1即第36頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三對多元弱酸溶液，可得出如下結(jié)論：若多元弱酸的Ka1 Ka2 Ka3 、 Ka1

17、 / Ka2102時，可當(dāng)作一元弱酸處理，求H+。多元弱酸第二步質(zhì)子傳遞平衡所得的共軛堿的濃度近似等于Ka2，與酸的濃度關(guān)系不大，如H3PO4溶液中，HPO42- =Ka2。 總 結(jié)第37頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三習(xí)題變形不同弱酸的混合溶液,可理解為多元弱酸,其pH的計算可按上述方法處理。例子：計算0.03mol/L HBO2和 0.1mol/L HF混合溶液的pH值.已知 Ka(HBO2) = 7.510-10 Ka(HF) = 6.610-4 解: C(HF)/Ka = 0.1/ 6.610-4 = 152380第38頁，共124頁，2022年，5月20日

18、，19點53分，星期三多元弱堿在水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)也是分步進(jìn)行；如 CO32-的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)是分成兩步進(jìn)行的： CO32- H2O HCO3- OH- Kb1 = 1.810-4 HCO3- H2O H2CO3 OH- Kb2 = 2.310-8Kb1 Kb2，溶液中的OH- 主要來自CO32- 的第一步反應(yīng)。多元堿的相對強弱就取決于Kb1的相對大小，Kb1越大，多元堿的堿性就越強。多元弱堿的處理第39頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三酸K堿KH3BH2B-H2B-HB2-HB2-B3-多元弱酸、弱堿 Ka 與Kb 的關(guān)系第40頁，共124頁，2022年，5月20

19、日，19點53分，星期三練習(xí)P題（）（）寫出解離平衡反應(yīng)式 CO32- 是二元堿，其堿性由它的電離平衡決定。（）求出平衡反應(yīng)的平衡常數(shù)（）代公式第41頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三三、兩性物質(zhì)的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡分子既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)，稱為兩性物質(zhì)兩性物質(zhì)包括以下幾類：水、氨基酸類； 多元酸、堿的中間解離態(tài)（酸式鹽） H2PO4、HCO3-、HS-弱酸弱堿鹽 NH4Ac 第42頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三酸式鹽，堿式鹽的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡以酸式鹽NaHCO3為例:HCO3 - +H2O H2CO3 + OH -HCO3 - +H2

20、O CO32 - + H3O+第43頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三2. 弱酸弱堿鹽溶液 弱酸弱堿鹽以NH4Ac為例: NH4Ac NH4+ + Ac - (電離) NH4+ +H2O NH3 + H3O+ (酸) Ac - +H2O HAc + OH (堿)第44頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三3. 兩性物質(zhì)溶液的 pH值計算可以證明，兩性物質(zhì)溶液的氫離子濃度值滿足如下的關(guān)系Ka是酸性基團(tuán)的解離常數(shù)Kb 是堿性基團(tuán)的解離常數(shù)上式說明，兩性物質(zhì)的pH與物質(zhì)濃度無關(guān)第45頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三例求NaH

21、CO3 溶液的PH值。解：NaHCO3 是兩性物質(zhì)，PH與濃度無關(guān)。作為酸作為堿第46頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三代入公式: 4.310-75.610-11 H+ =1.3810-9第47頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三例：計算0.010 molL-1 NH4Ac溶液的pH，25時， Ka(HAc)=1.75105，Ka(NH4+ )=5.71010解：因為 cKa(NH4+ ) 20 Kw 且c 20 Ka (HAc)， 可利用最簡公式計算，溶液的 H3O+ 相對濃度為：溶液的 pH 為：第48頁，共124頁，2022年，5月20日

22、，19點53分，星期三習(xí)題變形多元弱酸與強堿反應(yīng),生成的酸式鹽即兩性物質(zhì). 其pH應(yīng)按兩性物質(zhì)計算.例: 給出下列溶液pH計算方法等體積0.1mol/L NaOH 與0.1mol/L H3PO42體積0.1mol/L NaOH 與1體積0.1mol/L H3PO4第49頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三小結(jié)弱電解質(zhì)pH計算lk第50頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三四、同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)HAc是一種弱電解質(zhì)，在溶液中存在下述解離平衡：若在 HAc 溶液中加入 NaAc 晶體，Ac- 與 H3O+結(jié)合，生成HAc 和H2O，使HAc 的解離平衡

23、逆向移動，HAc 的解離度降低。 這種在弱電解質(zhì)溶液中加入與弱電解質(zhì)具有相同離子的強電解質(zhì)，使弱電解質(zhì)的解離度降低的現(xiàn)象稱為同離子效應(yīng)。第51頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三同離子現(xiàn)象的特點是在平衡態(tài)時，電離出的氫離子與酸根濃度不再相同。因而不能用簡單的公式計算氫離子濃度，只能用寫平衡反應(yīng)式的方法。同離子溶液的pH計算是弱電解質(zhì)溶液計算的重點，是后面緩沖溶液計算的基礎(chǔ)。說 明第52頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三例：計算0.10molL-1HAc溶液的H+ 濃度和 HAc 的解離度。在該溶液中加入NaAc晶體，使NaAc的濃度為0.10

24、molL-1時，計算溶液中的H+濃度和 HAc 的解離度。 (已知Ka(HAc)=1.7510 -5)解：(1) cKa20Kw ，c /Ka500， 同離子效應(yīng)中pH值的計算第53頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三 (2) 加入NaAc晶體 HAc +HO H3O+ + Ac- 初 C(酸) 0 C(鹽) 平 C(酸)-H+ ) H+ C(鹽) +H+ HAc =cHAc- H+ cHAcAc- =cNaAc + H+ cNaAc第54頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三計算結(jié)果表明: 在 0.10 molL-1 HAc 溶液中加入NaAc

25、晶體，當(dāng) NaAc 濃度為 0.10 molL-1 時，HAc 的解離度由 1.3 降為 0.018，僅為原來的 1/72。第55頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三練習(xí)P 習(xí)題8第56頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三若在 HAc 溶液中加入 NaCl 晶體，溶液的離子強度增大，使 Ac- 與 H3O+ 結(jié)合為 HAc的速率減慢，HAc的解離度略有增大。這種在弱電解質(zhì)溶液中加入不具有相同離子的強電解質(zhì)，使弱電解質(zhì)的解離度增大的現(xiàn)象稱為鹽效應(yīng)。由于鹽效應(yīng)對弱電解質(zhì)的解離度影響較小，不顯著，因此在計算中可以忽略鹽效應(yīng)。（二）鹽效應(yīng)書 P82第57

26、頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三4-4 緩沖溶液一、緩沖緩沖溶液及其組成二、緩沖作用原理和計算公式三、緩沖溶液的配制第58頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三 1.緩沖溶液及緩沖作用 （1）緩沖溶液：能抵抗外加少量強酸或強堿或稍加稀釋，而維持pH值基本不發(fā)生變化的溶液。 （2）緩沖作用：緩沖溶液所具有的抵抗外加少量強酸或強堿或稍加稀釋而維持pH值基本不變的作用。 一、緩沖溶液及其組成第59頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三2. 緩沖溶液的組成(2) 緩沖對（系）： 把組成緩沖溶液的抗酸成分和抗堿成分稱為緩沖對（系）。

27、也就是說緩沖溶液是由足夠濃度的緩沖對組成的混合溶液。 抗酸成分 共軛堿(1) 組成 抗堿成分 弱酸第60頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三二、緩沖作用原理和計算公式1.以HAc NaAc緩沖溶液為例說明緩沖作用原理： 在HAc NaAc組成的系統(tǒng)中，由于HAc和NaAc中的Ac-離子的同離子效應(yīng)，當(dāng)達(dá)到新的平衡時，系統(tǒng)中存在足夠量的HAc分子（共軛酸）和Ac-離子（共軛堿）。 +NaAc Na+ + Ac- HAc + H2O H3O+ + Ac-第61頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三（1）當(dāng)加入少量強酸時，溶液中的Ac-就接受H質(zhì)子，平衡

28、向著生成HAc分子的方向移動，新的平衡建立時，H3O離子濃度不致明顯升高，即pH值不致明顯下降，Ac-離子抵抗了外來酸的作用，在溶液中Ac-是抗酸成分。 + H3O+HAc + H2O H3O+ + Ac-第62頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三（2） 當(dāng)加入少量強堿時，溶液中的H3O+與OH-結(jié)合生水，H3O+離子濃度下降，促使平衡向著生成H3O+離子和Ac-離子的方向移動，這樣HAc分子的離解使H3O+離子得到補充，當(dāng)達(dá)新的平衡時， H3O+ 離子濃度不致明顯下降，即pH值不致明顯升高。HAc分子抵抗了外來堿的作用，在溶液中HAc是抗堿成分。HAc + H2O H

29、3O+ + Ac- + OH- 2 H2O第63頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三2. 緩沖溶液pH值的計算公式以HBB-為例推導(dǎo)HB+H2O H3O+ + B-NaB Na+ + B-第64頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三兩邊取負(fù)對數(shù)：常改寫成如下通式： 第65頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三例4-9 時，1.0 L HAc-NaAc 緩沖溶液中含有0.10 mol HAc 和 0.20 mol NaAc。 （1）計算此緩沖溶液的 pH； （2）向100mL該緩沖溶液中加入10mL0.10molL-1HCl 溶

30、液后，計算緩沖溶液的 pH； （3）向100mL該緩沖溶液中加入10mL0.10molL-1NaOH 溶液后，計算緩沖溶液的 pH； （4）向100mL該緩沖溶液中加入 1L水稀釋后，計算緩沖溶液的 pH。第66頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三解： 時，Ka (HAc)1.810-5。 （1）緩沖溶液的 pH為： （2）加入 10 mL 0.10 molL-1 HCl 溶液后， HAc和 Ac- 的濃度分別為：第67頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三 緩沖溶液的 pH 為： 加入10 mL 0.10 molL-1 HCl 溶液后，溶液的 p

31、H由5.05降為4.98，僅減小了 0.07，表明緩沖溶液具有抵抗少量強酸的能力。第68頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三 （3）加入10 mL 0.10 molL-1 NaOH 溶液后，HAc和 Ac- 的濃度分別為： 緩沖溶液的pH為：第69頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三 加入 10 mL 0.10 molL-1 NaOH 溶液后， 溶液的 pH由5.05升高到5.11，僅增大了0.06，表明緩沖溶液具有抵抗少量強堿的能力。（4）加入 1L水稀釋后，HAc和Ac-的濃度分別為：第70頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分

32、，星期三 緩沖溶液的 pH 為： 加入 1 L 水稀釋后，溶液的 pH 未發(fā)生變化，表明緩沖溶液具有抗稀釋的作用。第71頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三小結(jié)緩沖溶液PH計算緩沖溶液的相關(guān)計算是本章最重要的內(nèi)容之一。緩沖公式中有四個量，其中PKa是查表可知的，另外三個量知兩個即可求第三個。設(shè)及溶液體積的計算最好用物質(zhì)的量式。第72頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三例410 用0.300 mol L-1的HAc 150 ml為原料，配制450ml pH=5.04的緩沖溶液,應(yīng)加NaAc3H2O多少克？分析：緩沖公式的三個變量中，三、緩沖溶液的配

33、制書 P87 例第73頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三解：(1)0.300moll-1的HAc溶液150ml稀釋至 450ml： HAc=0.3150/450=0.1(moll-1)(2)據(jù) pH=pKa+lgc(共軛堿) /c(酸),得5.04=4.74+lgAc-/HAc=4.74+lgAc-/0.1 Ac-/0.1=2.0 Ac-=0.20moll-(3)需加入NaAc3H2O的質(zhì)量為 0.20450/1000136.1=12.2(g)第74頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三4-5 沉淀溶解平衡和溶度積一、沉淀-溶解平衡二、溶度積與溶

34、解度之間的關(guān)系六、沉淀的轉(zhuǎn)化三、沉淀的生成四、沉淀的溶解五、分步沉淀第75頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三1.沉淀溶解平衡定義：當(dāng)固體溶解的速率等于水合離子沉淀的速率時，就達(dá)到了沉淀溶解平衡，此時的溶液為難溶強電解質(zhì)的飽和溶液。對于AnBm型的難溶強電解質(zhì)有如下平衡:AnBm (s) nAm+ (aq) + m Bn- (aq)一、 沉淀-溶解平衡第76頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三2.溶度積： 對于AnBm型的難溶強電解質(zhì) AnBm (s) nAm+ (aq) + m Bn- (aq) 稱為溶度積常數(shù)，簡稱溶度積。在一定溫度下，難溶強

35、電解質(zhì)的飽和溶液中各種離子濃度以其化學(xué)計量數(shù)為乘冪之乘積為一常數(shù)。第77頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三例4-11 298.15 K 時，Mg(OH)2 在水中達(dá)到沉淀溶解平衡，溶液中Mg2+和OH-的濃度分別為 1.1 10-4 molL-1和2.210-4 molL-1，計算該溫度下Mg(OH)2的標(biāo)準(zhǔn)溶度積常數(shù)。解：Mg(OH)2為1-2型難溶電解質(zhì)，其標(biāo)準(zhǔn)溶度積常數(shù)為：例第78頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三例4-12 298.15 K 時，AgCl 的溶解度為 1.810-3gL-1。試求該溫度下 AgCl 的標(biāo)準(zhǔn)溶度積常數(shù)。解

36、：AgCl 的摩爾質(zhì)量是143.4 gmol-1，AgCl飽和溶液的濃度為:AgCl為1-1型難溶電解質(zhì)，其標(biāo)準(zhǔn)溶度積常數(shù)為：例第79頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三對某一溶液，Q 和Ksp數(shù)值的大小，有三種情況：（1） Q Ksp 表示溶液飽和，溶液中的沉淀與溶解達(dá)到動態(tài)平衡，既無沉淀析出又無沉淀溶解。（2） Q Ksp 表示溶液不飽和，無沉淀析出，若加入難溶強電解質(zhì)，則會繼續(xù)溶解。（3） Q Ksp 表示溶液過飽和，會有沉淀析出。3. 溶度積規(guī)則以上就是溶度積規(guī)則，是判斷某溶液中有無沉淀生成或沉淀能否溶解的標(biāo)準(zhǔn)。沉淀生成、沉淀溶解第80頁，共124頁，2022年

37、，5月20日，19點53分，星期三二、溶度積與溶解度之間的關(guān)系設(shè)難溶電解質(zhì)AnBm的溶解度為s其平衡關(guān)系式為AnBm(s) nAm(aq) mBn-(aq)平衡濃度 nS mS 第81頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三所以適用條件（P90）：(1) 難溶電解質(zhì)的離子在溶液中不發(fā)生副反應(yīng)；(2) 難溶電解質(zhì)要完全解離。第82頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三解：設(shè)AgCrO4的溶解度為SmolL-1，則AgCrO4(s) Ag(aq)CrO42-(aq)例413 己知298K時，AgCrO4的 為2.010-12，求AgCrO4在水中的溶解度。

38、 第83頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三三、沉淀的生成 根據(jù)溶度積規(guī)則，如果Q Ksp ，就會有難溶強電解質(zhì)的沉淀生成。即：第84頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三例4-14 將10 mL 0.010 molL-1BaCl2溶液30 mL 0.040molL-1 Na2SO4 溶液混合，能否析出 BaSO4 沉淀？解：查表得：Ksp (BaSO4) = 1.110-10。兩種溶液混合后，Ba2+和 的濃度分別為：第85頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三混合后，反應(yīng)商為： = 2.510-33.010-2 =7.51

39、0-5 由于Q , 反應(yīng)向生成 BaSO4 沉淀的方向進(jìn)行，混合后能析出 BaSO4 沉淀。第86頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三四、沉淀的溶解 根據(jù)溶度積規(guī)則，在含有沉淀的難溶強電解質(zhì)的飽和溶液中，如果能降低難溶強電解質(zhì)的陽離子濃度或陰離子的濃度，使Q Ksp，則沉淀就會溶解。即：第87頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三 1. 生成弱電解質(zhì)（1）Mg(OH)(s)可以溶于酸或銨鹽溶液中，其反應(yīng)如下 Mg(OH)(s) Mg2 + 2OH- + 2HO 4HO沉淀溶解的方法第88頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三（

40、2）Mg(OH) 2還可溶解在NH4Cl溶液中，根據(jù)質(zhì)子理論，NH4+也是酸，能與OH-生成難解離的弱堿NH3，降低c(OH-)，導(dǎo)致Q Mg(OH) 2Ksp Mg(OH) 2。從而使沉淀溶解。第89頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三（3）例如碳酸鹽的難溶電解質(zhì)，均溶于較強的酸。在含有固體CaCO3的飽和溶液中，存在著下列平衡: CaCO3(s) Ca CO32-當(dāng)加入鹽酸時，最初H離子和CO32-離子形成HCO3-離子， HCO3-進(jìn)一步結(jié)合和H離子生成HCOCaCO3(s)Ca2+ + CO32-+平衡移動方向H+ + Cl-HClHCO3-CO2 + H2OH

41、+第90頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三（4）溶液酸度對沉淀的影響：例如ZnS沉淀可以溶于HCl溶液中 ，沉淀溶解平衡移動過程為：第91頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三2.利用氧化還原反應(yīng)使沉淀溶解 加入氧化劑或還原劑與溶液中某一離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，以降低其離子濃度，使沉淀溶解。 如使用具有氧化性的HNO3，它能將溶液的S2-氧化為游離的S，使溶液中S2-的濃度大為降低。這樣就有c(Cu2)c(S2-)sp，使硫化物溶解。其氧化還原反應(yīng)式為 3CuS + 2NO3- + 8 H 3S + 2NO+ 4H2O + 3Cu2+第92頁，共1

42、24頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三Cl-H+NO3-HgCl42-S對于溶解度較小的沉淀，需要同時降低正負(fù)離子的濃度才能使沉淀溶解。3HgS(s)+ 2NO3- (aq) +12Cl- (aq) +8 H+(aq) 3HgCl42-(aq) +2NO (g) +3S(s)+4H2O (l)例如：HgS(Ksp=410-53)可溶于王水HgS(s) Hg2+(aq) +S2-(aq) 第93頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三3.生成難解離的配離子 例如AgCl沉淀能溶于氨水中。原因是Ag+與NH3結(jié)合成難解離的配離子Ag(NH3)2+，使c(Ag+)降

43、低，Q(AgCl) Ksp 的難溶強電解質(zhì)先沉淀。(一) 分步沉淀的概念書 P94第99頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三例1：在 0.010 molL-1 I- 和 0.010 molL-1 Cl- 混合溶液中滴加AgNO3溶液時，哪種離子先沉淀？當(dāng)?shù)诙N離子剛開始沉淀時，溶液中第一種離子的濃度為多少(忽略溶液體積的變化)？解： I- 沉淀時需要 Ag+ 的相對濃度是：Cl- 沉淀時需要 Ag+ 的相對濃度是：第100頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三在加入AgNO3溶液時，生成AgI沉淀所需Ag+濃度，比生成AgCl沉淀所需 Ag+濃度小

44、得多，所以先生成AgI沉淀，當(dāng)加入的Ag離子濃度達(dá)到 1.77108 molL-1時，AgCl才開始沉淀。這時留在溶液中的-離子濃度是：AgCl開始沉淀時, I-濃度低于1.010-6molL-1，已經(jīng)沉淀完全。第101頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三例2：在含有 0.010 molL-1 CrO42- 和 0.010 molL-1Cl- 混合溶液中滴加 AgNO3溶液時，哪種離子先沉淀？當(dāng)?shù)诙N離子剛開始沉淀時，溶液中第一種離子的濃度為多少(忽略溶液體積的變化)？解： CrO42-沉淀時需要 Ag+ 的相對濃度是： Cl- 沉淀時需要 Ag+ 的相對濃度是：書 P

45、94 例題第102頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三 盡管Ksp(Ag2CrO4) 14.00 + lg1.6710-11 = 3.22第105頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三Mg2+ 不生成沉淀時： 所以，控制 pH 在3.22 8.87 之間， Fe3 + 生成 Fe(OH)3沉淀，而 Mg2+ 不沉淀，將它們分離。=7.4910-6 molL-1pH 14.00 + lg7.4910-6 = 8.87第106頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三六、沉淀的轉(zhuǎn)化 把一種沉淀轉(zhuǎn)化為另一種沉淀的過程，稱為沉淀的轉(zhuǎn)化。沉

46、淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的進(jìn)行程度，可以利用反應(yīng)的平衡常數(shù)來衡量。 沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)越大，沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)就越容易進(jìn)行。若沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)太小，沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)將是非常困難，甚至是不可能的。 書 P94第107頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三 例如：在SrSO4的沉淀中，加入Na2CO3溶液，已知 Ksp(SrSO4) =3.210-7，Ksp(SrCO3 )=1.110-10 SrSO4(s) Sr2+ SO42- + CO32- SrCO3 (s)K1 K21. 難溶化合物轉(zhuǎn)化為更難溶的化合物第108頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三例5：欲使 1.0 g BaCO3 沉淀轉(zhuǎn)化為BaCrO4 沉淀，需要加入多少毫升 0.10 molL-1 K2CrO4 溶液？解：沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)為： 反應(yīng)的平衡常數(shù)為：第109頁，共124頁，2022年，5月20日，19點53分，星期三若加入0.10molL-1K2CrO4溶液的體積為V ml ，則沉淀轉(zhuǎn)化完全后，溶液中CO32-的濃度為：溶液中 的濃度為：將 和 的平