第六章電解質(zhì)ppt課件

1、第一節(jié)第一節(jié) 強電解質(zhì)溶液理論強電解質(zhì)溶液理論一、電解質(zhì)溶液的依數(shù)性1. i的測定電解質(zhì)稀溶液 : Tf(電)= iKfbB.i 校正因子. 極稀: i 整數(shù);若不稀, i = ?BfBfff電(bKbiKTT（非）（非）ff電(TTi（非）（非）非）TTppi電(電(電(bbl溶液越稀溶液越稀, i , i 一分子解離出粒子個數(shù)一分子解離出粒子個數(shù)00100解離前的分子總數(shù)已解離的分子數(shù)解離度若若HB的濃度為的濃度為c ，解離度為，解離度為，校正因子，校正因子i，那么，那么 HB H+ + B- = i1 表觀解離度，即實際表現(xiàn)出的解離度表觀解離度，即實際表現(xiàn)出的解離度l例例1 0.10mo

2、lL-1 NaCl溶液的凝固點為溶液的凝固點為-0.348，試求，試求其解離度。其解離度。l 解：解： Tf=TfTf= 0 - (-0.348 ) = 0.348l Tf = Kf b = 1.86 0.10 = 0.186 87.1186.0348.0 ffTTi = i1 = 1.87 1 = 87%電解質(zhì)電解質(zhì)強電解質(zhì)強電解質(zhì) 30% 中強電解質(zhì)中強電解質(zhì) 5% 30% 弱電解質(zhì)弱電解質(zhì) 5%NaCl :強電解質(zhì)強電解質(zhì) X射線射線:離子晶體離子晶體:不存在分子不存在分子,完全解離：完全解離： NaCl = Na+ + Cl 100%解離解離 理論解離度為理論解離度為100% why

3、表觀解離度表觀解離度 100% ？二二.強電解質(zhì)溶液理論強電解質(zhì)溶液理論Debye 和和 Hckel 強電解質(zhì)溶液理論強電解質(zhì)溶液理論(離子互吸說離子互吸說)： 1. 強電解質(zhì)在水溶液中都是全部解離的強電解質(zhì)在水溶液中都是全部解離的; 2.離子間存在庫侖作用力。離子間存在庫侖作用力。 離子氛離子氛ion atmosphere）:在水溶液中每個離在水溶液中每個離子都被帶相反電荷的離子所包圍子都被帶相反電荷的離子所包圍, 形成了一個球形的形成了一個球形的反離子氛圍反離子氛圍. 離子對離子對:溶液不很稀，若即若離。溶液不很稀，若即若離。 離子氛、離子對離子氛、離子對每個離子都不是完全的每個離子都不是

4、完全的自由離子自由離子:微觀微觀:每個離子的活動能力下降了每個離子的活動能力下降了; 宏觀宏觀:整個自由離子的濃度降低了。整個自由離子的濃度降低了。 i 打了折扣打了折扣 表觀解離度表觀解離度 理論解離度理論解離度(二二)離子的活度和活度因子離子的活度和活度因子1.活度活度:離子的有效濃度離子的有效濃度 aB = B cB B溶質(zhì)溶質(zhì)B的活度因子的活度因子 活度因子活度因子()：離子活度與濃度之比：離子活度與濃度之比BBaca c ， 1 ; 極稀溶液中極稀溶液中 a c (a c)3.3.影響活度因子的因素影響活度因子的因素 溶液愈稀溶液愈稀 , ,離子間距離愈遠(yuǎn)，離子氛與離子對出離子間距離

5、愈遠(yuǎn)，離子氛與離子對出現(xiàn)的機會愈小，活度就愈接近濃度。現(xiàn)的機會愈小，活度就愈接近濃度。4. 離子強度離子強度 I (1)定義定義: I = 1/2c1z12+c2z22+c3z32+） = 1/2 cizi2 c ,b: SI單位單位 :molkg-1 (2)意義意義:指示溶液中所有離子產(chǎn)生的電場強度指示溶液中所有離子產(chǎn)生的電場強度總量度?？偭慷?。 298K時，時， A = 0.509Izz|509. 0lgIzzA|lg c HCl HClO4 HCl、HNO3HNO3、H2SO4 HAc HCNH2SO4 HAc HCN拉平效應(yīng)拉平效應(yīng) HClO4 HClO4、HClHCl、HNO3HNO

6、3、H2SO4H2SO4、HCNHCN、HAcHAc以液以液氨為溶劑，溶液中最強酸全為氨為溶劑，溶液中最強酸全為NH4+NH4+學(xué)生分?jǐn)?shù)學(xué)生分?jǐn)?shù) 第三節(jié) 水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡一、水的質(zhì)子自遞平衡和水溶液的pH值1水的質(zhì)子自遞平衡+-w3=H O OH KwKKw 水的離子積常數(shù)，簡稱水的離子積+-322H O OH H OH OKH+H2O + H2O H3O+ + OH-2.水溶液的水溶液的pH值值 25水水 H+=1.010-7molL-1 pH = - lg(H+/c)=7.00 二、酸堿在水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡二、酸堿在水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡（一弱酸、弱堿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡（一弱酸、弱堿

7、的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡 1 1一元弱酸、弱堿在水中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡一元弱酸、弱堿在水中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡 H+HB + H2O H3O+ + B-3H O B HBaKK a弱酸的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡常數(shù) Ka 、Kb 表示的意義：表示的意義： Ka 表示酸在水中釋放質(zhì)子能力大小。表示酸在水中釋放質(zhì)子能力大小。 Ka 愈大，酸性愈強。愈大，酸性愈強。 例如例如 KaHAc）=1.7610-5 Ka （HCN）=4.9310-10 酸性酸性:HAcHCNKb 表示堿在水中接受質(zhì)子能力大小。表示堿在水中接受質(zhì)子能力大小。 Kb 愈大，堿性愈強。愈大，堿性愈強。H+NH3 + H2O NH4+ + OH-NHOHNH3-

8、4b K弱堿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡常數(shù)弱堿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡常數(shù)KbKb2共軛酸堿對Ka與Kb的關(guān)系Kw = Ka Kb 酸堿的共軛酸堿的共軛關(guān)系關(guān)系例例5 已知已知HCN的的Ka為為6.210-10，試求，試求CN-的的Kb。 解解: CN-是是HCN的共軛堿的共軛堿 ，故，故145wb10a100 1016 1062 10K.K.K.3.多元弱酸、弱堿在水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡 H3PO4 + H2O H3O+ + H2PO4-Ka1 = H3O+H2PO4- H3PO4 H2PO4- + H2O H3O+ + HPO4 2- H3O+HPO42- H2PO4-Ka2 = HPO42- + H2O H3

9、O+ + PO43-Ka3 = H3O+ PO43- HPO42-多元弱酸、弱堿在水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡多元弱酸、弱堿在水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡lPO43- + H2O HPO42- + OH- Kb1 = Kw Ka3lHPO4 2- + H2O H2PO4 - + OH- Kw Ka2 Kb2 = lH2PO4- + H2O H3PO4 + OH- Kb3 = Kw K a 1 (二二)電解質(zhì)對質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡的影響電解質(zhì)對質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡的影響 1.濃度的影響濃度的影響 HB + H2O H3O+ + B- 初始濃度初始濃度 cA 0 0平衡濃度平衡濃度 cA c cA cAcA2 = Ka ,稀

10、釋定律：在一定溫度下，弱電解質(zhì)的解離稀釋定律：在一定溫度下，弱電解質(zhì)的解離度隨溶液的稀釋而增大。度隨溶液的稀釋而增大。12acccccK當(dāng)當(dāng)cA/ Ka500時時 ,102，看作一元弱酸的解離。，看作一元弱酸的解離。例例8：在常溫下，飽和：在常溫下，飽和H2CO3水溶液中，水溶液中，H2CO3的濃度的濃度為為 0.0400molL-1。求該溶液中。求該溶液中H+，HCO3-、CO32-和和OH-離子濃度。離子濃度。 解：解： Ka1 / Ka2= 4.2010-7 / 5.6110-11 102 ， 可忽略第二步質(zhì)子轉(zhuǎn)移所產(chǎn)生的可忽略第二步質(zhì)子轉(zhuǎn)移所產(chǎn)生的 H3O+; 那么那么 H+ HCO3

11、- ，A7a10.0400 5004.20 10cK故可用最簡式計算：故可用最簡式計算：a1A741 H 4.20 100.04001.31 10 (mol L )KcHCO3 - H+=1.3110-4molL-1）CO32是第二步質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的產(chǎn)物是第二步質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的產(chǎn)物 HCO3- + H2O H3O+ + CO32-21133a232113H O CO5.61 10HCO CO5.61 10K14w431111.00 10OH H O 1.31 10 7.63 10(mol L )K四四.兩性物質(zhì)溶液不要求）兩性物質(zhì)溶液不要求）1.分類分類 (1)兩性陰離子溶液兩性陰離子溶液: HC

12、O3-、H2PO4-、HPO42-; (2)弱酸弱堿鹽溶液弱酸弱堿鹽溶液:NH4Ac; (3)氨基酸溶液。氨基酸溶液。第五節(jié)第五節(jié) 難溶電解質(zhì)的沉淀難溶電解質(zhì)的沉淀-溶解平衡溶解平衡 BaSO4 ， CaC2O4， Ca5PO43OH 難溶性強電解質(zhì)在水溶液中沉淀難溶性強電解質(zhì)在水溶液中沉淀-溶解平衡溶解平衡 是一種多相平衡是一種多相平衡一、沉淀一、沉淀-溶解平衡的平衡常數(shù)溶解平衡的平衡常數(shù)溶度積溶度積1.沉淀沉淀-溶解平衡的平衡常數(shù)溶解平衡的平衡常數(shù)AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)溶解溶解沉淀沉淀 平衡：平衡： K = Ag+ Cl-Ag Cl(s)Ksp = Ag+ Cl

13、- （/c）Ksp 稱為溶度積常數(shù)稱為溶度積常數(shù), 簡稱溶度積簡稱溶度積 (aq)B(aq)A (s)BAmn nmmn溶解溶解沉淀沉淀3.定義：在一定溫度下，難溶電解質(zhì)飽和溶液中定義：在一定溫度下，難溶電解質(zhì)飽和溶液中 離子濃度冪的乘積，離子濃度冪的乘積， 為一常數(shù)。為一常數(shù)。2. Ksp的一般表達(dá)式的一般表達(dá)式Ksp = Am+n Bn-m 其溶度積表達(dá)式為其溶度積表達(dá)式為 Ksp只與難溶電解質(zhì)本性和溫度有關(guān)，而只與難溶電解質(zhì)本性和溫度有關(guān)，而與與 離子濃度及固體量無關(guān)。離子濃度及固體量無關(guān)。二、溶度積與溶解度的關(guān)系二、溶度積與溶解度的關(guān)系 Ksp :反映難溶電解質(zhì)的溶解能力反映難溶電解質(zhì)

14、的溶解能力 對組成類型相同的難溶電解質(zhì)對組成類型相同的難溶電解質(zhì), 其其Ksp較較大者，則其大者，則其S較大較大; 對組成類型不同的難溶電解質(zhì)對組成類型不同的難溶電解質(zhì), 不能以不能以Ksp 大小直接比較其大小直接比較其 S大小。大小。1.離子積離子積 :難溶電解質(zhì)離子濃度冪的乘積，即反難溶電解質(zhì)離子濃度冪的乘積，即反應(yīng)商應(yīng)商Q。 如如Mg (OH)2：Q= c(Mg2+)c2(OH-)2.離子積與溶度積的關(guān)系離子積與溶度積的關(guān)系* (1) Q Ksp 過飽和溶液，沉淀析出。過飽和溶液，沉淀析出。三、溶度積規(guī)則三、溶度積規(guī)則1.同離子效應(yīng)同離子效應(yīng)例例10分別計算分別計算Ag2CrO4在在 (

15、1)純水中的溶解度；純水中的溶解度； (2)0.10molL-1 AgNO3溶液中的溶解度；溶液中的溶解度；(3)0.10molL-1 Na2CrO4溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。 解解(1) Ag2CrO4 2Ag+(aq) +CrO42- (aq) 2S S Ksp = (2S)2 S = 4S31 2s p31 .1 21 03 44KS = 6.5410-5 mol L-1（2） Ag2CrO4 2Ag+(aq) + CrO42- (aq) 2S+0.10 S Ksp =(2S +0.10 )2S = 0.010S S = Ksp /0.010 = 1.1210-12/0.010 =

16、 1.1210-10 mol L-1 (3） Ag2CrO4 2Ag+(aq) + CrO42- (aq) 2S S +0.10 Ksp =(2S)2 (S +0.10 )= 0.40 S2 S = (Ksp /0.40 )1/2 = (1.1210-12/0.40) 1/2 = 1.710-6 mol L-1 同離子效應(yīng)：因加入含相同離子的強電解質(zhì)而使難溶同離子效應(yīng)：因加入含相同離子的強電解質(zhì)而使難溶電解質(zhì)的溶解度降低的現(xiàn)象。電解質(zhì)的溶解度降低的現(xiàn)象。 沉淀完全：沉淀完全：c Ksp )例例11在含有在含有Cl-和和I-各為各為0.0100molL-1的溶液中，逐滴的溶液中，逐滴加入加入Ag

17、NO3溶液，問溶液，問(1)何種離子先沉淀？何種離子先沉淀？(2)當(dāng)后沉淀當(dāng)后沉淀的離子開始沉淀時，先沉淀的離子是否已沉淀完全的離子開始沉淀時，先沉淀的離子是否已沉淀完全?解解 (1)何種離子沉淀需要何種離子沉淀需要AgNO3溶液濃度小，則其先沉淀。溶液濃度小，則其先沉淀。生成生成AgCl沉淀時，所需沉淀時，所需Ag+濃度為濃度為 Ag+= Ksp, AgCl/Cl- = 1.7710-10/0.0100 = 1.7710 -8 molL-1 生成生成AgI沉淀時，所需沉淀時，所需Ag+濃度為濃度為 Ag+= Ksp, AgI/I- = 8.5110 -17/0.0100 = 8.5110 -

18、15 molL-1 由于生成由于生成AgI所需所需Ag+小，小， I-先生成沉淀。先生成沉淀。 當(dāng)當(dāng)Ag+達(dá)到達(dá)到1.7710-8molL-1 時，時， AgCl開始析出。此時，開始析出。此時， I- = Ksp , AgI / Ag+ = 8.5110 -17 / 1.7710 -8 = 4.8110 -9 molL-1 10 -5 molL-1 故當(dāng)故當(dāng)Cl-開始沉淀時，開始沉淀時， I-已沉淀完全了。已沉淀完全了。(2)隨隨I- ， Ag+ ，4.沉淀的溶解：沉淀的溶解： Q Ksp（1生成難離解的物質(zhì)生成難離解的物質(zhì) 使沉淀溶解使沉淀溶解 Fe(OH)3 Fe(OH)3溶于鹽酸溶于鹽酸 Fe(OH )3 Fe3+ + Fe(OH )3 Fe3+ + 3OH- 3OH- HCl = Cl- + HCl = Cl- + H+H+H2O PbSO4 PbSO4s s） Pb2+ + Pb2+ + SO42-SO42- + + 2Ac-2Ac- Pb PbAcAc2 2（2生成逸出平衡系統(tǒng)的物質(zhì)生成逸出平衡系統(tǒng)的物質(zhì)