電解質(zhì)溶液課件

1、第三章電解質(zhì)溶液第一頁，共59頁。第三章 電解質(zhì)溶液醫(yī)用化學(xué)基礎(chǔ)第二頁，共59頁。第一節(jié) 電解質(zhì)的電離第二節(jié) 水的電離及溶液的酸堿性第三節(jié) 緩沖溶液 第四節(jié) 溶液的滲透壓目錄第三頁，共59頁。第一節(jié) 電解質(zhì)的電離第四頁，共59頁。電解質(zhì)非電解質(zhì)化合物純凈物物 質(zhì)混合物單 質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)弱電解質(zhì)既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)第五頁，共59頁。電解質(zhì)：非電解質(zhì)：在水溶液里或熔融狀態(tài)下，能夠?qū)щ姷幕衔?。在水溶液里或熔融狀態(tài)下，都不能導(dǎo)電的化合物。包括：多數(shù)有機(jī)物、非金屬氧化物等。 - 蔗糖、酒精第六頁，共59頁。氯化鈉氫氧化鈉鹽酸醋酸氨水幾種電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)第七頁，共59頁。實(shí)驗(yàn)

2、結(jié)果表明：氯化鈉溶液、氫氧化鈉、鹽酸所連的燈泡較亮，而醋酸和氨水溶液所連的燈泡則較暗。說明在相同體積和濃度的條件下，不同電解質(zhì)的導(dǎo)電能力是不同的。 在水溶液中能全部電離成陰、陽離子的電解質(zhì)稱為強(qiáng)電解質(zhì)。強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和絕大多數(shù)鹽都是強(qiáng)電解質(zhì)。例如：HCl、H2SO4、HNO3、NaOH、KOH、NaCl、K2SO4、Na2CO3等。（一）強(qiáng)電解質(zhì)第八頁，共59頁。強(qiáng)電解質(zhì)的電離過程是單向的。例如：鹽酸（氯化氫的水溶液）在水分子的作用下，形成了氫離子和氯離子。 氯化氫的電離過程電離方程式為： HCl = H+ + Cl- 第九頁，共59頁。（二）弱電解質(zhì)在水溶液里只有部分電離成陰、陽離子的電解質(zhì)稱為

3、弱電解質(zhì)。弱酸和弱堿是弱電解質(zhì)。常見弱酸有醋酸、碳酸等，弱堿有氨水等。NH4+ + OH- NH3H2O 弱電解質(zhì)的電離過程是雙向的，電離出陰、陽離子的同時(shí)，離子又可以結(jié)合出分子。如果弱電解質(zhì)是多元酸，則它們的電離是分步進(jìn)行的。第十頁，共59頁。強(qiáng)電解質(zhì)： 在水分子作用下，能完全電離為離子的化合物。包括大多數(shù)鹽類、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿 在水分子作用下，只有部分分子電離的化合物。包括弱酸(如HAc、H2S)、弱堿(如NH3H2O) 。HCl = H+Cl-HAc H+Ac- 根據(jù)電解質(zhì)在水溶液中解離程度的大小，可將電解質(zhì)相對(duì)的分為強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)。弱電解質(zhì)：第十一頁，共59頁。二、弱電解質(zhì)的電離平衡以醋

4、酸為例：（一）電離平衡CH3COOH H+ + CH3COO-起始時(shí)，醋酸分子濃度大，電離的速率比較快，此過程稱為電離的正反應(yīng)。隨著醋酸分子濃度減小，電離速率逐漸減慢；而氫離子和醋酸根離子的濃度逐漸增大，離子結(jié)合成分子的速率逐漸加快，此過程為電離的逆反應(yīng)。第十二頁，共59頁。在一定條件下，當(dāng)弱電解質(zhì)分子電離成離子的速率和離子重新結(jié)合成分子的速率相等時(shí)，弱電解質(zhì)分子及各種離子的濃度不再改變的狀態(tài)稱為電離平衡。電離平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)外界條件改變時(shí)，如某種微粒濃度改變或者反應(yīng)溫度改變，平衡都將發(fā)生相應(yīng)的變化。電離平衡的特點(diǎn)：逆，等，動(dòng)，定，變第十三頁，共59頁。（二）電離度電離度是指在一定溫度下

5、，當(dāng)弱電解質(zhì)在溶液中達(dá)到電離平衡時(shí)，已電離的弱電解質(zhì)分子數(shù)占電離前該弱電解質(zhì)分子總數(shù)的百分?jǐn)?shù)。通常用符號(hào)表示。電解質(zhì)越弱，它的電離度越小。在0.1mol/L溶液中，30%的電解質(zhì)稱為強(qiáng)電解質(zhì)，在5%30%的稱為中強(qiáng)電解質(zhì)，5%的稱為弱電解質(zhì)。第十四頁，共59頁。（三）電離平衡移動(dòng)NH3H2O NH4+ + OH-向溶液中加入HCl后，HCl中的H+能與溶液中的OH-結(jié)合生成H2O，使平衡向右移動(dòng)；加入NaOH能夠增大OH-濃度，使平衡向左移動(dòng)；加入濃氨水增大了NH3H2O 的濃度，使平衡向右移動(dòng)。在氨水中存在著下列電離平衡：由于條件（濃度）的改變，弱電解質(zhì)由原來的電離平衡達(dá)到新的電離平衡的過程

6、，稱為電離平衡的移動(dòng)。第十五頁，共59頁。在氨水中滴入酚酞，溶液因呈堿性而顯紅色，再加入少量氯化銨固體，紅色變淺。在弱電解質(zhì)溶液里，加入和弱電解質(zhì)具有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，使弱電解質(zhì)電離度減小的現(xiàn)象稱為同離子效應(yīng)。三、同離子效應(yīng)第十六頁，共59頁。課堂練習(xí)一、寫出下列物質(zhì)的電離方程式1.HCl H+ + Cl- 2.CH3COOHCH3COO- + H+第十七頁，共59頁。二、簡(jiǎn)答加入鹽酸、醋酸鈉，醋酸的電離平衡向左移動(dòng)；加氫氧化鈉，醋酸的電離平衡向右移動(dòng)。在醋酸溶液中，分別加入鹽酸、氫氧化鈉、醋酸鈉，電離平衡向哪個(gè)方向移動(dòng)？第十八頁，共59頁。第二節(jié) 水的電離及溶液的酸堿性第十九頁，共59頁。

7、 一、水的電離水是一種極弱的電解質(zhì)，它能電離出極少量的H+和OH-，其電離方程式是： H2O H+ + OH- 實(shí)驗(yàn)測(cè)得，在25時(shí)，1L純水中僅有1.010-7mol水分子電離，可電離出H+和OH-各1.010-7mol的，兩者的乘積是一個(gè)常數(shù)，用KW表示。 KW =H+OH- = 1.010-14KW稱為水的離子積常數(shù)，簡(jiǎn)稱水的離子積。第二十頁，共59頁。二、溶液的酸堿性和pH（一）溶液的酸堿性和H+、pH的關(guān)系常溫時(shí)，純水中H+和OH-相等，都是1.010-7mol/L，所以純水既不顯酸性也不顯堿性，而是呈中性。如果向純水中加入酸，由于H+OH-，溶液呈酸性。如果向純水中加入堿，由于H+O

8、H-，溶液呈堿性。常溫時(shí)溶液的酸堿性與H+和OH-的關(guān)系可表示為：中性溶液：H+= 1.010-7mol/L= OH- 酸性溶液：H+1.010-7mol/LOH-堿性溶液：H+1.010-7mol/LOH-第二十一頁，共59頁。 pH就是溶液中氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)。 pH= -lgH+ 溶液的酸堿性與pH的關(guān)系是 中性溶液 pH = 7 酸性溶液 pH 7 堿性溶液 pH 7 H+ 100 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13 10-14 pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

9、 12 13 14 酸性增強(qiáng) 中性 堿性增強(qiáng)第二十二頁，共59頁。酸堿指示劑能借助自身顏色的改變來指示溶液pH的物質(zhì)稱為酸堿指示劑。把指示劑由一種顏色過渡到另一種顏色時(shí)溶液pH的變化范圍，稱為指示劑的變色范圍。知識(shí)鏈接第二十三頁，共59頁。幾種常見指示劑的變色范圍 1 2 3 4 5 6 7 8 13 14 11 12 9 10酚酞石蕊甲基橙pH黃色橙紅色藍(lán)色紫色紅色紅色淺紅無色第二十四頁，共59頁。 例 求0.001lmol/L HCl溶液和NaOH溶液的pH。解： HCl是強(qiáng)電解質(zhì) HCl= H+ + Cl- 則H+=HCl=0.00lmol/L =110-3mol/L pH= -lgH+

10、= -lg(l10-3)= -(0-3) = 3 NaOH是強(qiáng)電解質(zhì)，NaOH= Na+ + OH- 則OH- = 0.001mol/L = 110-3mol/L H+= 10-14/ OH- = 10-14/ 110-3= 10-11(mol/L) pH=-lgH+= -lg(l10-11)= -(0-11)= 11 答：0.001mol/L HCl溶液的pH為3、 NaOH溶液的pH為11。（二）溶液pH的計(jì)算第二十五頁，共59頁。課堂練習(xí)一、計(jì)算題0.01 mol/L HCl溶液和NaOH溶液的pH？解： HCl是強(qiáng)電解質(zhì)HCl= H+ + Cl- 則H+=HCl=0.0lmol/L =

11、110-2mol/L pH= -lgH+= -lg(l10-2)= -(0-2) = 2 NaOH是強(qiáng)電解質(zhì)，NaOH= Na+ + OH- 則OH- = 0.01mol/L = 110-2 mol/L H+= 10-14/ OH- = 10-14/110-2= 10-12(mol/L) pH=-lgH+= -lg(l10-12)= -(0-12)= 12 答：0.01mol/L HCl溶液的pH為2、NaOH溶液的pH為12。第二十六頁，共59頁。學(xué)以致用pH在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)上有著重要的意義。人體正常血液的pH總維持在7.357.45之間。臨床上將血液的pH小于7.35稱為酸中毒，pH大于7.

12、45時(shí)稱為堿中毒。無論酸中毒還是堿中毒都需要及時(shí)調(diào)整，否則會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。第二十七頁，共59頁。三、鹽溶液的酸堿性（一）強(qiáng)堿和弱酸生成的鹽CH3COONaNaCH3COOH2OOHHCH3COOHCH3COO-H2OCH3COOHOH-第二十八頁，共59頁。（二）強(qiáng)酸和弱堿生成的鹽NH4Cl為強(qiáng)電解質(zhì)，在水中完全電離出NH4+和Cl-，NH4+與水電離的OH-結(jié)合生成NH3H2O ， NH3H2O是 弱電解質(zhì)， 主要以分子形式存在，因此溶液中OH-減小，水的電離平衡被破壞，平衡向右發(fā)生移動(dòng)，H+不斷增大，直到建立H2O和 NH3H2O共同的新平衡，此時(shí)溶液中H+OH-，顯酸性，pH 7。第二

13、十九頁，共59頁。 氯化銨 第三十頁，共59頁。常見鹽的類型類型溶液酸堿性實(shí)例強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽中性NaCl、KNO3強(qiáng)酸弱堿鹽酸性NH4Cl、NH4NO3強(qiáng)堿弱酸鹽堿性Na2CO3、NaHCO3弱酸弱堿鹽情況復(fù)雜不討論CH3COONH4、(NH4)2CO3第三十一頁，共59頁。判斷鹽溶液的水解情況及酸堿性，可概括為:有弱才水解 無弱不水解 都弱雙水解溶液酸堿性 誰強(qiáng)顯誰性 同強(qiáng)顯中性第三十二頁，共59頁。課堂練習(xí) 1. H+= 10-9 mol/L的溶液，pH（ ）A.1 B.3 C.9 D.14一、單項(xiàng)選擇題C第三十三頁，共59頁。2. 向CH3COOH溶液中加入CH3COONa，則溶液的pH（

14、） A.減少 B.增加 C.不變 D.幾乎不變B第三十四頁，共59頁。二、填空 H+=1.010-5mol/L的溶液pH = ，溶液呈 性，若將pH調(diào)至10，則H+為 mol/L，溶液呈 性。5酸10-10堿第三十五頁，共59頁。第三節(jié) 緩沖溶液第三十六頁，共59頁。一、緩沖作用和緩沖溶液【演示實(shí)驗(yàn)】純水測(cè)pH，加入少量酸測(cè)pH；加入少量堿測(cè)pH，pH會(huì)發(fā)生什么變化？醋酸與醋酸鈉混合溶液測(cè)pH、加入少量酸測(cè)pH；加入少量堿測(cè)pH，pH會(huì)發(fā)生什么變化？第三十七頁，共59頁。實(shí)驗(yàn)表明：在純水中加入少量HCl或NaOH，pH會(huì)明顯改變；醋酸和醋酸鈉的混合溶液中加入少量HCl或NaOH后，pH幾乎沒有

15、變化。說明醋酸和醋酸鈉的混合溶液具有對(duì)抗外來少量酸和少量堿的能力。緩沖溶液里必須含有兩種成分：一種是抗酸成分；一種是抗堿成分。把這兩種成分稱為緩沖對(duì)或緩沖系。這種能對(duì)抗外來少量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿而保持溶液pH幾乎不變的作用稱為緩沖作用。具有緩沖作用的溶液稱為緩沖溶液。第三十八頁，共59頁。二、緩沖溶液的組成常見的緩沖對(duì)類型抗酸成分 抗堿成分弱酸及其對(duì)應(yīng)的鹽 CH3COONa CH3COOH NaHCO3 H2CO3 NaH2PO4H3PO4弱堿及其對(duì)應(yīng)的鹽 NH3H2O NH4Cl多元酸的酸式鹽及其對(duì)應(yīng)的次級(jí)鹽 Na2CO3 NaHCO3Na2HPO4 NaH2PO4Na3PO4 NaH2PO4第三十

16、九頁，共59頁。三、緩沖溶液在醫(yī)學(xué)上的意義緩沖溶液在人體中和醫(yī)藥學(xué)上具有重要意義。人體內(nèi)各種體液都有一定的pH范圍，正常人體血液的pH總是維持在7.357.45，如果某些原因?qū)е卵旱膒H改變0.1個(gè)單位以上，就容易引起疾病，表現(xiàn)為酸中毒或堿中毒，甚至危及生命。臨床上常用乳酸鈉或碳酸氫鈉糾正酸中毒，用氯化銨輔助糾正堿中毒。第四十頁，共59頁。血漿中含有的緩沖對(duì)H2CO3NaHCO3NaH2PO4 Na2HPO4 血漿蛋白Na-血漿蛋白紅細(xì)胞中含有的緩沖對(duì)H2CO3KHCO3KH2PO4K2HPO4血紅蛋白(HHb)K-血紅蛋白(KHb)氧合血紅蛋白(HHbO2)K-氧合血紅蛋白(KHbO2)第

17、四十一頁，共59頁。CO2 + H2OH2CO3 H+ + HCO3-第四十二頁，共59頁。課堂練習(xí)一、單項(xiàng)選擇題向醋酸和醋酸鈉混合溶液中加入少量的鹽酸，則溶液的pH（ ）。A. 減小 B. 增大 C. 幾乎不變 D. 無法判斷C第四十三頁，共59頁。二、填空臨床上正常人體血液的pH總是維持在 之間，把血液的pH小于 叫酸中毒，把血液的pH大于 叫堿中毒；酸中毒時(shí)用 糾正，堿中毒時(shí)用 糾正。7.357.457.357. 45 乳酸鈉氯化銨 第四十四頁，共59頁。第五節(jié) 溶液的滲透壓第四十五頁，共59頁。一、滲透現(xiàn)象和滲透壓煙霧在空氣擴(kuò)散墨汁在水中擴(kuò)散當(dāng)兩種濃度不同的溶液接觸時(shí)，都會(huì)自動(dòng)發(fā)生擴(kuò)散

18、現(xiàn)象，最后形成濃度均勻的溶液。第四十六頁，共59頁。半透膜有一種性質(zhì)特殊的薄膜，它只允許較小的溶劑水分子自由通過而較大的溶質(zhì)分子很難通過，這種薄膜稱為半透膜。半透膜有天然存在的，例如生物的細(xì)胞膜、動(dòng)物的膀胱膜、毛細(xì)血管壁、腸衣、雞蛋衣等；也可以由人工制得，如火棉膠、玻璃紙、硫酸紙和羊皮紙等。 第四十七頁，共59頁。用半透膜將等體積的純水和蔗糖溶液在U型管中隔開（如圖1），過一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)蔗糖溶液上方液面逐漸升高，達(dá)到一定高度后不再上升（如圖2）。實(shí)驗(yàn)表明水能透過半透膜進(jìn)入蔗糖溶液中，從而使其液面上升。我們把這種現(xiàn)象稱為滲透現(xiàn)象。 1 2 3 第四十八頁，共59頁。滲透現(xiàn)象簡(jiǎn)稱滲透，是溶劑分子

19、通過半透膜由純?nèi)軇ɑ蛳∪芤海┻M(jìn)入溶液（或濃溶液）的現(xiàn)象。產(chǎn)生滲透現(xiàn)象必備條件：一是半透膜存在；二是半透膜兩側(cè)溶液存在濃度差。第四十九頁，共59頁。要阻止?jié)B透現(xiàn)象產(chǎn)生，就要在蔗糖溶液上方施加一定的壓力，這一壓力剛好等于U型管中液面差產(chǎn)生的靜水壓。這種恰好能夠阻止?jié)B透現(xiàn)象繼續(xù)發(fā)生而達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的壓力，就稱為該溶液的滲透壓。滲透壓的單位為帕（Pa）或千帕（kPa）。如果用半透膜將稀溶液與濃溶液隔開，其滲透壓為兩溶液的滲透壓之差。第五十頁，共59頁。實(shí)驗(yàn)證明：在一定溫度下，溶液的滲透壓與單位體積中溶質(zhì)粒子的數(shù)目成正比，而與溶質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。溶質(zhì)粒子數(shù)目即溶質(zhì)粒子總濃度，醫(yī)學(xué)上稱為滲透濃度(c滲), 常

20、用單位是mmol/L。 非電解質(zhì)：滲透濃度C滲=CB溶質(zhì) 強(qiáng)電解質(zhì)：C滲=C陽離子+C陰離子二、滲透壓和滲透濃度的關(guān)系第五十一頁，共59頁。例 在相同溫度下，比較0.1mol/L葡萄糖溶液、NaCl溶液和CaCl2溶液的滲透壓大小。 解：0.1mol/L葡萄糖溶液的c滲=c葡萄糖=0.1mol/L 0.1mol/L NaCl的c滲=c（Na+）+ c（Cl-） =0.1mol/L+0.1mol/L=0.2mol/L0.1mol/L CaCl2的c滲=c（Ca2+）+ c（Cl-） =0.1mol/L+0.2molmol/L=0.3mol/L 答：0.1mol/L葡萄糖溶液的滲透壓最小，0.1mol/L CaCl2溶液的滲透壓最大。例題第五十二頁，共59頁。三、滲透壓在醫(yī)學(xué)上的意義正常人體血漿的滲透濃度 (280320mmol/L)c滲(mmol/L)280320等滲溶液高滲