有機(jī)無機(jī)化學(xué)化工熱力學(xué)教學(xué)電解質(zhì)溶液PPT課件

第十章電解質(zhì)溶液,電解質(zhì)：1.強(qiáng)電解質(zhì)2.弱電解質(zhì)溶液中只有部分電離的狀態(tài)；弱酸、弱堿,ReviewPH值：PHlgcH+POH:-lgcOH-H2O(l)H+(aq)+OH-(aq)Kw=10-14cH+cOH-=10-14PH+POH=14,Foil1,.,10.1弱電解質(zhì)的平衡,一、一元弱酸、弱堿1、弱酸如HAc(CH3COOH)、HNO2、HCOOH、HCN等以HAc為例：其水溶液中電離反應(yīng),HAc(aq)H+(aq)+Ac-(aq)Ka=1.810-5(298K)Ka的含義：,Foil2,.,HAc(aq)H+(aq)+Ac-(aq)Ka=1.810-5,二、多元酸電離平衡以H2S例，其水溶液中反應(yīng)第一步：H2SH+HSK1,H2S=cH+cHS-/cH2S第二步：HSH+S2K2,H2S=cH+cS2-/cHS-,Foil3,.,10.2酸堿理論,一、Arrhenius酸堿電離理論(Review)二、酸堿質(zhì)子理論1定義2.酸堿反應(yīng)：質(zhì)子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)3.拉平效應(yīng)、區(qū)分效應(yīng),Foil4,.,HClO4HAcClO4+H2AcpKa=5.8H2SO4HAcHSO4+H2AcpKa=8.2HClHAcCl+H2AcpKa=8.8HNO3HAcNO3+H2AcpKa=9.4,區(qū)分效應(yīng),Foil5,.,緩沖溶液,一、同離子效應(yīng)在弱酸或弱堿的電解質(zhì)溶液中，加入與其具有共同離子的強(qiáng)電解質(zhì)使電離平衡向左移，從而降低了弱電解質(zhì)的電離度，這種影響叫同離子效應(yīng)。,Foil6,.,例如如在HAc溶液中加入一些NaAc，NaAc在溶液中完全電離，則Ac離子濃度增加很多，會使醋酸電離平衡左移，也降低HAc電離度。設(shè)在0.10moldm-3的HAc溶液中加入固體NaAc，使NaAc的濃度達(dá)0.20moldm-3，求溶液中的H+和電離度。,Foil7,.,解：HAcH+Ac-開始時相對濃度0.100.2平衡時相對濃度0.1-xx0.2+x,x為H+平衡常數(shù)表達(dá)式Kax(0.2+x)/(0.1-x),Foil8,.,由于C0/Ka400,且平衡左移，近似得0.2+x=0.20.1-x=0.1所以平衡常數(shù)的表達(dá)式為：Ka0.2x/0.1,x=0.1Ka/0.2Ka=1.8105代入得x=9.0106即H+=9.010-6moldm-3電離度=H+/C0=9.0106/0.1=9.0103,若不加入NaAc,得CH+=1.3103=CH+/C=1.3所以說,加入NaAc固體，由于Ac的影響使HAc的縮小了144倍。,Foil9,.,二、緩沖溶液的組成和作用,1、能抵抗少量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和水的稀釋而保持體系的PH值基本不變的溶液稱緩沖溶液。,2、一般是由弱酸和它的共軛堿或由弱堿和它的共軛酸所組成，如HAcNaAc；NH3H2O+NH4Cl；Na2H2PO4+NaHPO4等可配置成不同PH值的緩沖溶液。,Foil10,.,3、緩沖溶液為什么能控制溶液PH值基本不變？以HAcNaAc為例：計(jì)算在0.050moll-1的HAc和0.050moll-1的NaAc溶液中加入0.010moll-1的HCl前后PH值。（1）加入前：HAcH+Ac初始0.05000.050平衡時0.050-xx0.050+x得H+x=KaC酸/C堿由于C0/Ka400且平衡左移，近似得0.050+x=0.0500.050-x=0.050即H+Ka所以PH=4.76,Foil11,.,PHPKalg（C酸/C堿）假如1升中加入HCl后，反應(yīng)生成0.010molHAc，則反應(yīng)關(guān)系變得：C酸0.050+0.0100.060C堿0.050-0.0100.040,PHPKalg（C酸/C堿）4.76-0.174.59,如果是加強(qiáng)堿0.010mol，PHPKalg（C酸/C堿）4.76-（-0.17）4.93,Foil12,.,4、緩沖溶液的特點(diǎn)：,（1）PH值或POH值的一般表達(dá)式：PHPK酸（C酸/C堿）POHPK堿（C堿/C酸）所以，PH值或POH值主要取決于PK值，但與C酸/C堿有關(guān)，但PH的緩沖范圍一般是：PH=PK1,（2）酸度或堿度和鹽的濃度越大，則緩沖能力強(qiáng)，但在C酸/C堿的比值為1時，緩沖性能最好。,Foil13,.,過量NH3+適量HCl過量NH4+適量NaOH過量NaAc+適量HCl,5、配制緩沖溶液酸共軛堿，如：HAcNaAc；NH3H2O+NH4Cl；Na2H2PO4+NaHPO4；HCO3+CO32,（3）用水稀釋PHPK酸（C酸/C堿）或POHPK堿（C堿/C酸）PH不變,過量NaAc+適量NaOH？,Foil14,.,配制pH=7的緩沖溶液時,選擇最合適的緩沖對是-()(KaHAc=1.810-5,KbNH3=1.810-5;H3PO4:Ka1=7.5210-3,Ka2=6.2310-8,Ka3=4.410-13;H2CO3:Ka1=4.3010-7,Ka2=5.6110-11)(A)HAc-NaAc(B)NH3-NH4Cl(C)NaH2PO4-Na2HPO4(D)NaHCO3-Na2CO3,Foil15,.,下列各混合溶液中,具有緩沖作用的是-()(A)HCl(1moldm-3)+NaAc(2moldm-3)(B)NaOH(1moldm-3)+NH3(1moldm-3)(C)HCl(1moldm-3)+NaCl(1moldm-3)(D)NaOH(1moldm-3)+NaCl(1moldm-3),Foil16,.,選擇以下正確答案,填入相應(yīng)的空格內(nèi):(A)弱酸及其鹽的濃度(B)弱酸鹽濃度(C)弱酸及其鹽的濃度比(D)弱酸的Ka值對于HAc-NaAc緩沖體系:(1)決定體系pH值的主要因素是_;(2)影響上述體系pH值變動0.10.2個單位的因素是_;(3)影響緩沖容量的因素是_;(4)影響對外加酸緩沖能力大小的因素是_。,Foil17,.,20.0cm30.10moldm-3Na3PO4溶液與20.0cm30.10moldm-3H3PO4相混合,溶液的pH值是多少?(H3PO4的Ka1=7.510-3,Ka2=6.210-8,Ka3=2.210-13),測得某一弱酸(HA)溶液的pH=2.52,該一元弱酸的鈉鹽(NaA)溶液的pH=9.15,當(dāng)上述HA與NaA溶液等體積混勻后測得pH=4.52,求該一元弱酸的電離常數(shù)K-HA值為多少?,Foil18,.,10.2鹽的水解,強(qiáng)電解質(zhì)不管強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽（如：NaCl，K2SO4），強(qiáng)酸弱堿鹽（如：NH4Cl），弱酸強(qiáng)鹽堿（如：NaAc，KCN）溶在水中總是多數(shù)以離子存在，但是組成不同，其溶液酸堿性不同，由于不同離子結(jié)合質(zhì)子能力不一樣，水解程度不同。強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽不發(fā)生水解。,Foil19,.,一、強(qiáng)酸弱堿鹽以NH4Cl為例，其反應(yīng)式為：（1）NH4Cl（s）NH4+Cl（2）NH4+(aq)H2ONH3(aq)H3O(aq),所以KNH4(CNH3)(CH3O+)/CNH4+=KW/KNH3,Foil20,.,二、強(qiáng)堿弱酸鹽以NaAc為例，其反應(yīng)式：（1）NaAcNaA