酸堿平衡復(fù)習(xí)市公開課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

第六章酸堿平衡§

1.1酸堿理論§

1.2水質(zhì)子自遞平衡§

1.3弱酸弱堿電離平衡§

1.4緩沖溶液第1頁比如：H3PO4電離分三步進(jìn)行二、多元弱酸、弱堿電離平衡凡是能釋放出兩個(gè)或更多質(zhì)子弱酸稱為多元弱酸。如H2CO3、H3PO4。他們?cè)谒蟹植诫婋x出多個(gè)質(zhì)子，稱分布電離或逐層電離。酸對(duì)應(yīng)共軛堿Ka1Kb3H3PO4H2PO4-HPO42-PO43-Ka3Kb1HPO42-H2PO4-Ka2Kb2Ka1>>Ka2>>Ka3假如只是計(jì)算多元弱酸溶液中H+濃度，通常只考慮第一步電離，若需計(jì)算第二、第三步電離其它物種濃度，則需考慮第二或第三步電離平衡。第2頁所以，對(duì)于多元弱酸溶液可歸納為：（1）當(dāng)多元弱酸

Ka1>>Ka2>>Ka3，Ka1/Ka2＞102時(shí)，可看成一元弱酸處理，Ka1可作為衡量酸強(qiáng)度標(biāo)志。（3）多元酸第二步以后離解所得共軛堿濃度都很低，若需大量這些離子，不能依靠多元酸來提供，而要用對(duì)應(yīng)離子堿。

（2）多元酸第二步離解出共軛堿濃度近似等于Ka2，它與酸濃度關(guān)系不大。第3頁三、兩性物質(zhì)電離平衡經(jīng)慣用到兩性物質(zhì)有：HCO3-、H2PO4-、HPO42-、NH4Ac以及氨基酸（以NH3+·CHR·COO-為代表）等。兩性物質(zhì)在溶液中質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡十分復(fù)雜，僅作相關(guān)近似計(jì)算討論。兩性物質(zhì)H+濃度近似計(jì)算公式(6-8)式中Ka

為該酸式鹽作為酸時(shí)電離常數(shù)，Ka’

為該酸式鹽作為堿時(shí)電離常數(shù)，

c為酸式鹽濃度。第4頁當(dāng)Kac≥20KW時(shí)，式中KW可忽略，則(6-8a)當(dāng)c≥20Ka’時(shí)，分母中Ka’可忽略，則(6-8b)或(6-8)第5頁1.同離子效應(yīng)

在弱電解質(zhì)水溶液中，加入與該弱電解質(zhì)含有相同離子可溶性強(qiáng)電解質(zhì)時(shí)，使弱電解質(zhì)電離度減小現(xiàn)象，稱為同離子效應(yīng)。平衡向左移動(dòng)平衡向左移動(dòng)HAC+H2OH3O++AC-NaACAC-+Na+NH3+H2OOH-+NH4+NH4++Cl-NH4Cl四、酸堿電離平衡移動(dòng)第6頁2.鹽效應(yīng)

在弱電解質(zhì)水溶液中，加入與該弱電解質(zhì)沒有相同離子可溶性強(qiáng)電解質(zhì)時(shí)，使弱電解質(zhì)解離度增大現(xiàn)象，稱為鹽效應(yīng)。HAc+H2OH3O++Ac-

NaClNa++Cl-NaCl電離出眾多正、負(fù)離子，聚集在弱電解質(zhì)HAc電離出正、負(fù)離子周圍形成離子氛，使平衡向右移動(dòng)，到達(dá)新平衡時(shí)，離子濃度乘積與分子濃度比值不再是常數(shù)，此時(shí)要用活度代替濃度代入到電離平衡關(guān)系式中，才得到常數(shù)。第7頁能夠反抗外來少許強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或稍加稀釋，而保持其pH基本不變作用，稱為緩沖作用（bufferaction）。含有緩沖作用溶液稱為緩沖溶液（buffersolution）。§6.4緩沖溶液1.定義：第8頁2.組成：共軛酸及其對(duì)應(yīng)共軛堿兩種物質(zhì)。如：HAc—NaAcNH3—NH4ClNaH2PO4—Na2HPO4

組成緩沖溶液兩種物質(zhì)合稱為緩沖系（buffersystem）或緩沖對(duì)（bufferpair）。第9頁3.緩沖作用機(jī)理以HAc—NaAc緩沖系為例：該溶液特點(diǎn)：HAc分子多，Ac-離子多，H3O+少。還有一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡。第10頁在該溶液中主要存在以下平衡移動(dòng)：（抗酸成份）平衡右移+H3O+平衡左移+OH-2H2O（抗堿成份）

總之，因?yàn)榫彌_溶液中同時(shí)含有大量抗酸成份和抗堿成份，它們經(jīng)過質(zhì)子平衡移動(dòng)以到達(dá)消耗掉外來少許強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，而保持溶液pH基本不變作用。第11頁二、緩沖溶液pH計(jì)算亨德森-哈塞爾巴赫（Henderson-Hasselbalch）方程式（6-10a）（6-11a）（緩沖溶液pH值最簡計(jì)算公式）第12頁由公式可知影響緩沖溶液pH值原因主要有兩個(gè)：1.弱酸解離常數(shù)Ka值。2.緩沖比c（B-）/c（HB）。同理,弱堿及其共軛酸組成緩沖溶液中OH-濃度計(jì)算公式：（6-12）1、當(dāng)c共軛堿/c弱酸為一定值時(shí)，則c共軛堿+c弱酸總濃度越大，外加相同一元強(qiáng)酸、或強(qiáng)堿量后，比值改變?cè)叫?，所以緩沖能力越大。緩沖比影響原因：第13頁普通認(rèn)為pH=pKa±1為緩沖作用有效區(qū)間，稱為緩沖溶液緩沖范圍（buffereffectiverange）。不一樣緩沖系，因各自弱酸pKa不一樣，所以緩沖范圍也各不相同。P1102、當(dāng)c共軛堿+c弱酸為一定值時(shí)，原比值為1時(shí)，外加相同一元強(qiáng)酸、或強(qiáng)堿量后，比值改變?cè)叫?，所以緩沖能力越大。所以，為了有較大緩沖能力，除考慮有較大總濃度外，還必須使c共軛堿/c弱酸在一定范圍內(nèi)，普通應(yīng)控制在0.1至10之間，不然緩沖能力太小，起不到緩沖作用。緩沖溶液pH值計(jì)算公式應(yīng)用第14頁三、緩沖溶液選擇和配制配制方法和步驟：1.選擇適當(dāng)緩沖系。使所需配制緩沖溶液pH在所選緩沖系緩沖范圍之內(nèi)，并盡可能靠近弱酸pKa值，這么所配制緩沖溶液可有較大緩沖容量。如：配制pH為4.8緩沖溶液，可選擇HAc-NaAc緩沖系，因HAcpKa=4.76。選擇緩沖系要考慮兩個(gè)原因：第15頁2.總濃度要適當(dāng)3.計(jì)算所需弱酸及其共軛堿物質(zhì)量或體積4.按計(jì)算結(jié)果，分別量取體積為V（HB）HB溶液和V（B-）B-溶液相混合，即得V體積所需pH近似緩沖溶液。

假如對(duì)pH值要求嚴(yán)格試驗(yàn)，還需在pH計(jì)監(jiān)控下對(duì)所配緩沖溶液pH加以校正。所選緩沖系物質(zhì)應(yīng)穩(wěn)定、無毒，不與溶