基礎(chǔ)化學(xué)全解PPT課件

1、Electrolyte Solutions第1頁(yè)/共88頁(yè)內(nèi)容提要1.強(qiáng)電解質(zhì)溶液電解質(zhì)和解離度Debye-Hckel的離子互吸理論離子的活度和離子強(qiáng)度2.酸堿理論酸堿質(zhì)子理論酸堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)溶劑的拉平效應(yīng)和區(qū)分效應(yīng)水的質(zhì)子自遞平衡酸堿電子理論第2頁(yè)/共88頁(yè)3. 弱酸和弱堿溶液的解離平衡 弱酸、弱堿的解離平衡及其平衡常數(shù) 共軛酸堿解離常數(shù)的關(guān)系 酸堿平衡的移動(dòng)4. 酸堿溶液pH的計(jì)算 強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液 一元弱酸或弱堿溶液 多元酸堿溶液 兩性物質(zhì)溶液內(nèi)容提要第3頁(yè)/共88頁(yè)5.難溶強(qiáng)電解質(zhì)的沉淀溶解平衡溶度積和溶度積規(guī)則沉淀平衡的移動(dòng)沉淀溶解平衡實(shí)例內(nèi)容提要第4頁(yè)/共88頁(yè)教學(xué)基本要求1.掌握 酸

2、堿質(zhì)子理論、酸堿定義、共軛酸堿對(duì)、酸堿的強(qiáng)度。 酸堿解離常數(shù)及其應(yīng)用，共軛酸堿對(duì)Ka與Kb關(guān)系。 弱酸弱堿水溶液中pH的計(jì)算。 難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)Ksp的表達(dá)式，溶度積和溶解度的關(guān)系及其計(jì)算。 應(yīng)用溶度積規(guī)則判斷沉淀的生成、溶解及沉淀的先后次序。第5頁(yè)/共88頁(yè)教學(xué)基本要求2.熟悉 強(qiáng)電解質(zhì)理論、強(qiáng)電解質(zhì)溶液表觀解離度和活度、離子強(qiáng)度等概念。 酸堿在水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡。 溶劑的拉平效應(yīng)與區(qū)分效應(yīng)。 水的離子積及水溶液pH的表達(dá)。 酸堿溶液的同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)。 分級(jí)沉淀。3.了解 活度因子。 難溶電解質(zhì)的同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)。 沉淀-溶解平衡在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。 第6頁(yè)/共88頁(yè)第一節(jié) 強(qiáng)電

3、解質(zhì)溶液理論一、強(qiáng)電解質(zhì)溶液1.定義 電解質(zhì)是溶于水中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物，這些化合物的水溶液稱為電解質(zhì)溶液。 NaCl(s)Na+(aq) + Cl-(aq)H2O+第7頁(yè)/共88頁(yè)第一節(jié) 強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論一、強(qiáng)電解質(zhì)溶液 電解質(zhì)可分為強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)兩類。在水溶液中能完全解離成離子的化合物就是強(qiáng)電解質(zhì)。例如 弱電解質(zhì)在水溶液中只能部分解離成離子，大部分以分子的形式存在。例如： +-第8頁(yè)/共88頁(yè)第一節(jié) 強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論解離度：達(dá)解離平衡時(shí)，已解離的分子數(shù)和分子總數(shù)之比。單位為一，可以百分率表示。通常0.1 molkg-1溶液中，強(qiáng)電解質(zhì)30%；弱電解質(zhì)5%；中強(qiáng)電解質(zhì)=5%30%

4、。原原有有分分子子總總數(shù)數(shù)已已解解離離分分子子數(shù)數(shù) 第9頁(yè)/共88頁(yè)第一節(jié) 強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論例 某電解質(zhì)HA溶液，其質(zhì)量摩爾濃度b(HA)為0.1 molkg-1，測(cè)得此溶液的Tf為0.19，求該物質(zhì)的解離度。解 設(shè)HA的解離度為， HA(aq) H+(aq) +A-(aq) 平衡時(shí)/molkg-1 0.1-0.1 0.1 0.1HA+H+A-=0.1(1+) molkg-1根據(jù)Tf=Kfb0.19 K=1.86 Kkgmol-10.1(1+) molkg-1 = 0.022 = 2.2%第10頁(yè)/共88頁(yè)第一節(jié) 強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論 校正系數(shù)i與解離度 的關(guān)系（1）AB型電解質(zhì) AB(aq) A

5、+(aq) + B-(aq)平衡時(shí) c-c c c ic=(c-c)+c+c=c+c i=1+（2） AB2（或A2B）型電解質(zhì) AB2(aq) A2+(aq) + 2B-(aq)平衡時(shí) c-c c 2c ic=(c-c)+c+2c=c+2c i=1+2第11頁(yè)/共88頁(yè)第一節(jié) 強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論2.DebyeHckel離子互吸理論電解質(zhì)離子相互作用，離子氛存在，致使離子間相互作用而互相牽制，表觀解離度不是100%。一種更為簡(jiǎn)單的離子對(duì)模型，雖然便于理解，但難以量化。第12頁(yè)/共88頁(yè)第一節(jié) 強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論3.離子的活度活度：離子的有效濃度(表觀濃度)小于理論濃度，有效濃度的值就是活度aB?；?/p>

6、度因子： B稱為溶質(zhì)B的活度因子。離子的活度aB = BbB/bb為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的濃度(即1 molkg-1)第13頁(yè)/共88頁(yè)第一節(jié) 強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論 由于離子的表觀濃度小于理論濃度，一般B HAc NH4+在在冰醋酸中：中：酸的強(qiáng)度順序：酸的強(qiáng)度順序：HClO4 HClHAc + H2O Ac- + H3O+ NH4+ + H2O NH3 + H3O+HF + H2O F- + H3O+因此，水是因此，水是HF、HAc和和NH4Cl 的區(qū)分性溶劑；的區(qū)分性溶劑；冰醋酸是冰醋酸是HClO4和和HCl 的區(qū)分性溶劑。的區(qū)分性溶劑。第二節(jié) 酸堿理論第28頁(yè)/共88頁(yè)在液氨中：在液氨中：HCl + NH

7、3 Cl+ + NH4+HAc + NH3 Ac- + NH4+在在NH3中，中，HCl與與HAc都是強(qiáng)酸。都是強(qiáng)酸。在醋酸中：在醋酸中：CO32- + HAc HCO3- + Ac-NH3 + HAc NH4+ + Ac- 在在HAc中，中，CO32-與與NH3都是強(qiáng)堿。都是強(qiáng)堿。第二節(jié) 酸堿理論第29頁(yè)/共88頁(yè) 共存酸 拉平拉平 區(qū)分區(qū)分堿性溶劑堿性溶劑 酸性溶劑酸性溶劑 區(qū)分區(qū)分 拉平拉平 共存堿酸性溶劑酸性溶劑是溶質(zhì)是溶質(zhì)酸酸的的區(qū)分性溶劑區(qū)分性溶劑，是溶質(zhì)，是溶質(zhì)堿堿的的拉平性溶劑拉平性溶劑；堿性溶劑堿性溶劑是溶質(zhì)是溶質(zhì)堿堿的的區(qū)分性溶劑區(qū)分性溶劑，是溶質(zhì)，是溶質(zhì)酸酸的的拉平性溶劑

8、拉平性溶劑。第二節(jié) 酸堿理論第30頁(yè)/共88頁(yè)第二節(jié) 酸堿理論四、水的質(zhì)子自遞平衡1. 水的質(zhì)子自遞平衡和水的離子積 H+ H2O(l) + H2O(l) H3O+(aq) + OH-(aq)OOHHOHOH223K第31頁(yè)/共88頁(yè)第二節(jié) 酸堿理論 H2O看成常數(shù)，與K合并，得Kw= H3O+OH-Kw稱質(zhì)子自遞平衡常數(shù)，又稱水的離子積 0時(shí) Kw= 1.1510-15 25時(shí) Kw= 1.0110-14 100時(shí) Kw= 5.4410-13。第32頁(yè)/共88頁(yè)第二節(jié) 酸堿理論 水的離子積不僅適用于純水，也適用于所有稀水溶液。 25的純水中H3O+ = OH- = =1.010-7 中性溶液

9、中 H3O+=OH- =1.010-7molL-1酸性溶液中 H3O+1.010-7molL-1OH-堿性溶液中 H3O+1.010-7molL-1OH- wK第33頁(yè)/共88頁(yè)第二節(jié) 酸堿理論2. 水溶液的pHl定義： pH=-lg 稀溶液中， pH = -lgH3O+l類似的， pOH = -lgOH- 298K， pH + pOH=14.00。 溶液中H3O+=1 molL-110-14 molL-1時(shí)，pH值范圍在014。 如果溶液中H3O+或OH-1 molL-1時(shí)，直接用H3O+或OH-表示。 OH3a第34頁(yè)/共88頁(yè)第二節(jié) 酸堿理論人體各種體液的pH體 液pH 體 液pH血清7

10、.357.45大腸液8.38.4成人胃液0.91.5乳汁6.06.9嬰兒胃液5.0淚水7.4唾液6.356.85尿液4.87.5胰液7.58.0腦脊液7.357.45小腸液7.6第35頁(yè)/共88頁(yè)1. 酸堿定義 酸是能夠接受電子對(duì)的物質(zhì)，又稱電子對(duì)的受體；堿是能夠給出電子對(duì)形成配位鍵的物質(zhì)，又稱電子對(duì)的給體。 2. 酸堿反應(yīng) 酸 + 堿 酸堿配合物 可知，酸與具有孤對(duì)電子的物質(zhì)成鍵，所以酸又稱為親電試劑；堿與酸中電子不足的原子共享電子對(duì)，因此堿又稱為親核試劑。第二節(jié) 酸堿理論五、酸堿的電子理論第36頁(yè)/共88頁(yè)例子：BFFF+BFFFF:F:.-SOOO+SOOOO:O:2-2-.Cu2+ 4

11、NHCu32+NH3333NNHHNH第二節(jié) 酸堿理論第37頁(yè)/共88頁(yè)3. 分類 酸堿加合反應(yīng)，如 Ag+(aq) +2NH3(aq) H3NAgNH3+(aq) 堿取代反應(yīng)，如Cu(NH3)42+(aq)+2OH-(aq) Cu(OH)2(s) +4NH3(aq) 酸取代反應(yīng)，如Cu(NH3)42+(aq)+4H+(aq) Cu2+(aq)+4NH4+(aq) 雙取代反應(yīng)，如 HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l)第二節(jié) 酸堿理論第38頁(yè)/共88頁(yè)第三節(jié) 弱酸和弱堿溶液的解離平衡 一、弱酸、弱堿的解離平衡及其平衡常數(shù) 弱酸弱堿在溶液中建立起動(dòng)態(tài)的解離平衡：

12、 HA(aq) + H2O(l) A-(aq) + H3O+(aq) 稀水溶液中，H2O可看成是常數(shù)，上式改寫(xiě)為 Ka稱為酸解離常數(shù)。OHAHAOH23cKHAAOH3aK第39頁(yè)/共88頁(yè) Ka是水溶液中酸強(qiáng)度的量度，表示酸在水中釋放質(zhì)子能力的大小。 Ka值愈大，酸性愈強(qiáng)。其值大于10時(shí)為強(qiáng)酸。 HAc HClO HCNKa 1.7510-5 3.910-8 6.210-10 一些弱酸的Ka非常小，常用pKa表示，它是酸解離常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù)。第三節(jié) 弱酸和弱堿溶液的解離平衡 第40頁(yè)/共88頁(yè) 類似地，堿B在水溶液中有下列平衡：B(aq) + H2O(l) BH+(aq) + OH-(aq) K

13、b為堿解離平衡常數(shù)。Kb的大小表示堿接受質(zhì)子能力的大小，Kb值愈大，堿性愈強(qiáng)。 pKb是堿解離常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù)。BOHBHbK第三節(jié) 弱酸和弱堿溶液的解離平衡 第41頁(yè)/共88頁(yè)一些酸在水溶液中的Ka和pKa值(25)酸酸 性性 增增 強(qiáng)強(qiáng) 堿堿 性性 增增 強(qiáng)強(qiáng) 酸HAKa (aq)pKa (aq)共軛堿A-H3O+/H2OH2C2O45.610-21.25HC2O4-H3PO46.910-32.16H2PO4-HC2O4-1.510-43.81C2O42-HAc1.7510-54.756Ac-H2CO34.510-76.35HCO3-H2PO4-6.110-87.21HPO42-HCO3-4.

14、710-1110.33CO32-HPO42-4.810-1312.32PO43-H2O1.010-1414.00OH-第42頁(yè)/共88頁(yè)二、共軛酸堿解離常數(shù)的關(guān)系酸HA及其共軛堿HA(aq) + H2O(l) A-(aq) + H3O+(aq) A-(aq) + H2O(l) HA(aq) + OH-(aq) H2O(l) + H2O(l) H3O+(aq) + OH-(aq) Kw=H3O+OH- 以Ka、Kb代入，得 KaKb=KwHAOHA3aKAHAOHbK第三節(jié) 弱酸和弱堿溶液的解離平衡 第43頁(yè)/共88頁(yè)例 已知NH3的Kb為1.810-5，試求NH4+的Ka。解 NH4+是NH3

15、的共軛酸，故 Ka=Kw/Kb =1.010-14/(1.810-5) =5.610-10第三節(jié) 弱酸和弱堿溶液的解離平衡 第44頁(yè)/共88頁(yè) 多元弱酸或多元弱堿H3PO4(aq) + H2O(l) H2PO4-(aq) + H3O+(aq)H2PO4-(aq) + H2O(l) HPO42-(aq) + H3O+(aq)HPO42-(aq) + H2O(l) PO43-(aq) + H3O+(aq)POHOHPOH43342a1KPOHOHHPO-42324a2KHPOOHPO-24334a3K第三節(jié) 弱酸和弱堿溶液的解離平衡 第45頁(yè)/共88頁(yè)H2PO4-(aq) + H2O(l) H3P

16、O4(aq) + OH-(aq)HPO42-(aq) + H2O(l) H2PO4-(aq) + OH-(aq)PO43-(aq) + H2O(l) HPO42-(aq) + OH-(aq)a1w33-42433bOHOHPOHOHPOHKKKa2w33-24-42b2OHOHHPOOHPOHKKK3w33-34-241bOHOHPOOHHPOaKKK第三節(jié) 弱酸和弱堿溶液的解離平衡 第46頁(yè)/共88頁(yè)例 已知H2CO3的Ka1=4.510-7，Ka2=4.710-11，求CO32-的Kb1和Kb2。解 CO32-與HCO3-為共軛酸堿對(duì)Kb1=Kw/ Ka2=1.010-14/(4.710-

17、11)=2.110-4而HCO3-與H2CO3為共軛酸堿對(duì)Kb2=Kw/ Ka1=1.010-14/(4.510-7)=2.210-8 第三節(jié) 弱酸和弱堿溶液的解離平衡 第47頁(yè)/共88頁(yè)三、酸堿平衡的移動(dòng) 1.濃度對(duì)酸堿平衡的影響 酸HA在水中的質(zhì)子自遞平衡為HA(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + A-(aq) 平衡建立后，若增大溶液中HA的濃度，則平衡被破壞，向著HA解離的方向移動(dòng)，即H3O+和A-的濃度增大。第三節(jié) 弱酸和弱堿溶液的解離平衡 第48頁(yè)/共88頁(yè)例 計(jì)算0.100 molL-1HAc溶液的解離度及H3O+。解 HAc的Ka=1.7510-5 HAc(aq) +

18、 H2O(l) H3O+(aq) + Ac-(aq) c(1-)c c c Ka= (c)2/c = c 2H3O+=c =0.100 molL-11.32%=1.3210-3 molL-1 , K只隨溫度改變而改變，而在一定溫度下， 則隨溶液的稀釋而增大，這稱為稀釋定律。%32. 11032. 1100. 0/1075. 1/25cKcK /第三節(jié) 弱酸和弱堿溶液的解離平衡 第49頁(yè)/共88頁(yè)2. 同離子效應(yīng) 在弱酸或弱堿的水溶液中，加入與弱酸或弱堿含有相同離子的易溶性強(qiáng)電解質(zhì)，使弱酸或弱堿的解離度降低的現(xiàn)象稱為同離子效應(yīng) 。第三節(jié) 弱酸和弱堿溶液的解離平衡 第50頁(yè)/共88頁(yè)(1) HAc

19、水溶液甲基橙（橙紅色） 加入 NaAc(s) 黃色 HAc(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + Ac-(aq) 平衡左移 加入Ac-使 HAc 解離度降低。(2) NH3 H2O + 酚酞 （粉紅色） 加入 NH4Cl(s) 無(wú)色 NH3(aq) + H2O(l) OH(aq) + NH4+(aq) 平衡左移 加入NH4+使 NH3 解離度降低。第三節(jié) 弱酸和弱堿溶液的解離平衡 第51頁(yè)/共88頁(yè)例 在0.100 molL-1HAc溶液中加入一定量固體NaAc, 使NaAc的濃度等于0.100 molL-1, 求該溶液中H+濃度, pH和HAc的解離度。第三節(jié) 弱酸和弱堿溶液的解離

20、平衡 第52頁(yè)/共88頁(yè)解：設(shè)已解離的H3O+=x molL-1 HAc(aq)+H2O(l) H3O+(aq) + Ac-(aq)初始時(shí)/ molL-1 0.100 0.100平衡時(shí)/molL-1 0.100 x0.100 x 0.100+x0.100H3O+ = x molL-1= 1.7510-5 molL-1, pH = 4.75與上例相比, 同離子效應(yīng)使從1.32%降為0.0175%, H3O+從1.3210-3 molL-1 減少到1.7510-5 molL-1(降低75倍)。5a1075. 1100. 0100. 0HAcAcHxK%0175. 0100. 0/1075. 1/5

21、cx第三節(jié) 弱酸和弱堿溶液的解離平衡 第53頁(yè)/共88頁(yè)3. 鹽效應(yīng) 若在HAc溶液中加入不含相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)如NaCl，則因離子強(qiáng)度增大，溶液中離子之間的相互牽制作用增大，使HAc的解離度略有增大，這種作用稱為鹽效應(yīng)。 產(chǎn)生同離子效應(yīng)時(shí)，必然伴隨有鹽效應(yīng)，但同離子效應(yīng)的影響比鹽效應(yīng)要大得多，所以一般情況下，不考慮鹽效應(yīng)也不會(huì)產(chǎn)生顯著影響。 第三節(jié) 弱酸和弱堿溶液的解離平衡 第54頁(yè)/共88頁(yè)第四節(jié) 酸堿溶液pHpH的計(jì)算一、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液 強(qiáng)酸或強(qiáng)堿屬于強(qiáng)電解質(zhì)，在水中完全解離。 因此，一般濃度下， 對(duì)于強(qiáng)酸HA，H3O+=c(HA)； 對(duì)于強(qiáng)堿B，OH-=c(B)。 但當(dāng)H3O+或OH-

22、Ka2Ka3, 每級(jí)解離常數(shù)一般相差46個(gè)數(shù)量級(jí)，可忽略二、三級(jí)解離平衡。 因此, 多元酸的H3O+濃度的計(jì)算以一級(jí)解離為主。比較多元弱酸的酸性強(qiáng)弱時(shí)， 只需比較它們一級(jí)解離常數(shù)值即可。第62頁(yè)/共88頁(yè)第四節(jié) 酸堿溶液pHpH的計(jì)算例 已知H2CO3的Ka1=4.510-7, Ka2=4.710-11, 計(jì)算0.020 molL-1 H2CO3溶液中H3O+、CO32-及pH。解 H2CO3(aq)+H2O(l) H3O+(aq) + HCO3-(aq) HCO3-(aq)+H2O(l) H3O+(aq) + CO32-(aq) Ka2 Ka2 Ka3、Ka1/Ka2102時(shí)，可當(dāng)作一元弱酸

23、處理，求H3O+。 第二步質(zhì)子傳遞平衡所得的共軛堿的濃度近似等于Ka2。 如H2CO3溶液中，CO32-Ka2(H2CO3)； H3PO4溶液中，HPO42-Ka2(H3PO4)。 第二步及以后質(zhì)子傳遞平衡所得共軛堿濃度很低多元弱堿的分步解離與多元弱酸相似，根據(jù)類似的條件，可按一元弱堿溶液計(jì)算其OH-。 第65頁(yè)/共88頁(yè)第四節(jié) 酸堿溶液pHpH的計(jì)算例 計(jì)算0.50 molL-1鄰苯二甲酸(C8H6O4)溶液的pH，并求C8H5O4-，C8H4O42-和OH-。解 已知Ka1=1.1410-3，Ka2=3.7010-6，c =0.50 molL-1，Ka1/Ka2102，c/Ka1 500，

24、pH=1.62C8H5O4-=H3O+=0.024 molL-1C8H4O42-=Ka2=3.710-6 molL-1OH-=Kw/H3O+=4.210-13 molL-111313Lmol024. 0Lmol50. 01014. 1OHcKa第66頁(yè)/共88頁(yè)第四節(jié) 酸堿溶液pHpH的計(jì)算例 計(jì)算0.100 molL-1 Na2CO3溶液的pH以及CO32-和HCO3-濃度。解 Na2CO3是二元弱堿，在水中CO32-(aq) + H2O(l) HCO3-(aq) + OH-(aq)Kb1=Kw/ Ka2=1.010-14/(4.710-11)=2.110-4而HCO3-與H2CO3為共軛酸

25、堿對(duì)HCO3-(aq) + H2O(l) H2CO3(aq) + OH-(aq)Kb2=Kw/ Ka1=1.010-14/(4.510-7)=2.210-8第67頁(yè)/共88頁(yè)第四節(jié) 酸堿溶液pHpH的計(jì)算因 Kb1Kb2102，cbKb1500，故OH-=HCO3-= 4.610-3 molL-1pOH=2.34, pH=14.00-2.34=11.66CO32-=0.100 molL-1-4.610-3 molL-1=0.095 molL-1-13-14bb1Lmol 106 . 4Lmol 100. 0101 . 2OHcK第68頁(yè)/共88頁(yè)第四節(jié) 酸堿溶液pHpH的計(jì)算四、兩性物質(zhì)溶液

26、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)?？煞譃槿N類型。 1. 負(fù)離子型，如HCO3-、H2PO4-、HPO42-等。 以HCO3-為例： HCO3-(aq)+H2O(l) H3O+(aq)+CO32-(aq) HCO3-(aq)+H2O(l) OH-(aq)+H2CO3(aq)11322a3233a107 . 4)COH(HCOCOOHKK832a1w332b102 . 2)COH(HCOCOHOHKKK第69頁(yè)/共88頁(yè)第四節(jié) 酸堿溶液pHpH的計(jì)算2. 弱酸弱堿型，如NH4Ac、NH4CN、(NH4)2CO3等。以NH4Ac為例，它作為酸，在水中的反應(yīng)為 NH4+(aq) + H2O

27、(l) NH3(aq) + H3O+(aq) 作為堿，在水中的質(zhì)子傳遞反應(yīng)為 Ac-(aq) + H2O(l) HAc(aq) + OH-(aq)103bw433a106 . 5)(NHNHOHNHKKK10awb1071. 5)(HAcAcHAcOHKKK第70頁(yè)/共88頁(yè)第四節(jié) 酸堿溶液pHpH的計(jì)算3. 氨基酸型 以通式NH3+CHRCOO-表示，式中-NH3+基團(tuán)可給出質(zhì)子，顯酸性；-COO-基團(tuán)可接受質(zhì)子，顯堿性，故是兩性物質(zhì)。 以甘氨酸(NH3+CH2COO-)為例，在水中： NH3+CH2COO-(aq) + H2O(l) NH2CH2COO-(aq) + H3O+(l) (作為

28、酸) Ka=Ka2=1.5610-10 NH3+CH2COO-(aq) + H2O(l) NH3+CH2COOH(aq) + OH-(aq) (作為堿) Kb=Kw/Ka1= 2.2410-12第71頁(yè)/共88頁(yè)第四節(jié) 酸堿溶液pHpH的計(jì)算兩性物質(zhì)在水溶液中的酸堿性取決于Ka與Kb的相對(duì)大小，即當(dāng)KaKb，溶液的pH7，呈酸性，如NaH2PO4、 NH4F、HCOONH4等Ka7，呈堿性，如Na2HPO4、NaHCO3、(NH4)2CO3、NH4CN等KaKb，溶液的pH7，呈中性，如NH4Ac等第72頁(yè)/共88頁(yè)第四節(jié) 酸堿溶液pHpH的計(jì)算例 計(jì)算0.10 molL-1NH4CN溶液的p

29、H，已知NH3的Kb為1.810-5，HCN的Ka為6.210-10。解 NH4CN在水溶液中存在的主要物種是NH4+、CN-和H2O。發(fā)生的反應(yīng)為作為酸：NH4+(aq) + H2O(l) NH3(aq) + H3O+(aq) Ka=5.610-10作為堿：CN-(aq) + H2O(l) HCN(aq) + OH-(aq) Kb=1.610-5H2O(l) + H2O(l) H3O+(aq) + OH-(aq) Kw=1.0010-14第73頁(yè)/共88頁(yè)第四節(jié) 酸堿溶液pHpH的計(jì)算酸堿反應(yīng)：NH4+(aq)+CN-(aq) NH3(aq)+HCN(aq)K=(5.610-10)/(6.2

30、10-10)=0.90，K比上述Ka、Kb及Kw都大得多，因此酸堿反應(yīng)是主要的。設(shè)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，溶液中NH3=HCNx NH4+(aq) + CN-(aq) NH3(aq) + HCN(aq)初始/(molL-1) 0.10 0.10平衡/(molL-1) 0.10-x 0.10-x x x 90. 0)10. 0(22xxK)(HCNOHCNHCN)(HCN)(NH2a2322a4aKKK第74頁(yè)/共88頁(yè)第四節(jié) 酸堿溶液pHpH的計(jì)算得H3O+= molL-1 = 6.010-10 molL-1 ，pH=9.22再由 x/(0.10-x)=0.95解得 x=4.910-2 molL-1=N

31、H3=HCNNH4+=CN-=0.10-4.910-2 molL-1=0.051 molL-1 )HCN()(NH)HCN(OHa4aa3KKK)(NH)(HCNOH4aa3KK1010106 . 5102 . 6第75頁(yè)/共88頁(yè) 弱酸弱堿型 負(fù)離子型例 計(jì)算0.10 molL-1NaH2PO4溶液的pH。已知H3PO4的pKa1=2.16，pKa2=7.21，pKa3=12.32。解 或 pH=(pKa1+pKa2)/2=(2.16+7.21)/2=4.68對(duì)于Na2HPO4溶液的計(jì)算，由于Ka3很小，與Kw接近，不能忽略水的解離，若采用 計(jì)算，結(jié)果將有較大的誤差。 第四節(jié) 酸堿溶液pHp

32、H的計(jì)算aa3OHKK 2a1a3OHKKa2a13OHKK 3a2a3OHKK第76頁(yè)/共88頁(yè)第五節(jié) 難溶強(qiáng)電解質(zhì)的沉淀溶解平衡一、溶度積和溶度積規(guī)則 1.溶度積 水溶液中AgCl沉淀與Ag+和Cl-間的平衡為 將AgCl(s)并入常數(shù)項(xiàng)，得 Ksp稱為溶度積常數(shù)，簡(jiǎn)稱溶度積。AgCl(s)ClAgClAgspAgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)溶解沉淀第77頁(yè)/共88頁(yè)第五節(jié) 難溶強(qiáng)電解質(zhì)的沉淀溶解平衡溶度積反映了難溶電解質(zhì)在水中的溶解能力。在一定溫度下，難溶電解質(zhì)的飽和溶液中離子濃度冪之乘積為一常數(shù)。 對(duì)于AaBb型的難溶電解質(zhì) AaBb(s) aAn+(aq)+ bBm

33、-(aq) b-manspBA第78頁(yè)/共88頁(yè)第五節(jié) 難溶強(qiáng)電解質(zhì)的沉淀溶解平衡例 Ag2CrO4在298.15K時(shí)的溶解度為6.5410-5 molL-1，計(jì)算其溶度積。解 Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO42-(aq)Ag+=26.5410-5molL-1CrO42-=6.5410-5molL-1 Ksp(Ag2CrO4)=Ag+2CrO42- =(26.5410-5)2(6.5410-5) =1.1210-12第79頁(yè)/共88頁(yè)第五節(jié) 難溶強(qiáng)電解質(zhì)的沉淀溶解平衡 不同類型的難溶電解質(zhì)，不能直接根據(jù)溶度積來(lái)比較溶解度的大小，要通過(guò)計(jì)算才能比較。 同類型的難溶電解質(zhì)，溶解

34、度愈大，溶度積也愈大。電解質(zhì)類型難溶電解質(zhì)溶解度(molL-1)溶度積ABAgCl1.3310-51.7710-10A2BAg2CrO46.5410-51.1210-12第80頁(yè)/共88頁(yè)第五節(jié) 難溶強(qiáng)電解質(zhì)的沉淀溶解平衡例 Mg(OH)2在298.15K時(shí)的Ksp為5.6110-12，求Mg(OH)2的溶解度。解 Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+ 2OH-(aq)設(shè)Mg2+=S，OH-=2S,KspMg(OH)2=Mg2+OH-2 =S(2S)2=4S3 =5.6110-1214-1312Lmol1012. 1Lmol 4/1061. 5S第81頁(yè)/共88頁(yè)第五節(jié) 難溶強(qiáng)電解質(zhì)的沉淀溶解平衡2. 溶度積規(guī)則 離子積IP 表示任一條件下離子濃度冪的乘積。IP和Ksp形式類似，但含義不同。Ksp表示飽和溶液中離子濃度（平衡濃度）冪的乘積，僅是IP的一個(gè)特例。 IPKsp 有沉淀析出直至達(dá)飽和 IP = Ksp 溶解達(dá)平衡, 飽和溶液 IPKsp 無(wú)沉淀析出, 或沉淀溶解第82頁(yè)/共88頁(yè)第五