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1、第五章第五章 酸堿平衡酸堿平衡 5.7 配位化合物配位化合物 5.6 酸堿電子理論酸堿電子理論 5.5 酸堿指示劑酸堿指示劑 5.4 緩沖溶液緩沖溶液 5.3 弱酸、弱堿的解離平衡弱酸、弱堿的解離平衡 5.2 水的解離平衡和溶液的水的解離平衡和溶液的pH 5.1 酸堿質(zhì)子理論概述酸堿質(zhì)子理論概述 5.8 配位反應(yīng)與配位平衡配位反應(yīng)與配位平衡 5.1 酸堿質(zhì)子理論概酸堿質(zhì)子理論概述述 5.1.3 酸和堿的相對(duì)強(qiáng)弱酸和堿的相對(duì)強(qiáng)弱 5.1.2 酸堿質(zhì)子理論的基本概念酸堿質(zhì)子理論的基本概念*5.1.1 歷史回顧歷史回顧(無(wú)內(nèi)容無(wú)內(nèi)容)酸:凡是能釋放出質(zhì)子H+)的任何分子或離子。 (質(zhì)子的給予體)堿:

2、凡是能與質(zhì)子H+)結(jié)合的分子或離子。 (質(zhì)子的接受體) 5.1.2 酸堿質(zhì)子理論的基本概念酸 H+ +堿-+ AcHHAc -+-+2442HPOHPOH-+-+3424POHHPO+34NHHNH+2333NHCHHNHCH +252362O)Fe(OH)(HHO)Fe(H+422252O)(HFe(OH)HO)Fe(OH)(H例:HAc的共軛堿是Ac , Ac的共軛酸是HAc, HAc和Ac為一對(duì)共軛酸堿。兩性物質(zhì): 既能給出質(zhì)子,又能接受質(zhì)子的物質(zhì)。等。如:-+-HS,OH,HCO,)OFe(OH)(H ,HSO232524酸 H+ + 堿 酸堿解離反應(yīng)是質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。 水是兩性物質(zhì),它

3、的自身解離反應(yīng)也是質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。H+酸(1)堿(2)酸(2)堿(1)HF(aq) H+ + F(aq)H+ + H2O(l) H3O+(aq)HF(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + F(aq) H2O(l)+H2O(l) H3O+(aq) +OH(aq)酸(1)堿(2)酸(2)堿(1) 鹽類水解反應(yīng)也是離子酸堿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。例如NaAc水解:酸(1)堿(2)酸(2)堿(1)H+NH4Cl水解:酸(1)堿(2)酸(2)堿(1)H+Ac+H2O OH + HAc + H2O H3O+ + NH3+4NH 非水溶液中的酸堿反應(yīng),也是離子酸堿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。例如NH4Cl的生成:H+液

4、氨中的酸堿中和反應(yīng):H+-+Cl NH NH HCl43NaCl 2NH NaNH ClNH324+(1) (2) (2) ) 1 (堿酸堿酸區(qū)分效應(yīng):用一個(gè)溶劑能把酸或堿的相對(duì)強(qiáng)弱區(qū)分開來(lái),稱為溶劑的“區(qū)分效應(yīng)”。 例如:H2O可以區(qū)分HAc,HCN酸性的強(qiáng)弱。拉平效應(yīng):溶劑將酸或堿的強(qiáng)度拉平的作用,稱為溶劑的“拉平效應(yīng)”。 酸和堿的強(qiáng)度是指酸給出質(zhì)子的能力和堿接受質(zhì)子的能力的強(qiáng)弱。 5.1.3 酸和堿的相對(duì)強(qiáng)弱酸和堿的相對(duì)強(qiáng)弱HCl HAc HCN 水對(duì)強(qiáng)酸起不到區(qū)分作用,水能夠同等程度地將HClO4,HCl,HNO3等強(qiáng)酸的質(zhì)子全部奪取過(guò)來(lái)。選取比水的堿性弱的堿,如冰醋酸為溶劑對(duì)水中的強(qiáng)

5、酸可體現(xiàn)出區(qū)分效應(yīng)。例如上述強(qiáng)酸在冰醋酸中不完全解離,酸性強(qiáng)度依次為:HIHClO4HClH2SO4HNO3酸越強(qiáng),其共軛堿越弱;堿越強(qiáng),其共軛酸越弱。OHNHCOHHAc POHSOHHClO 243243424+酸性:-OHNHHCOAc POH HSO ClO 334244堿性: 5.2 水的解離平衡和溶液的水的解離平衡和溶液的pH5.2.2 溶液的溶液的pH5.2.1 水的解離平衡水的解離平衡5.2.1 水的解離平衡水的解離平衡 H2O (l) + H2O(l) H3O+ (aq) + OH(aq)或 H2O (l) H+ (aq) + OH(aq) 水的離子積常數(shù),簡(jiǎn)稱水的離子積。K

6、W25純水:c(H+)= c(OH)=1.010-7molL-1100純水:=1.010-14KW=5.4310-13KWT , KW)OH()OH(3-+=ccccKW)(OH)O(H3=-+ccKW或)(OHlgpOH-=-令c)O(HlgpH 3-=+c5.2.2 溶液的溶液的pH101.0)(OH)O(H143=-+根據(jù)ccKW14lg)OH(lg)H(lg =-=-+即ccKW14ppOHpH=+ KW 5.3 弱酸、弱堿的解離平衡弱酸、弱堿的解離平衡5.3.3 鹽溶液的酸堿平衡鹽溶液的酸堿平衡5.3.2 多元弱酸的解離平衡多元弱酸的解離平衡5.3.1 一元弱酸、弱堿的解離平衡一元弱

7、酸、弱堿的解離平衡 1.一元弱酸的解離平衡5.3.1 一元弱酸、弱堿的解離平衡一元弱酸、弱堿的解離平衡HA (aq)+H2O(l) H3O+(aq)+A(aq)HA()A()OH()HA( 3ccc-+=K a3 (H O )/ (A )/ (HA)/ cccccc+=)HA( K a 越大,酸性越強(qiáng)。K a初始濃度/(molL-1) 0.10 0 0平衡濃度/(molL-1) 0.10 x x xx=1.3103HAc(aq)+H2O(l) H3O+(aq)+Ac(aq)HAc()Ac()OH()HAc( 3ccc-+=K a例:計(jì)算25時(shí),0.10 molL-1 HAc溶液中的H3O+,

8、Ac, HAc,OH濃度及溶液的pH。解:x10. 0 x2-=1.810-5解離度(a)%100%1000eq0-=ccc初始濃度已解離的濃度c(H3O+) = c(Ac) = 1.3103 molL-1 c(HAc)=(0.10-1.3103)molL-10.10molL-1c(OH) =7.71012 molL-1 89. 2)O(HlgpH3=-=+c%3 . 1%10010. 0103 . 13=-醋酸的解離度= c (H3O+)c(OH)KW與 的關(guān)系:K aHA(aq) H+(aq) + A(aq) 平衡濃度/(molL-1) c c c c初始濃度/(molL-1) c 0 0

9、稀釋定律:在一定溫度下( 為定值),某弱電解質(zhì)的解離度隨著其溶液的稀釋而增大。K a 11-=1 2acK2aHA cK=)( cK HA a)(= 當(dāng)c/ Ka 400時(shí),誤差可達(dá)5%以下,可近似計(jì)算。c0 /(molL-1) 0.200 0 05108 . 1-=327.11)109 . 1lg(14pOH14pH-=-=-=2. 一元弱堿的解離平衡例:已知25時(shí), 0.200molL-1氨水的解離度為 0.95%,求c(OH), pH和氨的解離常數(shù)。)aq(OH (aq)NH O(l)H (aq)NH423-+解:ceq 0.200(1 0.95%) 0.2000.95% 0.2000.

10、95%/(molL-1)3109 . 1%95. 0200. 0)OH(-=cmolL-1molL-13 24b333 (NH ) (OH )(1.9 10 ) (NH ) (NH )0.200 1.9 10ccKc+-=-5.3.2 多元弱酸的解離平衡多元弱酸的解離平衡(aq)HCO(aq)OH O(l)H(aq)COH33232第一步:+(aq)CO(aq)OH O(l)H(aq)HCO23323第二步:+7323332a1102 . 4)COH()HCO()OH()COH(-+=cccK11323332a2107 . 4)HCO()CO()OH()COH(-+=cccK做近似處理。解離平

11、衡的計(jì)算可按一元弱酸的反應(yīng),主要來(lái)自于第一步解離溶液中的)OH( OH 10333a2a1+cKK 例題:計(jì)算 0.010 molL-1 H2CO3溶液中的 H3O+,H2CO3, , 和OH的濃度以及溶液的pH。23CO3HCO(aq)HCO(aq)OH O(l)H(aq)COH 33232解:+xxccc0.010)COH()HCO()OH(23233=+732a1102 . 4)COH(-=K-1eq/(mol L ) 0.010 cxxyzxy+- w2a1aKKKx + y + z x, x y x:根據(jù)第二步解離計(jì)算)CO(23c553233105 . 6105 . 6)HCO()

12、CO()OH(-+=yccc1132a2107 . 4)COH( -=K11a2107 . 4-= Ky1111a223Lmol107 . 4Lmol )CO(-= Kc23233155eq HCO (aq)H O(l) H O (aq) CO(aq)/(mol L ) 6.5 10 6.5 10 cyyzy+-+ 6.510-55106.5010. 0 0.010 =xx1533Lmol105 . 6)HCO()OH(=+cc132Lmol010. 0)COH(=c的解離平衡:來(lái)自O(shè)HOH2-(aq)OH (aq)OH O(l)HO(l)H322-+19. 4)OH(lgpH3=-=+c10

13、1Lmol105 . 1)OH(-=c01101.5-=z415101.0106.5-=z145 3101.0106.5)(OH)O(H-+=zcczc 106.5 )L/(mol51eq -結(jié)論:結(jié)論: 對(duì)于二元弱酸,假設(shè) c(弱酸)一定時(shí),c(酸根離子)與 c (H3O+)2 成反比。 多元弱酸的解離是分步進(jìn)行的,普通 。溶液中的 H+主要來(lái)自于弱酸的第一步解離,計(jì)算 c(H+)或 pH 時(shí)可只考慮第一步解離。 321 KKK 對(duì)于二元弱酸 ,當(dāng) 時(shí),c(酸根離子) ,而與弱酸的初始濃度無(wú)關(guān)。2K21KK)CO(2)OH(233-+ cc a2a12223)AH()A()OH( KKccc

14、K=-+232a2a12)OH()AH()A(+-=ccKKc(aq)A(aq)O2H O(l)H2A(aq)H2322-+(aq)A(aq)OH O(l)H(aq)HA232-+-+(aq)HA(aq)OH O(l)HA(aq)H322-+1.強(qiáng)酸弱堿鹽離子酸)(1) + (2) = (3) 那么5.3.3 鹽溶液的酸堿平衡鹽溶液的酸堿平衡(aq)Cl (aq)NH Cl(s)NH4O(l)H42-+ (1) (aq)OH (aq)OH (l) OH (l) OHw322K+-+)(NH )OH()OH()NH()NH()OH( )(NH3bw4334aKKcccccK=-+a3324 (3

15、) (aq)OH)aq(NH O(l)H (aq)NHK+ 1 (2) O(l)H)aq(NH (aq)OH (aq)NHb234K+-+%100%1000eq0-=ccc鹽的初始濃度的濃度水解平衡時(shí)鹽水解部分水解度類的水解度。的解離度就是所謂的鹽+4NH兩邊分別取負(fù)對(duì)數(shù) wbabwaKKKKKK=即:通式wba pppKKK=+14pp , C25ba0=+ KKceq /(molL-1) 0.10-x x x)aq(OH (aq)NH O(l)H (aq)NH3324+解:例:計(jì)算 0.10molL-1 NH4Cl溶液的pH和的解離度。+4NH5-143bw4a101.8101.0 )(N

16、H )(NH=+KKK10106 . 5-=102106 . 510. 0-=- xxx=7.510-6x(H3O+)=7.510-6 molL-1 pH=5.120075. 010. 0105 . 7)NH(64=-+cx%2. 弱酸強(qiáng)堿鹽離子堿) NaAc , NaCN一元弱酸強(qiáng)堿鹽的水溶液呈堿性,因?yàn)槿跛彡庪x子在水中發(fā)生水解反應(yīng)。如在NaAc水溶液中:(aq)OHHAc(aq) O(l)H(aq)Ac2-+)HAc()Ac()OH()HAc()Ac(awbKKcccK=-的水解常數(shù)。的解離常數(shù),也就是是質(zhì)子堿-AcAc)Ac(bK如Na3PO4的水解: )aq(OH)aq(HPO O(l

17、)H)aq(PO24234-+ )aq(OH)aq(POH ) l (OH)aq(HPO42224-+21314a,3wb,1102 . 2105 . 4100 . 1-=KKK7814a,2wb,2106 . 1102 . 6100 . 1-=KKK 多元弱酸強(qiáng)堿鹽也呈堿性,它們?cè)谒薪怆x產(chǎn)生的陰離子都是多元離子堿,它們的水解都是分步進(jìn)行的。12314a,1wb,3105 . 1107 . 6100 . 1-=KKK)aq(OH)aq(POH ) l (OH)aq(POH43242-+a,3a,2a,143 POHKKK對(duì)于b,3b,2b,134 PO KKK-對(duì)于例題:計(jì)算0.10molL

18、-1Na3PO4溶液的pH。ceq/ (molL-1 ) 0.10 x x x解:)aq(OH)aq(HPO ) l ( OH)aq(PO24234-+57.12)037. 0lg(14pOH14pH=-=-=1Lmol037. 0)OH( 037. 0-=cx即0102 . 2022. 032=-+-xx21314102 . 2105 . 4100 . 1 -=)POH()PO(10. 043a,3w341 ,b2KKKxx=-3.酸式鹽 解離大于水解, NaH2PO4溶液顯弱酸性;相反,Na2HPO4溶液解離小于水解,顯弱堿性。 思索:其相關(guān)常數(shù)等于多少?(aq)OH (aq)HPO O(

19、l)H (aq)POH324242+-+(aq)OH (aq)POH (l) OH (aq)POH43242-+843a,2102 .6)POH(-=K1231443a,1w34b,3105 . 1107 . 6100 . 1)POH()(PO-=KKK*4. 弱酸弱堿鹽)aq(Ac)aq(NHAc(s)NH44-+)aq(HAc)aq(OHNH ) l (OH)aq(Ac)aq(NH2324+-+523b10a4ba108 . 1 O)H(NH 108 . 5 (HCN) CNNH -=KKKK堿性523b5a4ba108 . 1 O)H(NH 108 . 1(HAc) AcNH -=KKK

20、K中性523b4a4ba108 . 1 O)H(NH 109 . 6 (HF) FNH -=KKKK酸性5.影響鹽類水解的因素及應(yīng)用鹽的濃度: c鹽 , 水解度增大??傊訜岷拖♂尪加欣邴}類的水解。溶液的酸堿度:加酸可以引起鹽類水解平衡的移動(dòng),例如加酸能抑制下述水解產(chǎn)物的生成。2HClSbOCl(s) OHSbCl2HNO(s)BiONO OH)Bi(NOHCl)Sn(OH)Cl(s OHSnCl233323322+h()Khc=鹽 溫度:水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng), 0 ,T, Kh ,水解度增大。rHm 5.4 緩沖溶液緩沖溶液* 5.4.4 緩沖范圍和緩沖能力 5.4.3 緩沖溶液緩沖溶液p

21、H的計(jì)算的計(jì)算 5.4.2 緩沖溶液緩沖溶液 5.4.1 同離子效應(yīng)同離子效應(yīng)同離子效應(yīng):在弱電解質(zhì)溶液中,加入與其含有相同離子的易溶強(qiáng)電解質(zhì)而使弱電解質(zhì)的解離度降低的現(xiàn)象。HAc(aq) + H2O (l) H3O+ (aq) +Ac(aq) 5.4.1 同離子效應(yīng)同離子效應(yīng)Ac(aq) +4NHNH4Ac(aq) (aq) +平衡移動(dòng)方向例:在 0.10 molL-1 的HAc 溶液中,參與 NH4Ac (s),使 NH4Ac的濃度為 0.10 molL-1。計(jì)算該溶液的 pH和 HAc的解離度。5108 . 110. 0)10. 0(-=-+xxxx = 1.810-5 c(H+) =

22、1.810-5 molL-1 0.10 x 0.100.10 molL-1 HAc溶液:pH = 2.89, = 1.3%解: HAc(aq)+H2O(l) H3O+(aq)+Ac(aq) ceq / (molL-1) 0.10 x x 0.10 + xc0/ (molL-1) 0.10 0 0.10 pH = 4.74, = 0.018%50mLHAcNaAc c(HAc)=c(NaAc)=0.10molL-1 pH = 4.74 緩沖溶液:具有能保持本身pH相對(duì)穩(wěn)定性能的溶液(也就是不因加入少量強(qiáng)酸或強(qiáng)堿而顯著改變pH的溶液)。加入1滴(0.05mL) 1molL-1 HCl加入1滴(0.

23、05mL) 1molL-1 NaOH實(shí)驗(yàn):50mL純水pH = 7 pH = 3 pH = 11 pH = 4.73 pH = 4.75 5.4.2 緩沖溶液緩沖溶液 緩沖作用原理緩沖作用原理加入少量強(qiáng)堿或加入少量強(qiáng)酸:的比值。的大小取決于)A(/ )HA()OH(3-+ccc較大量少量較大量 (aq)A (aq)OH O(l)H HA(aq)32-+)A()HA()HA()OH(a3-+=ccKc O(l)H(aq)A HA(aq) (aq)OH2+- 弱酸弱酸鹽:由于同離子效應(yīng)的存在,通常用初始濃度c0(HA) ,c0(A)代替c(HA) ,c(A) 。5.4.3 緩沖溶液緩沖溶液pH的計(jì)

24、算的計(jì)算兩邊取負(fù)對(duì)數(shù),則(aq)A (aq)OH O(l)H HA(aq)32-+)A()HA()HA()OH(a3-+=ccKc)A()HA(lg)HA(ppHa-=ccK平衡濃度例HAcNaAc,H2CO3NaHCO34243PONaH POH 2 -:例7a13 32104.2 NaHCO COH 1 -=-K:例)HCO()CO(Hlg ppH 332a1-=ccKxcxxcc+-AHA1eq )L/(mol(aq) POH(aq)OH O(l)H(aq)POH423243-+3a1HAA107 . 6 )(-=-+-Kxcxcx )A()HA( pH a1代之。濃度,不能用初始濃度應(yīng)

25、是平衡,公式中的此時(shí),緩沖溶液二次方程,不能忽略,必須解一元較大,因?yàn)?ccxK2. 弱堿 弱堿鹽 NH3 H2O NH4Cl (aq)OH(aq)BH O(l)HB(aq)2-+)B()OH()BH()B(bcccK-+=)BH()B()B( )OH(b+-=ccKc )BH()B(lg)B(ppOHb+-=ccK )BH()B(lg)B(p14pHb+-=ccK3.由多元弱酸酸式鹽 組成的緩沖溶液溶液為酸性或中性8a2102 . 6 -=K)HPO()PO(Hlg ppH2442a2-=ccK )aq(OH)aq(HPO ) l ( OH)aq(POH324242+-+需精確計(jì)算?思考:為

26、什么此系統(tǒng)的 pH 例2:2a224 4100 . 1 SO HSO-=-K HPO POH2442-例1:如 NaHCO3Na2CO3 , NaH2PO4Na2HPO4溶液為堿性應(yīng)按水解平衡精確計(jì)算。 PO HPO 3424-例1:)aq(OH)aq(HPO ) l ( OH)aq(PO24234-+ 022. 0 )PO(H )(PO43a3w34b1=-KKK(aq)CO (aq)OH (l) OH(aq)HCO23323-+-+(aq)OH(aq)HCO O(l)H(aq)CO3223-+11a2107 . 4 -=K4a2wb1101 . 2 -=KKK)HCO()(COlg p14

27、pH323b1-+-=ccK例2:33HCOCO-2)B()BH(lg)BH(p )BH()B(lg)B(p14pHabccKccK+-=+-=)A()HA(lg)HA(ppHa-=ccK弱酸弱酸鹽弱堿弱堿鹽結(jié)論:時(shí),緩沖能力大接近或 1 )BH()(B )(A)HA( +-cccc緩沖能力與緩沖溶液中各組分的濃度有關(guān),c(HA) ,c(B)及 c(A)或c(BH+)較 大時(shí),緩沖能力強(qiáng)。緩沖溶液的緩沖能力是有限的;有關(guān);或還與 )BH()B( )A()HA( +-cccc決定的, paK p14bK-緩沖溶液的pH主要是由或例題: 求 300mL 0.50molL-1 H3PO4和 500m

28、L 0. 50molL-1 NaOH的混合溶液的pH。molNaOH25. 0 POmolH15. 043反響繼續(xù)反應(yīng)緩沖溶液得到 HPO POH 2442-解:先反應(yīng)再計(jì)算4242PO0.05molNaHHPO0.10molNa 余下生成H0.10molNaO 余下42PO0.15molNaH 生成7.51 30. 021. 7=+=100. 00500. 0lg102 . 6lg8-=-1 -24Lmol800. 0100. 0)HPO(=-c Lmol800. 00500. 0)POH(1 -42=-c(aq)OH(aq)HPO O(l)H(aq) POH324242+-+8a2102

29、. 6 -=K)HPO()PO(Hlg ppH2442a2-=ccK例題:若在 50.00mL 0.150molL-1 NH3 (aq)和 0.200 molL-1 NH4Cl組成的緩沖溶液中,加入0.100ml 1.00 molL-1的HCl。求加入HCl前后溶液的pH各為多少?解:參與 HCl 前:4.緩沖溶液的緩沖性能的計(jì)算14. 9)12. 0(26. 9=-+=200. 0150. 0lg)108 . 1lg(145+-=-)BH()(Blg p14pHb+-=ccK參與 HCl 后:11Lmol0020. 0Lmol10.50100. 000. 1)HCl(-=c加HCl前濃度/(

30、molL-1)0.1500.0020 x 0.200+0.0020+x x0.150 0.200加HCl后初始濃度/(molL-1)0.1500.0020 0.200+0.0020平衡濃度/(molL-1)5108 . 10.148)202. 0(-=-+xxx9.11pH 4.89pOH=155Lmol101.3)OH( 101.3-=cx NH3(aq) + H2O (l) NH4(aq) +OH(aq)+* 5.4.4 緩沖范圍和緩沖能力 所選擇的緩沖溶液,除了參與和 H+或 OH 有關(guān)的反應(yīng)以外,不能與反應(yīng)系統(tǒng)中的其他物質(zhì)發(fā)生副反應(yīng); 緩沖溶液的選擇和配制原則: 或 盡可能接近所需溶液

31、的pH; p14 pbaKK-欲配制的緩沖溶液的 pH 應(yīng)選擇的緩沖組分 假設(shè) 或 與所需pH不相等,依所需pH調(diào)整 。或)BH()B()A()HA(+-cccc p14 pbaKK-35.12p PO Na- HPONa 12pHa34342=K33.10p CO Na- NaHCO 10pHa2323=K26. 9p14 Cl NH- O H NH 9pHb423=-=K21. 7p HPO Na -PO NaH 7pHa24242=K74. 4p NaAc - HAc 5pHa=K 例題:今有 2.0L0.10molL-1的 Na3PO4 溶液和 2.0L 0.10molL-1的NaH2

32、PO4 溶液,僅用這兩種溶液不可再加水來(lái)配制pH=12.50的緩沖溶液,能配制多少升這種緩沖溶液?解:緩沖組分應(yīng)為 Na2HPO4 Na3PO4反應(yīng)前 n/mol 20.10 0.10 x 0 ,小于所需pH,闡明 應(yīng)過(guò)量,那么 2.0L Na3PO4 應(yīng)全部用上,設(shè)需0.10molL-1 NaH2PO4 xL。35.12)POH(p43a3=K-34PO(aq)2HPO (aq)POH(aq)PO244234-+反應(yīng)后 n/mol 0.20 0.10 x 0 0.20 x15 . 1Lmol032. 0100 . 1)OH( 1.5pOH-=c平衡濃度/(molL-1)0.032 032.

33、00 . 220. 0 032. 00 . 210. 00.20 +-+-xxxx初始濃度/(molL-1)0 0 . 220. 0 2.010. 00.20 xxxx+-(aq)OH (aq)HPO (l) OH (aq)PO2 4234-+022. 0)POH(032. 00 . 210. 020. 0032. 0032. 00 . 220. 043a3wb1=-+-+=KKxxxxK解得 x = 0.12能配制2.12L緩沖溶液(2L Na3PO4 + 0.12L NaH2PO4)。變色范圍 酸色 中間色 堿色甲基橙3.1 4.4 紅橙 黃酚 酞8.0 10.0 無(wú)色 粉紅 紅石 蕊3.

34、0 8.0 紅紫 藍(lán) 5.5 酸堿指示劑Lewis 酸:凡是可以接受電子對(duì)的分子、離子或原子,如Fe3+ , Fe, Ag+, BF3等。Lewis 堿:凡是給出電子對(duì)的離子或分子,如 :X, :NH3, :CO, H2O: 等。Lewis酸與Lewis堿之間 以配位鍵結(jié)合生成酸堿加合物。 5.6 酸堿電子理論酸堿電子理論-+ClHHNH H NH HCl3- FFBF F BF3 + F+23333NH NH CuNH NH Cu2+ + 4 NH3 5.7 配位化合物配位化合物5.7.1 配合物的組成配合物的組成5.7.2 配合物的化學(xué)式和命名配合物的化學(xué)式和命名5.7.3 配合物的分類配

35、合物的分類1.配合物的組成 配合物是Lewis酸堿的加合物,例如,Ag(NH3)2+是Lewis酸Ag+和NH3的加合物。5.7.1 配合物的組成配合物的組成 形成體與一定數(shù)目的配體以配位鍵按一定的空間構(gòu)型結(jié)合形成的離子或分子叫做配合物。Lewis酸稱為形成體(中心離子);Lewis堿稱為配體。 形成體通常是金屬離子和原子,也有少數(shù)是非金屬元素,例如:Cu2+,Ag+,F(xiàn)e3+,F(xiàn)e,Ni,B,P 配體通常是非金屬的陰離子或分子,例如:F,Cl,Br,I,OH,CN,H2O,NH3,CO 配位原子:與形成體成鍵的原子。 單齒配體:配體中只有一個(gè)配位原子。 多齒配體:具有兩個(gè)或多個(gè)配位原子的 配

36、體。例如:乙二胺乙二胺en)2 2 2 2HNCHCHNH乙二胺四乙酸根 EDTAY4)乙二酸根草酸根)-242OCO OC CO O2 OCO CH CH OCON CH CH N OCO CH CH OCO2222224 配位數(shù):配位原子數(shù) 單齒配體:形成體的配位數(shù)等于配體的數(shù)目; 多齒配體:形成體的配位數(shù)等于配體的數(shù)目與基數(shù)的乘積。 Cu(en)22+Cu2+的配位數(shù)等于4。例如: CHNH NHCHCu CHNH NHCH2 22 22 22 22+Ca(EDTA)2或CaY2 Ca2+的配位數(shù)為6,配位原子分別是4個(gè)O,2個(gè)N。 從溶液中析出配合物時(shí),配離子常與帶有相反電荷的其他離子

37、結(jié)合成鹽,這類鹽稱為配鹽。配鹽的組成可以劃分為內(nèi)層和外層。配離子屬于內(nèi)層,配離子以外的其他離子屬于外層。外層離子所帶電荷總數(shù)等于配離子的電荷數(shù)。形成體配位原子配體配位數(shù)K3 Fe ( C N ) 6 外層內(nèi)層配酸:酸配堿:氫氧化配鹽:先陰離子后陽(yáng)離子,簡(jiǎn)單酸根加 “化字,復(fù)雜酸根加“酸字。5.7.2 配合物的化學(xué)式和命名配合物的化學(xué)式和命名配合物的命名原則:配體數(shù)配體數(shù) 配體名稱配體名稱 合合 形成體名稱氧化態(tài)值)形成體名稱氧化態(tài)值)以二、以二、三、四三、四表示表示不同不同配體配體“”分開分開以羅馬數(shù)以羅馬數(shù)字字、 表示表示配體次序: 先離子后分子,例如:KPtCl3NH3:三氯氨合鉑()酸鉀

38、; 同是離子或同是分子,按配位原子元素符號(hào)的英文字母順序排列,例如:Co(NH3)5H2OCl3:氯化五氨水合鈷(); 配位原子相同,少原子在先;配位原子相同,且配體中含原子數(shù)目又相同,按非配位原子的元素符號(hào)英文字母順序排列,例如:PtNH2NO2(NH3)2:氨基硝基二氨合鉑(); 先無(wú)機(jī)后有機(jī),例如:KPtCl3(C2H4):三氯乙烯合鉑()酸鉀。443SO)Cu(NH硫酸四氨合銅()-2Ca(EDTA)3332)(NH)Co(NO5Fe(CO)3253ClO)(H)Co(NH332NOO)Zn(OH)(H)(NHPtClK35243(OH)Cu(NH62PtClH63Fe(NCS)K乙二

39、胺四乙酸根合鈣()離子三硝基三氨合鈷()五羰(基)合鐵(三)氯化五氨水合鈷()硝酸羥基三水合鋅()五氯氨合鉑()酸鉀氫氧化四氨合銅()六氯合鉑()酸六異硫氰根合鐵()酸鉀簡(jiǎn)單配合物:一個(gè)中心離子,每個(gè)配體均為單齒配體。如+-325346O)H()Co(NH Fe(CN)螯合物:一個(gè)中心離子與多齒配體成鍵形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的配合物。如Cu(en)22+ , CaY2。 多核配合物:含兩個(gè)或兩個(gè)以上的中心離子。如(H2O)4Fe(OH)2Fe(H2O)44+。羰合物:CO為配體。如Fe(CO)5,Ni(CO)4。 烯烴配合物:配體是不飽和烴。如: PdCl3(C2H4)。 多酸型配合物:配體是多酸根。如

40、:(NH4)3P(Mo3O10)6H2O。5.7.3 配合物的分類配合物的分類 5.8 配位反應(yīng)與配位平衡5.8.1 配合物的解離常數(shù)和配合物的解離常數(shù)和 穩(wěn)定常數(shù)穩(wěn)定常數(shù)*5.8.3 配合物穩(wěn)定性配合物穩(wěn)定性*5.8.2 配體取代反應(yīng)和配體取代反應(yīng)和 電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移反應(yīng) 配合物的解離反應(yīng)是分步進(jìn)行的,每步均有其解離常數(shù)。例如:總解離常數(shù)(不穩(wěn)定常數(shù)):總解離反應(yīng): 5.8.1 配合物的解離常數(shù)和穩(wěn)定常數(shù)配合物的解離常數(shù)和穩(wěn)定常數(shù)(aq)NH(aq)Ag(NH (aq)Ag(NHd13323+K(aq)NH(aq)Ag (aq)Ag(NHd233+K(aq)NH2(aq)Ag (aq)A

41、g(NHd323+K)Ag(NH ()(NH)(Ag2323d2d1d+=cccKKK配合物的生成反應(yīng)是配合物解離反應(yīng)的逆反應(yīng)。總生成常數(shù)(穩(wěn)定常數(shù)或累積穩(wěn)定常數(shù)):總生成反應(yīng):(aq)Ag(NH (aq)NH(aq)Ag33+(aq)Ag(NH (aq)NH(aq)Ag(NH2333+(aq)Ag(NH (aq)NH2(aq)Ag233+f1Kf2KfK)(NH)(Ag)Ag(NH (2323f2f1fcccKKK=+1dfKK=f越大,配合物越穩(wěn)定。K1d2f1KK=1d1f2KK=例題: 室溫下,0.010mol的AgNO3 (s)溶于1.0L 0.030molL-1的NH3H2O中(設(shè)體積不變),計(jì)算該溶液中

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