溶液與離子平衡

1、本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 稀溶液稀溶液的依數(shù)性的依數(shù)性* 酸堿質(zhì)子理論酸堿質(zhì)子理論 酸堿質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡酸堿質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡* 難溶電解質(zhì)的溶解平衡難溶電解質(zhì)的溶解平衡* 配位平衡配位平衡溶液濃度的表示方法溶液濃度的表示方法 B 的質(zhì)量摩爾濃度的質(zhì)量摩爾濃度 B 的物質(zhì)的量濃度的物質(zhì)的量濃度VncBBABBmnb基本單元基本單元例如：例如：1421420 . 1)21(5 . 0)(kgmolSOHbkgmolSOHb5 5 物質(zhì)物質(zhì)B B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)： BABmmmmmBwB4 4 物質(zhì)物質(zhì)B B的體積分?jǐn)?shù)的體積分?jǐn)?shù)： VVBB3 3 物質(zhì)物質(zhì)B B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)：的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)： nnBB

2、1BB1BA溶質(zhì)對(duì)溶液性質(zhì)的影響有兩種情況：溶質(zhì)對(duì)溶液性質(zhì)的影響有兩種情況：1. 溶液的性質(zhì)與溶質(zhì)的性質(zhì)溶液的性質(zhì)與溶質(zhì)的性質(zhì)相同相同；如：酸、堿性，氧化、還原性，顏色等。如：酸、堿性，氧化、還原性，顏色等。 2. 溶液的性質(zhì)與溶質(zhì)的性質(zhì)溶液的性質(zhì)與溶質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)無關(guān) 溶液的依數(shù)性溶液的依數(shù)性其中，難揮發(fā)、非電解質(zhì)其中，難揮發(fā)、非電解質(zhì)稀溶液稀溶液可以可以定量討論。定量討論。當(dāng)溶質(zhì)加入溶劑中之后，當(dāng)溶質(zhì)加入溶劑中之后， 稀溶液的依數(shù)性稀溶液的依數(shù)性 溶液的蒸氣壓下降溶液的蒸氣壓下降p p(1)(1)溶劑的蒸氣壓：溶劑的蒸氣壓：H2O（l）H2O（g）液液- -氣氣平衡時(shí)平衡時(shí): : p(H2O

3、)稱為水的（飽和）稱為水的（飽和）蒸氣壓蒸氣壓，其，其= =p(H2O)/pK1值受值受溫度和溶劑的性質(zhì)溫度和溶劑的性質(zhì)影響，與影響，與液體的量液體的量無關(guān)。無關(guān)。(2)(2)溶液的蒸氣壓下降溶液的蒸氣壓下降溶劑的蒸氣壓為溶劑的蒸氣壓為p p* *，溶液的蒸氣壓為溶液的蒸氣壓為p p。實(shí)驗(yàn)表明實(shí)驗(yàn)表明 p 400K a13. 5pH 例題：例題：在飽和在飽和H2S和和HCl的混合溶液中的混合溶液中 b b( (H+ +)=)=0.3mol.kg-1。求此溶液中。求此溶液中b b( (S2- -)=)=？2H+ + S2- - H2S初始濃度初始濃度/mol.kg-1 0.1 0.3 0平衡濃度

4、平衡濃度/mol.kg-1 0.1-x-y 0.3+x+y y 其中其中, ,一級(jí)解離之一級(jí)解離之b( (H+ +) )為為 x x mol.kg-1, , 二級(jí)解離之二級(jí)解離之b( (S2-2-) )為為 y y mol.kg-1。代入代入 : :2 22)()()()(bbbbSHSH2Ka解：解：y y- -x x0 0. .1 1y yy y) )x x( (0 0. .3 32 2= 1.010-19近似處理近似處理: : 0.3+x+y0.3；得得: y=1.110-19答答: :此溶液中此溶液中b(S2- -)為為1.110-19 mol.kg-1 所以所以: b(S2-)= 1

5、.110-19 mol.kg-10.1-x-y0.14. 緩沖溶液緩沖溶液 溶液溶液的的pH值在一定范圍內(nèi)不受外來少量值在一定范圍內(nèi)不受外來少量組成：組成： 弱酸弱酸+ +弱酸鹽弱酸鹽 或或 弱堿弱堿+ +弱堿鹽弱堿鹽HAc+NH4Ac NaH2PO4+Na2HPO4； NaHCO3+Na2CO3NH3H2O+NH4Cl強(qiáng)酸、堿及稍加稀釋的影響，這種溶液稱強(qiáng)酸、堿及稍加稀釋的影響，這種溶液稱 緩沖溶液緩沖溶液。 一定濃度的共軛一定濃度的共軛酸堿對(duì)的混合溶液酸堿對(duì)的混合溶液兩性物質(zhì)及其對(duì)應(yīng)的共軛酸（堿）兩性物質(zhì)及其對(duì)應(yīng)的共軛酸（堿） 組成組成稱稱 為為 緩沖溶液一般由具有緩沖溶液一般由具有足夠濃

6、度、適當(dāng)比足夠濃度、適當(dāng)比 例例的的共軛酸堿對(duì)共軛酸堿對(duì)的兩種物質(zhì)組成的兩種物質(zhì)組成。 緩緩沖溶液對(duì)外來少量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的抵抗沖溶液對(duì)外來少量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的抵抗 作用稱為作用稱為緩沖作用緩沖作用(Buffer action(Buffer action)緩沖機(jī)理：緩沖機(jī)理： Ac- -+HAc+Ac-HAc是抗堿因素。是抗堿因素。Ac-、 HAc緩沖溶液緩沖溶液pH值計(jì)算值計(jì)算在在HAc和和NaAc溶液中，有兩個(gè)過程：溶液中，有兩個(gè)過程：如果，如果，(HAc) 和和 (Ac- -) 的初始濃度為的初始濃度為:b(弱酸弱酸) 和和 b(弱酸鹽弱酸鹽)他們的平衡濃度亦近似為此值。他們的平衡濃度亦近似為此

7、值。其中：其中： /b/bb b/b/bb b/b/bb b) )( ( ) )( ( ) )( ( a aHAc Ac HK=+-)(弱酸鹽弱酸鹽弱酸弱酸bb）稱為稱為緩沖比緩沖比。此時(shí)，此時(shí)，緩沖容量緩沖容量（緩沖能力）也最大。（緩沖能力）也最大。 / /b bb b/ /b bb b/ /b bb b) )( ( ) )( ( ) )( ( a a弱弱酸酸弱弱酸酸鹽鹽 HK則：則：+=弱弱酸酸鹽鹽) )弱弱酸酸(b）(/ )(abKbb H得：得：+= =可化為：可化為：弱弱酸酸鹽鹽) )弱弱酸酸(b）(lgp pHabK=-pH=pKa其比值為其比值為 1 時(shí)，緩沖溶液時(shí)，緩沖溶液2

8、2. .緩沖容量緩沖容量與總濃度、緩沖比的關(guān)系與總濃度、緩沖比的關(guān)系a.緩沖比一定時(shí)，緩沖比一定時(shí)， 總濃度越大，其緩沖容量越大；總濃度越大，其緩沖容量越大；b.緩沖溶液的總濃度一定時(shí)，緩沖溶液的總濃度一定時(shí)， 緩沖比越接近緩沖比越接近1，其緩沖容量越大；，其緩沖容量越大；c.緩沖比為緩沖比為1:1時(shí)，時(shí)， 其緩沖容量最大，溶液的緩沖能力最強(qiáng)；其緩沖容量最大，溶液的緩沖能力最強(qiáng)；d.緩沖比大于緩沖比大于10:1或小于或小于1:10時(shí)，時(shí)， 緩沖溶液的緩沖能力喪失；緩沖溶液的緩沖能力喪失；3 3. .緩沖溶液的配制緩沖溶液的配制a.緩沖溶液的緩沖溶液的pH在所選緩沖對(duì)的緩沖范圍內(nèi)，且在所選緩沖對(duì)

9、的緩沖范圍內(nèi)，且 盡量接近弱酸的盡量接近弱酸的pKa；b.緩沖溶液的總濃度一般為緩沖溶液的總濃度一般為0.050.2molkg-1;c.考慮使用環(huán)境?？紤]使用環(huán)境。d.根據(jù)公式進(jìn)行配制。根據(jù)公式進(jìn)行配制。例題：例題：計(jì)算計(jì)算0.1molkg-1HAc和和0.1molkg-1NaAc混合形成的緩沖溶液的混合形成的緩沖溶液的pH。 解：解： 已知已知Ka =1.7610-5,b(HAc)=b(NaAc)= 0.1molkg-1pH=- -lg1.7610-5-lg1 . 01 . 0=4.75答答: 該緩沖溶液的該緩沖溶液的pH值為值為4.75。弱酸鹽)弱酸鹽)弱酸弱酸(b）(lgbKp Hp代入代入=- / /b bb b/ /b bb b/ /b bb b) )( ( ) )( ( ) ) ( ( -Ac