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文檔簡介
鍋爐水處理及質(zhì)量
監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)
第一篇基礎(chǔ)篇第一章化學(xué)基礎(chǔ)知識第一節(jié)化學(xué)基本概念一、物質(zhì)的物理變化和化學(xué)變化
1、物理變化-----分子組成不變?nèi)纾侯伾?、氣味、密度、沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、溶解性等
2、化學(xué)變化-----分子組成發(fā)生變化的變化二、原子、元素與元素符號
1、原子----由原子核和核外電子兩部分組成,是化學(xué)變化中的最小微粒
2、元素----元素是核電荷數(shù)相同的一類原子的總稱
3、元素符號---表示每種元素的固定符號第一節(jié)化學(xué)基本概念三、分子、分子式與相對分子質(zhì)量
1、分子----保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小微粒
2、分子式---是用元素符號表示物質(zhì)分子組成的式子
3、相對分子質(zhì)量---一個分子中各原子的相對原子質(zhì)量的總和第一節(jié)化學(xué)基本概念四、單質(zhì)、化合物和化合價
1、單質(zhì)-----由同種元素組成的物質(zhì)
2、化合物-----由不同種元素組成的物質(zhì)
3、化合價---元素的原子(或原子團(tuán))能和其它原子(或原子團(tuán))相結(jié)合的數(shù)目
“
正價負(fù)價”-------通常以氫原子化合價為+1價作標(biāo)準(zhǔn),其它各元素的化合價,可根據(jù)該元素一個原子能與幾個氫原子化合來確定。第一節(jié)化學(xué)基本概念五、物質(zhì)的量和摩爾質(zhì)量
1、物質(zhì)的量------是以阿佛加德羅常數(shù)為計(jì)數(shù)單位來表示物質(zhì)多少的物理量,常用符號n表示。注意:用物質(zhì)的量時應(yīng)指定基本單元?;締卧?---可以是原子、分子、離子等、電子及其它粒子,或是這些粒子的特定組合。如:硫酸的基本單元可以是H2SO4、1/2H2SO4、SO42-、1/2SO42-
2、物質(zhì)的量單位
----物質(zhì)的量IS計(jì)量單位是:摩爾,符號為mol
國際上規(guī)定,如果某物質(zhì)所含的基本單元粒子數(shù)目達(dá)到阿佛加德羅常數(shù)(6.022045×1023)時,該系統(tǒng)中物質(zhì)的量即為1摩爾(mol)第一節(jié)化學(xué)基本概念
3、摩爾質(zhì)量----每摩爾物質(zhì)的質(zhì)量。符號:“M”
單位為:g/mol(克/摩爾)注意:①摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于該物質(zhì)相應(yīng)的式量(即分子量、原子量、離子量等)。②摩爾質(zhì)量也必須指明基本單元。對于同一物質(zhì),規(guī)定的基本單元不同,其摩爾質(zhì)量也就不同。例如:H2SO4的摩爾質(zhì)量為98g/mol;1/2H2SO4的摩爾質(zhì)量為49g/mol。第一節(jié)化學(xué)基本概念4、物質(zhì)的量(n)與物質(zhì)的質(zhì)量(m)關(guān)系:
①物質(zhì)的量、物質(zhì)的質(zhì)量都是一個基本量,
IS計(jì)量單位分別為mol或mmol,kg或g、mg、μg;
②兩者關(guān)系:如以A為基本單元的物質(zhì)可依下式計(jì)算:
第一節(jié)化學(xué)基本概念六、電解質(zhì)及其電離
1、電解質(zhì)與非電解質(zhì)電解質(zhì)----凡溶解于水后或在熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物非電解質(zhì)--凡溶解于水后或在熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物
2、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)---凡在水溶液中,全部電離成離子的化合物。弱電解質(zhì)---凡在水溶液中,只有部分電離成離子的物質(zhì)
3、電離過程電離過程----電解質(zhì)溶于水或受熱熔化而離解成自由移動的正、負(fù)離子的過程第一節(jié)化學(xué)基本概念七、化學(xué)反應(yīng)及化學(xué)方程式
1、質(zhì)量守恒定律與物質(zhì)不滅定律
2、化學(xué)方程式
----用化學(xué)式來表示化學(xué)反應(yīng)的式子
3、化學(xué)反應(yīng)類型:
----化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)、置換反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)4、離子反應(yīng)及離子反應(yīng)方程式:2H+
+CaCO3=Ca2+
+CO2↑+H2O5、運(yùn)用化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算第二節(jié)水和溶液一、水的性質(zhì)(一)水的物理性質(zhì):
1、外觀----無色、無味、無臭的液體
2、狀態(tài)----氣、液、固三態(tài)
3、比熱----所有固態(tài)和液態(tài)物質(zhì)中,水的比熱最大[4.1868J/(g℃)]
(比熱:1克物質(zhì)升高或降低1℃所吸收或放出的熱量,單位是J/(g℃)。
-------水是使用最廣的傳熱介質(zhì)第二節(jié)水和溶液4、水的蒸汽壓與沸點(diǎn)
飽和蒸汽:達(dá)到上述平衡的蒸汽叫做該溫度下的飽和蒸汽。飽和溫度:上述溫度叫該壓力下的飽和溫度。水的臨界壓力:21.37MPa,對應(yīng)水的沸點(diǎn)為374C隨著T、P的提高,蒸汽和水的密度越接近。第二節(jié)水和溶液5.水的電導(dǎo)
----純水的電導(dǎo)率是很小的,但當(dāng)水中溶有少量電解質(zhì)時,就會使電導(dǎo)率明顯增加。
----電導(dǎo)率隨溫度升高而增大6、水的表面張力表面張力----即水體表面分子受到一種向內(nèi)的拉力
--------水有最大的表面張力
7、水的粘度
------表示水體運(yùn)動過程中所發(fā)生的內(nèi)摩擦力(與溫度有關(guān))第二節(jié)水和溶液(二)水的化學(xué)性質(zhì)
1、很強(qiáng)的熱穩(wěn)定性
2、水能與金屬和非金屬作用放出氫3、水能與許多金屬和非金屬氧化物反應(yīng),生成堿或酸
4、水可以被電解,分解為氫氣和氧氣5、水是一種很強(qiáng)的溶劑,能溶解許多物質(zhì)第二節(jié)水和溶液二、溶液
1、溶解:一種物質(zhì)均勻地分散到另一種液體物質(zhì)中的過程
2、溶液:物質(zhì)溶解后所得到的穩(wěn)定而均勻的混合物
3、溶劑與溶質(zhì):能溶解其它物質(zhì)的叫溶劑;溶解于溶劑中的物質(zhì)叫溶質(zhì)。溶液=溶劑+溶質(zhì)。溶質(zhì)不但可以是固體,還可以是氣體或液體(有時溶質(zhì)和溶劑也是相對而言)。第二節(jié)水和溶液4、溶解性
①易溶物質(zhì)---在20℃時,100克水中能溶解10克以上的物質(zhì)
②可溶物質(zhì)----在20℃時,100克水中能溶解1克以上的物質(zhì)微溶物質(zhì)----在20℃時,100克水中溶解1克以下,0.01克以上的物質(zhì)
③難溶物質(zhì)--=在20℃時,100克水中僅溶解0.01克以下的物質(zhì)
第二節(jié)水和溶液5、溶解度在一定的溫度條件下,每100克溶劑中最多可溶解的溶質(zhì)克數(shù),叫做這種溶質(zhì)的溶解度。①飽和溶液---在一定條件下,當(dāng)溶液中溶質(zhì)的量達(dá)到其溶解度時,此溶液稱為,這時溶質(zhì)既不能再溶解,也沒有結(jié)晶析出;②不飽和溶液---溶質(zhì)的量尚未達(dá)到其溶解度時,稱為,這時溶質(zhì)還能繼續(xù)溶解;③過飽和溶液----溶質(zhì)的量超過溶解度時,稱為,這時溶液中有結(jié)晶析出。第三節(jié)溶液濃度及有關(guān)計(jì)算溶液濃度-----指一定量的溶液或溶劑中所含溶質(zhì)的量(一)質(zhì)量分?jǐn)?shù)用溶質(zhì)的質(zhì)量占溶液總質(zhì)量的百分比表示的,稱為質(zhì)量分?jǐn)?shù)(ω)。再生鈉離子交換器需用質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度為6%的氯化鈉溶液1500kg,問需含95%氯化鈉的食鹽及水各多少千克?第三節(jié)溶液濃度及有關(guān)計(jì)算(二)物質(zhì)的量濃度
-------以單位體積(V)所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量(nA)表示,稱為物質(zhì)的量濃度,常用符號c(A)表示,括號中的“A”為基本單元。例:100mL濃度為c(NaOH)0.1mol/L溶液中,含氫氧化鈉幾克?(0.4g)第三節(jié)溶液濃度及有關(guān)計(jì)算(三)其它幾種濃度
1、質(zhì)量濃度---表示單位體積(V)的溶液中含有溶質(zhì)的質(zhì)量(m),常用符號ρ表示。如式所示:
質(zhì)量濃度的SI單位為kg/m3,常用單位為g/L、mg/L(原ppm)、μg/L(原ppb),也有用mg/mL、μg/mL作單位。
第三節(jié)溶液濃度及有關(guān)計(jì)算2、體積比濃度-----用溶質(zhì)與溶劑的體積比表示,稱為體積比濃度
注意:①這種濃度表示法只適用于溶質(zhì)為液體的溶液。
②通常前面數(shù)字代表濃溶液或純?nèi)苜|(zhì)的體積份數(shù);后面數(shù)字代表溶劑的體積份數(shù)。例如1+3(或1∶3)硫酸即表示此硫酸溶液由1份體積的濃硫酸與3份體積的水混合而成。例:要配制600mL左右1+4硫酸溶液,可由濃硫酸600×(1/5)=120mL和水480mL混合而成注意:必須邊攪拌,邊緩慢地將濃硫酸加至水中第三節(jié)溶液濃度及有關(guān)計(jì)算3、滴定度---每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液(常稱為滴定操作溶液)中,所含有溶質(zhì)的質(zhì)量或相當(dāng)于可與它反應(yīng)的化合物或離子(即被測物質(zhì))的質(zhì)量,常用符號TA(mg/mL)表示。
例如:TCl-=1.0mg/mL的氯化鈉溶液,即表示每毫升該溶液中含有1.0毫克Cl-;
TCl-=1.0mg/mL硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液,表示該硝酸銀溶液1毫升正好可與1.0毫克Cl-反應(yīng)(注意:硝酸銀溶液中并不含Cl-)。滴定度優(yōu)點(diǎn):根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗數(shù)即可得到被測物的含量。例如,測定水樣Cl-含量時,若消耗了TCl-=1.0mg/mL硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)液12mL,則該水樣中Cl-
=1.0×12=12(mg)。第三節(jié)溶液濃度及有關(guān)計(jì)算用滴定度TA表示濃度時,滴定反應(yīng)完全時,操作溶液中A物質(zhì)的量一定等于被測物B物質(zhì)的量。根據(jù)這一規(guī)則,若配制以滴定度表示濃度的溶液,可按下式計(jì)算:式中:TA—欲配溶液滴定度;
V—欲配溶液體積(L);
MA—滴定度指定被測物質(zhì)A的摩爾質(zhì)量(g/mol);mB—欲配溶液中溶質(zhì)B的質(zhì)量(g);MB—溶質(zhì)B的摩爾質(zhì)量(g/mol)。第三節(jié)溶液濃度及有關(guān)計(jì)算例:欲配制TCl-=1.0mg/mL硝酸銀溶液2000mL,需如何配制?(已知MCl-=35.5g/mol、MAgNO3=169.9g/mol)解:因?yàn)?mL硝酸銀溶液正好可與1.0mgCl-反應(yīng),因此硝酸銀溶液TA×V即相當(dāng)于Cl-的量,按1-5式:答:稱取9.6克硝酸銀,用適量蒸餾水溶解后稀釋至2000毫升即可。第三節(jié)溶液濃度及有關(guān)計(jì)算二、溶液濃度的有關(guān)計(jì)算(一)溶液濃度的換算
1、物質(zhì)的量濃度cA與質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω(%)間的換算關(guān)系式為:
ω(%)×ρ×1000=cA×MA
式中:ω—質(zhì)量分?jǐn)?shù)(百分)濃度(%);
ρ—溶液的密度(g/cm3);
cA和MA—基本單元A的物質(zhì)的量濃度(mol/L)和摩爾質(zhì)量(g/mol)(注意兩者的基本單元必須一致)。第三節(jié)溶液濃度及有關(guān)計(jì)算2、物質(zhì)的量濃度cA與滴定度TB間的換算物質(zhì)的量濃度cA與滴定度TB之間按下式換算:式中:MB
—
滴定度指定的被測物質(zhì)B的摩爾質(zhì)量。例:滴定度為TCl-=1.0mg/mL的硝酸銀溶液,其物質(zhì)的量濃度c(AgNO3)為多少?(Cl-摩爾質(zhì)量為35.45g/mol)解:c(AgNO3)=1/35.45=0.028mol/L第三節(jié)溶液濃度及有關(guān)計(jì)算(二)溶液配制的計(jì)算
1、用固體溶質(zhì)配制溶液:
m=cA×MA×Vm=ρ×V2、用濃溶液配制一定濃度的稀溶液:依據(jù):溶質(zhì)的量保持不變,則稀釋公式為:
c濃V濃=c稀V稀
式中,濃度可以是物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量濃度或滴定度,體積也可以是升或毫升。但要注意的是,濃溶液和稀溶液的濃度與體積的單位必須一致。第三節(jié)溶液濃度及有關(guān)計(jì)算例:欲配c(1/2H2SO4)0.1mol/L硫酸溶液1000mL應(yīng)如何用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%(密度=1.84g/cm3)的濃硫酸來配制?解:兩個濃度單位需先換算成一致:
c(1/2H2SO4)=w(%)×ρ×1000÷M(1/2H2SO4)
=98%×1.84×1000÷49=36.8mol/L根據(jù)稀釋公式得:
V濃=c稀V稀/c濃=0.1×1000÷36.8≈3(mL)答:配制時,在997毫升純水中緩緩加入3毫升濃硫酸,搖勻并冷卻后進(jìn)行標(biāo)定。第三節(jié)溶液濃度及有關(guān)計(jì)算(三)溶液中有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的計(jì)算
“等一價物質(zhì)的量規(guī)則”:參加反應(yīng)的各物質(zhì)都以一價離子為基本單元時,其物質(zhì)的量相等。例如物質(zhì)A與物質(zhì)B都以一價離子為基本單元,則它們完全反應(yīng)時,物質(zhì)的量相等,即nA=nB,并符合下列關(guān)系式:
cAVA=cBVB
;第三節(jié)溶液濃度及有關(guān)計(jì)算例:稱取0.1200g基準(zhǔn)無水碳酸鈉,加100mL純水溶解,用于標(biāo)定硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度,結(jié)果消耗硫酸22.20mL,求此硫酸濃度c(1/2H2SO4)=?解:M(1/2Na2CO3)=52.99(g/mol),根據(jù)計(jì)算公式:
答:此硫酸的濃度為c(1/2H2SO4)=0.1020mol/L。第四節(jié)酸、堿、鹽、氧化物和絡(luò)合物一、酸及其一般化學(xué)性質(zhì)(一)酸的概念1、定義:凡是在水溶液中電離出來的陽離子全部是氫離子(H+)的化合物稱為酸。2、組成和命名:酸通常是由氫離子(H+)與酸根陰離子組成。無氧酸:氫某酸含氧酸:組成酸根的元素來命名,“某酸”
3、分類
①根據(jù)酸分子中可被置換的氫原子個數(shù),分為一元酸、二元酸及三元酸。
②根據(jù)酸在水溶液中電離H+能力,分為強(qiáng)酸和弱酸第四節(jié)酸、堿、鹽、氧化物和絡(luò)合物(二)酸的共性(化學(xué)性質(zhì))
1、能使酸堿指示劑變色(例如:使石蕊試紙顯紅色,使甲基橙指示劑變?yōu)槌燃t色)
2、與金屬氧化物反應(yīng),生成鹽和水
3、與堿發(fā)生中和反應(yīng),生成鹽和水
4、與鹽反應(yīng),生成新酸和新鹽
5、和較活潑的金屬反應(yīng),生成鹽和氫氣(硝酸和濃硫酸除外)第四節(jié)酸、堿、鹽、氧化物和絡(luò)合物二、堿及其一般化學(xué)性質(zhì)(一)堿的概念
1、定義:凡是在水溶液中電離出來的陰離子全部是氫氧根離子(OH-)的化合物稱為堿。
2、組成:堿一般由金屬離子和氫氧根離子組成(除氨水外)。
3、命名:通常根據(jù)與氫氧根化合的金屬離子的名稱來命名,叫做“氫氧化某”。氨水是例外,它是一種弱堿,通常以NH3分子形式存在,但在水中也能發(fā)生微弱的電離(電離成NH4+和OH-)。
4、分類:根據(jù)堿在水溶液中電離OH-的能力,可分為強(qiáng)堿和弱堿。堿性的大小隨著堿的電離度降低而減弱。第四節(jié)酸、堿、鹽、氧化物和絡(luò)合物(二)堿的共性(化學(xué)性質(zhì))
1、能使酸堿指示劑變色(例如:能使石蕊試紙顯藍(lán)色;使甲基橙指示劑變黃色;遇酚酞指示劑變紅色)。
2、能與非金屬氧化物反應(yīng),生成鹽和水
3、與酸發(fā)生反應(yīng),生成鹽和水
4、與鹽反應(yīng),生成新堿和新鹽第四節(jié)酸、堿、鹽、氧化物和絡(luò)合物三、鹽及其一般化學(xué)性質(zhì)(一)鹽的概念
1、定義:凡是電離時生成金屬陽離子和酸根陰離子的化合物叫做鹽。
2、分類、組成和命名:根據(jù)鹽的組成不同,可分為:正鹽、酸式鹽、堿式鹽、復(fù)鹽等。
①正鹽:在分子中只含有金屬原子和酸根的鹽叫正鹽。其命名由酸根名稱和金屬離子名稱組成
②酸式鹽:在分子中除含有金屬原子和酸根外,還含有一個或幾個能被金屬原子置換的氫原子的鹽叫酸式鹽。其命名是在酸根名稱和金屬離子名稱中間加“氫”,例如:Ca(HCO3)2叫碳酸氫鈣第四節(jié)酸、堿、鹽、氧化物和絡(luò)合物
③堿式鹽:在分子中除含有金屬原子和酸根外,還含有一個或幾個氫氧根的鹽叫堿式鹽。它的命名是在其正鹽的名稱前加“堿式”兩字,如:MgOHCl叫堿式氯化鎂。
④復(fù)鹽:由兩種不同的金屬離子和酸根組成的鹽叫復(fù)鹽。如KAl(SO4)2叫硫酸鋁鉀(俗稱為明礬)第四節(jié)酸、堿、鹽、氧化物和絡(luò)合物(二)鹽的一般化學(xué)性質(zhì)
1、與酸反應(yīng)生成新鹽和新酸(見酸的化學(xué)性質(zhì))
2、與堿反應(yīng)生成新鹽和新堿(見堿的化學(xué)性質(zhì))
3、與另一種鹽反應(yīng),生成兩種新的鹽(例如:鍋爐水處理常用磷酸三鈉防止鈣垢)
4、與金屬作用生成新鹽和新的金屬(例如:鍋爐水垢中若含有銅垢,酸洗時會發(fā)生鍍銅反應(yīng),同時會對金屬鐵產(chǎn)生腐蝕)注:只有排在金屬活潑性順序表前面的金屬,才能把排在它后面的金屬從其鹽溶液中置換出來。第四節(jié)酸、堿、鹽、氧化物和絡(luò)合物四、氧化物及其一般化學(xué)性質(zhì)分類:酸性氧化物、堿性氧化物、兩性氧化物及惰性氧化物。(一)酸性氧化物凡能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物,稱為酸性氧化物,大多數(shù)非金屬氧化物為酸性氧化物
(CO2)
(二)堿性氧化物凡能與酸反應(yīng)生成鹽和水的氧化物,稱為堿性氧化物。大多數(shù)金屬氧化物為堿性氧化物,并且呈固體(例如CaO)。
第四節(jié)酸、堿、鹽、氧化物和絡(luò)合物(三)兩性氧化物凡既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物稱為兩性氧化物。如Al2O3、Fe2O3、ZnO等。(四)惰性氧化物凡既不能與酸反應(yīng)也不能與堿反應(yīng)的氧化物稱為惰性氧化物。如CO、NO等。第四節(jié)酸、堿、鹽、氧化物和絡(luò)合物五、絡(luò)合物及其一般化學(xué)性質(zhì)(一)絡(luò)合物的概念
---------絡(luò)合分子或含有絡(luò)離子的化合物叫絡(luò)合物絡(luò)離子或絡(luò)合分子------由一個簡單的陽離子(稱為中心離子)與一定數(shù)目的中性分子或陰離子(稱為配位體)以配位鍵結(jié)合而成的復(fù)雜離子或分子不同的絡(luò)合物在水溶液中的穩(wěn)定性不同,其穩(wěn)定性常以“穩(wěn)定常數(shù)”表示。第四節(jié)酸、堿、鹽、氧化物和絡(luò)合物(二)絡(luò)合物與簡單化合物的區(qū)別簡單化合物---由兩種元素或原子團(tuán)組成的化合物。絡(luò)合物----含絡(luò)離子或絡(luò)合分子第四節(jié)酸、堿、鹽、氧化物和絡(luò)合物(三)絡(luò)合物的應(yīng)用
1、在水質(zhì)分析中用EDTA絡(luò)合劑測定硬度和鐵離子
2、有些難溶物質(zhì)也可用絡(luò)合劑通過絡(luò)合反應(yīng)來溶解(例如高壓鍋爐常用EDTA或檸檬酸等絡(luò)合劑作化學(xué)清洗劑)3、在循環(huán)水系統(tǒng)中,常加入少量的六偏磷酸鈉或三聚磷酸鈉,也是利用它們與冷卻水中的鈣鎂離子絡(luò)合來防止系統(tǒng)結(jié)垢。第五節(jié)電離平衡電解質(zhì)與非電解質(zhì)在水溶液或熔融狀態(tài)下能電離的物質(zhì)(導(dǎo)電的化合物)稱為電解質(zhì)幾乎全部能電離的物質(zhì)為強(qiáng)電解質(zhì)只能部分電離的物質(zhì)為弱電解質(zhì)不能電離的為非電解質(zhì)弱電解質(zhì)在電離過程中都存在著電離平衡,例如:第五節(jié)電離平衡電離平衡是一種化學(xué)平衡,根據(jù)化學(xué)平衡原理和質(zhì)量作用定律得出其電離平衡常數(shù)(K)為:電離平衡常數(shù)表達(dá)式有以下幾個特征:各物質(zhì)濃度均為平衡時的濃度,常以mol/L表示;對于弱電解質(zhì),平衡常數(shù)K不因濃度改變而改變,但隨溫度改變而改變;不同弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)不同。K值愈大,電解質(zhì)愈易電離。第五節(jié)電離平衡電離度弱電解質(zhì)的電離度就是當(dāng)達(dá)到電離平衡時,已電離的溶質(zhì)分子數(shù)占原有溶質(zhì)分子總數(shù)的百分?jǐn)?shù)不同的電解質(zhì)具有不同的電離度。對同一種電解質(zhì)來說,其電離度與電解質(zhì)的濃度和溶劑有關(guān)。根據(jù)平衡移動的規(guī)律,電離平衡向生成離子的方向移動,所以電離度增大。溶劑分子極性越強(qiáng),電離平衡越容易向生成離子的方向移動,使電解質(zhì)在該溶劑中的電離度越大第五節(jié)電離平衡多元弱酸的電離在分子中含有一個以上可置換的氫離子的酸叫做多元酸;多元弱酸的電離是分步進(jìn)行的,每步都有其電離常數(shù),并且其電離常數(shù)是逐步減小的一般第二步電離比第一步電離困難得多,在計(jì)算H+濃度時,可忽略第二步電離,只用第一步電離的K1進(jìn)行計(jì)算。第五節(jié)電離平衡水的離子積及溶液的pH水的離子積水是一種很弱的電解質(zhì),只有很少一部分水分子電離成H+和OH-。其電離平衡如下:
(實(shí)際上為H3O+)實(shí)驗(yàn)測得25℃純水中[H+]和[OH-]各為1×10-7mol/L根據(jù)電離平衡:KW=[H+][OH-]=1×10-14KW叫做水的離子積常數(shù)。
第五節(jié)電離平衡水溶液的pH在實(shí)際工作中,常用pH表示溶液的H+離子濃度定義:pH為H+濃度的負(fù)對數(shù),即根據(jù)水的離子積常數(shù)可得出:在純水中,[H+]=10-7mol/L,則pH=-lg10-7=7通常用pH大小表示溶液酸堿性:
pH=7,中性;
pH>7,堿性。pH越大,堿性越大;
pH<7,酸性。pH越小,酸性越大第五節(jié)電離平衡同離子效應(yīng)和緩沖溶液同離子效應(yīng):在弱電解質(zhì)溶液中加入一種組成中有與弱電解質(zhì)相同離子的強(qiáng)電解質(zhì),則弱電解質(zhì)的電離平衡會由于溶液中有相同離子存在而使平衡發(fā)生移動,這種現(xiàn)象稱為同離子效應(yīng)。例如氨水為弱電解質(zhì),存在如下的電離平衡:當(dāng)加入強(qiáng)電介質(zhì)NH4Cl時,由于NH4+濃度增加,使氨水的電離平衡朝著生成NH3的方向移動,使溶液中的OH-濃度降低了,即氨水的電離度降低了。第五節(jié)電離平衡緩沖溶液緩沖溶液具有調(diào)節(jié)和控制溶液pH的能力,在一定程度上能抵御外來酸、堿或稀釋的影響,從而使溶液的pH保持相對的穩(wěn)定。通常弱堿與弱堿鹽、弱酸與弱酸鹽或多元酸堿組成的溶液,如NaH2PO4和Na2HPO4溶液、NH3和NH4Cl溶液、及HAc和NaAc組成的溶液都是緩沖溶液。在選用緩沖溶液時,應(yīng)注意反應(yīng)物與生成物不能與緩沖溶液發(fā)生反應(yīng),并且在不同的pH范圍選用不同的緩沖溶液。第五節(jié)電離平衡緩沖溶液的緩沖原理(以氨-氯化氨緩沖液為例)在NH3·H2O-NH4Cl緩沖溶液中,氨有電離傾向,但由于同離子效應(yīng),它的電離受NH4+的抑制;同樣,NH4+有水解傾向,但因氨的存在,使NH4+的水解受到抑制。NH4Cl在水中全部電離為離子,所以溶液中NH4+增大,并大量地同OH-結(jié)合變成氨分子當(dāng)加入酸時,H+與
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