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文檔簡介
第五章酸堿反酸堿理論應(yīng)酸堿平衡酸堿平衡的計(jì)算緩沖溶液5.1
酸堿理論5.1.1
酸堿電離理論酸堿5.1.2酸堿質(zhì)子理論酸堿質(zhì)子理論1
酸堿定義凡是能提供質(zhì)子的物質(zhì)就是酸,凡是能接受質(zhì)子的物質(zhì)就是堿酸→質(zhì)子+堿HA
→
H+
+A-A-共軛酸堿對(duì)HClH2SO4Cl-HSO4--H2PO4-2--HPO42-+
H2PO4+
HPO4+
NH3NH4+H3PO4
-H2PO4
--NH3●●●2
酸堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)—質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)酸堿堿酸酸堿酸堿HOAc
→
H+
+
OAc-NH3
+
H2O
OH
-
+堿1
酸2
堿2酸1HA(酸)
H+H++ B(堿2)+ A-(堿1)HB
+(酸2)HA(酸1)+B(堿2)HB+(酸2)+A-(堿1)3
溶劑的酸堿性質(zhì)子溶劑特征質(zhì)子自遞反應(yīng)兩性溶劑酸性溶劑堿性溶劑惰性溶劑酸:能夠接受電子對(duì)的物質(zhì)堿:能夠給出電子對(duì)的物質(zhì)酸堿平衡溶劑的質(zhì)子自遞反應(yīng)氨化質(zhì)子甲醇化質(zhì)子醋酸化質(zhì)子質(zhì)子自遞反應(yīng)常數(shù)Kw?cB[B]w
3K
?
=
[H
O+
]
[OH-]Kw
=
[H3O+
]
[OH-]Kw
(
298.15K
)
=
1.0×10?
-14pKw
=
pH
+
pOH
=14KsKs
=[NH4+
][NH2-
]+
-Ks
=[CH3OH2
][CH3O
]Ks
=[H2OAc+
][H2OAc+
]5.2.2
弱酸和弱堿的解離反應(yīng)1
一元弱酸和弱堿Ka解離常數(shù)+
H2OHCOO-+
H3O+HCOOHKa=1.8×10-4HOAcKa=1.8×10-5+
H2OOAc-+
H3O+酸性減弱Kb解離常數(shù)減弱Kb堿接受HCl〉比它們強(qiáng)的都解離了Kw
=
[H3O+
]
[OH-]拉平效應(yīng)性溶劑拉平〉成為溶劑化質(zhì)子pKa
=
8.8pKa
=
9.4pKa
=
9.1區(qū)分效應(yīng)2.
多元弱酸和弱堿H3PO4
+H2OH3O+
+
H2PO
-4pKa2=7.20pKa3=12.36H2PO
-
+
H
O4
2H
O+
+
HPO
2-3
4HPO
2-
+
H
O4
2H3O+
+
PO
3-4pKa1=2.12
酸性減弱4PO
3-
+H2O
=
OH
-
+
HPO
2-44
2
2HPO
2-
+
H
O
=
OH
-
+
H
PO
-4pKb1pKb2pKb3=11.88=1.64
堿性=6.80
減弱H2PO
-
+
H
O
=
OH
-
+ H
PO4
2
34Ka1
Ka23.
共軛酸堿對(duì)的Ka和Kb之間的關(guān)系4.
解離度(α)和稀釋定律α100%
已解離的電解質(zhì)的濃度電解質(zhì)的總濃度
n已解離的電解質(zhì)100%n總初始濃度
c平衡濃度
c(
1
-
α)cα00cαKac
稀釋定律1/2α
=
(Kb
/c
)同離子效應(yīng)初始濃度0.100平衡濃度0.1-xxx初始濃度0.11.00平衡濃度0.1-x1.0+xx初始濃度0.11.00平衡濃度0.1-y1.0+2yy5.2.3
中和反應(yīng)強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng):K
=1/
Kw強(qiáng)堿與弱酸反應(yīng):b,A-w
Ka,HA1[A
]K
K[HA][OH
]
K強(qiáng)酸與弱堿反應(yīng):Kw1[HA]K-b,AK
K
a,HA[H
][A
]弱酸與弱堿反應(yīng):[HOAc][NH3
][H
]4[NH
][H
][OAc
][NH
][OAc
]K
4
[NH3
][HOAc]1[NH3
][H
][OH
][H
][OAc
]
[NH
][OH
]
4
[HOAc]
Ka,HA
Kb,(
NH3
)KwH3PO4
+
OH
-H2PO4-
+
OH
-HPO4
2-
+
OH
-H2O
+
H2PO4
-H2O
+
HPO42-H2O
+
PO4
3
-H+
+
CO3
2-H+
+
HCO3
-HCO3
-CO3
2-5.2.4
水解反應(yīng)及水解常數(shù)強(qiáng)酸弱堿鹽:強(qiáng)堿弱酸鹽:a,HOAc
Kb,OAc-[HOAc][OH
-
]KwKh
[OAc
]Ka,NH44b,NH3Kh
KKw
K[NH
][H
][NH
]3弱酸弱堿鹽水解:b,NH3KKwKa,NH
4a,HOAcKK
Kwb,OAcK
=
1/Kwa,HOAc
b,NH3K
KKwh總K
K
弱酸弱堿鹽的溶液的酸堿性:兩性物的水溶液的酸堿性:H2PO
-
+
H
O4
2H3O+
+HPO4a2pK
=7.202--H2PO4
+
H2OOH
-
+
H3PO4pKb3
=
11.883.酸堿平衡的計(jì)算1.
分布系數(shù)分布系數(shù):δδ1δ0δ2δ1δ0a1
a1
a2K[H ]2
K
[H
]
K[H
]22
1Ka1[H
][H
]2
K
[H
]
K
Ka1
a1
a2
0Ka1
Ka2[H
]2
Ka1[H
]
Ka1Ka2
a1[H
]K[H
]Ka
23Ka1
a
2
a3[H
]
K
Kc[H
]3
K
[H
]2
K
Ka1
a1
a2[H
]3
[H3PO4
]
2c2
4a1[H
]3
K
[H
]2
K
Ka1
a1
a2[H
]
K
K
Ka1
a2
a3-[H
PO
]K
[H
]21ca1[H
]3
K
[H
]2
Ka1Ka2
[H
]
Ka1Ka2
Ka3[HPO2-
]K
K
[H
]
4a1
a20a1
a2
a33-[PO
]a1Ka
2
Ka3K
K
K4c
[H
]3
K
[H
]2
K
K
[H ]
Ka1
a1
a2Kb
[OH-]NH3[OH
]bK
[OH
]
bKb[OH
]
K4NH
14[H
]NHaK
[H
]
0NH3aK
[H
]Ka
2
分布曲線δcδ分布曲線分布圖δ0.8-0.6-0.4-0.2-034567pH=pKa=4.74δ1δ0●●●●●●●δ2a2[H
]
K[H
]
1a2Ka2[H
]
K
5.3.2
溶液平衡的基本關(guān)系式1.
物料平衡方程:(MBE)c
HOAccc
H3PO4c
Na2SO3書寫要點(diǎn)給定組分及各種可能形體2.
電荷平衡方程:(CBE)2[Na+]+[
H+]=[CN-]+[OH–]c
+[
H
+]=[CN-]+[OH–]3.
質(zhì)子平衡方程:(PBE)MBE:CBE:
23PBE:[H
]
2[H
PO
]
[H
PO
]
[OH
]
[PO3
]
[NH
]3
4
2
4
4
3得1個(gè)得2個(gè)
得1個(gè)
失1個(gè)
失1個(gè)
失1個(gè)得質(zhì)子后的產(chǎn)物H2PO4-失質(zhì)子后的產(chǎn)物H3O+
(H+)+H+H3PO4+2H+Na
++H+-H+-H+-H+OH
NH3PO43--[H+]+[H2CO3
]
=[OH-]+[CO3
]2-PBE4[H+]+2
[H3PO4]
+
[H2PO4
-
]
=[OH-]+[PO
3-
]+[NH3]5.3.3
酸堿水溶液pH
的計(jì)算●●●一般先用最簡式粗算,經(jīng)比較、判別后,再確定計(jì)算公式[H
]
K
[HA]
Ka
wc
Ka
≥10Kw[H
]
[H
]
cK
Ka
w近似式c
/
Ka
≥105c
Ka
≥10Kw最簡式(c
[H
])Ka近似式[H
]
cKac
/
Ka
≥105K
[A
]
Kb
w[OH
]
c
/
Kb
≥105[OH
]
c
Kb
≥10KwcK
Kb
w(c
[OH
])Kb[OH
]
c
/
Kb
≥105
c
Kb
≥10K[OH
]
cKbcKa1≥10Kw又:2Ka2/[H+]<<1又:c/Ka1>1052Kb2/[OH-]<<1c/Kb1>105cKb1≥10KwKa1>>
Ka2c
Ka2
>>
10Kwc
Ka2
>>
10Kwc
/Ka1≥10a1cKa1Ka2[H
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