弱酸弱堿的解離平衡

無機(jī)與分析技術(shù)基礎(chǔ)化學(xué)教研室王雷清弱酸弱堿的解離平衡無機(jī)與分析技術(shù)基礎(chǔ)化學(xué)教研室王雷清水的電離平衡與溶液的pH值一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)電解質(zhì)：在水溶液中或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔?，例如酸、堿、鹽、水及金屬氧化物等。非電解質(zhì)：在水溶液中和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物。如：多數(shù)有機(jī)物、非金屬氧化物等。蔗糖、酒精、葡萄糖等一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)判斷：下列物質(zhì)是否是電解質(zhì)？HCl醋酸NaOHBaSO4NaCl蔗糖NH3SO3

銅石墨1.強(qiáng)電解質(zhì)：在水溶液中能完全電離的電解質(zhì)主要包括：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、大部分鹽及金屬氧化物電離過程不可逆，電離方程式用“=”表示2.弱電解質(zhì)：在水溶液中部分電離的電解質(zhì)主要包括:弱酸、弱堿、水、少數(shù)鹽（如HgCl2）電離過程可逆，用“”表示若弱電解質(zhì)為多元弱酸，則電離分步進(jìn)行，且以一級電離為主一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)導(dǎo)電能力不一定強(qiáng)，弱電解質(zhì)導(dǎo)電能力不一定弱

（一）強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)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)一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)總結(jié)：（二）電離度

定義:當(dāng)弱電解質(zhì)在溶液中達(dá)到電離平衡時，溶液中已經(jīng)電離的電解質(zhì)分子數(shù)占原來電解質(zhì)總分子數(shù)（包括已電離和未電離的）的百分?jǐn)?shù)。符號：α電離度=已電離的電解質(zhì)分子數(shù)電解質(zhì)分子總數(shù)×100%已電離的電解質(zhì)濃度電解質(zhì)總濃度×100%=一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)說明：α可定量表示弱電解質(zhì)的相對強(qiáng)弱，一般的，0.1mol/L溶液中α<5%的為弱電解質(zhì)α取決于電解質(zhì)本性，此外也與溫度和濃度有關(guān)：濃度↓，α↑電離過程（正反應(yīng)）為吸熱過程，溫度↑，α

↑一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)(三)離子氛和表觀電離度1923年，德拜和休格爾提出強(qiáng)電解質(zhì)理論。要點：①強(qiáng)電解質(zhì)在水中是完全電離的；

②離子之間相互作用，使離子的行動并不自由,

離子在溶液中的運動受到周圍離子氛的牽制。一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)離子氛:中心離子周圍的異性離子群由于“離子氛”的存在，離子間產(chǎn)生互相牽制作用實驗測得的電離度稱為表觀電離度表觀電離度通常都小于100%，如KCl為86%。離子氛示意圖一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)1907年，美國化學(xué)家路易斯(Lewis)提出活度：把強(qiáng)電解質(zhì)溶液中實際上能起作用的離子濃度稱為有效濃度，又稱為活度。符號：a

ai

＝γiciγ：離子的活度系數(shù)，它反映了電解質(zhì)溶液中離子相互牽制作用的大小。通常情況下γi＜1，即離子的活度小于實際濃度。溶液濃度↑，γ↓。（四）活度和活度系數(shù)一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)(五)離子強(qiáng)度溶液中各離子濃度與離子電荷平方乘積的總和的二分之一稱為該溶液的離子強(qiáng)度?？捎孟率奖硎荆菏街蠭：離子強(qiáng)度，C：i離子的濃度，Z：i離子的電荷數(shù)一、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)

離子強(qiáng)度越大，離子間的相互牽制越強(qiáng)，離子活度系數(shù)越小,離子濃度與實際濃度相差就越小無機(jī)與分析技術(shù)基礎(chǔ)化學(xué)教研室王雷清一元弱酸弱堿的解離平衡二、弱電解質(zhì)的電離平衡（一）一元弱酸弱堿的電離平衡

概念：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的狀態(tài)稱為弱電解質(zhì)的電離平衡。電離平衡是化學(xué)平衡的一種特點：動、等、定、變

(二)電離平衡常數(shù)Ki：Ka=[H3O+].[A-][HA]對于一元弱酸：HA+H2OH3O++A-，平衡時Kb=[NH4+].[OH-]

[NH3]對于一元弱堿：NH3+H2ONH4++OH-，平衡時二、弱電解質(zhì)的電離平衡電離平衡常數(shù)意義：在相同條件下，K值越大，弱電解質(zhì)的電離程度越大，相應(yīng)酸(或堿)的酸(或堿)性越強(qiáng)。電離平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與濃度無關(guān)。Ｔ變化不大時，Ｋ變化可忽略不計。多元弱酸每一步電離對應(yīng)一個Ka,且Ka1》Ka2》Ka3，H2CO3H++HCO3-HCO3-H++CO32-Ka1=4.4×10-7mol/LKa2=4.7×10-11mol/L二、弱電解質(zhì)的電離平衡無機(jī)與分析技術(shù)基礎(chǔ)化學(xué)教研室王雷清解離常數(shù)與解離度的關(guān)系(二)電離常數(shù)與電離度的關(guān)系兩者都能反映弱電解質(zhì)的電離程度，它們之間有區(qū)別又有聯(lián)系電離常數(shù)Ｋ表示的是解離平衡，與電解質(zhì)的濃度無關(guān)電離度α表示的是弱電解質(zhì)在一定條件下的解離程度電離常數(shù)能更好地反映弱電解質(zhì)的特征，應(yīng)用范圍比電離度更廣

二、弱電解質(zhì)的電離平衡電離常數(shù)與電離度α之間的關(guān)系可利用HAc的電離平衡來說明。

開始濃度

c

00平衡濃度

c-cα

cα

cα

當(dāng)α很小時，1-α≈1

Ka＝∴

Ka＝cα2或α＝

HAc

H＋＋Ac-濃度越大，電離度小無機(jī)與分析技術(shù)基礎(chǔ)化學(xué)教研室王雷清共軛酸堿對的Ka和Kb關(guān)系(三)共軛酸堿對HA-A?的Ka與Kb的關(guān)系

共軛酸堿對的Ka與Kb的關(guān)系，可以根據(jù)酸堿質(zhì)子理論推導(dǎo)出來。某酸HA在水中的質(zhì)子傳遞反應(yīng)平衡式為：Ka＝其共軛堿A-在水中的質(zhì)子傳遞反應(yīng)平衡式為：HA＋H2OA-＋H3O＋

A-＋H2O

HA＋OH-

將平衡常數(shù)相乘令pK=-lgK，則有pKa

＋pKb

＝pKw

＝14上式表明：(1)共軛酸堿對的Ka與Kb成反比

(2)酸愈弱，其共軛堿愈強(qiáng)；堿愈弱，其共軛酸愈強(qiáng)。二、弱電解質(zhì)的電離平衡例7-1已知25℃時，HAc的Ka＝1.75×10-5，計算Ac-的Kb，及pKb。解：Ac-是HAc的共軛堿根據(jù)公式Ka×Kb

＝KwpKb

＝-lgKb＝-lg5.71×10-10＝9.24二、弱電解質(zhì)的電離平衡例7-2已知25℃時，NH3的Kb

＝1.76×10-5，求NH4＋的Ka。解：NH4＋是NH3的共軛酸根據(jù)公式Ka×Kb

＝Kw二、弱電解質(zhì)的電離平衡無機(jī)與分析技術(shù)基礎(chǔ)化學(xué)教研室王雷清多元弱酸弱堿的解離平衡

對于多元弱酸(或多元弱堿)在水中的質(zhì)子傳遞反應(yīng)是分步進(jìn)行的，情況復(fù)雜些。例如H2CO3是二元弱酸，其質(zhì)子傳遞分兩步進(jìn)行，每一步都有相應(yīng)的質(zhì)子傳遞平衡及平衡常數(shù)。第一步：H2CO3＋H2O

HCO3-

＋H3O+

Ka1＝4.30×10-7第二步：HCO3-

＋H2OCO32-＋H3O+

Ka2

＝5.61×10-11二、弱電解質(zhì)的電離平衡由于CO32-是HCO3-的共軛堿，所以：是二元弱堿，其質(zhì)子傳遞分兩步進(jìn)行。其他多元弱酸、弱堿Ka與Kb的關(guān)系類似于H2CO3與CO32-的Ka與Kb的關(guān)系。第一步：CO32-＋H2OHCO3-

＋OH-第二步：HCO3-

＋H2O

H2CO3＋

OH-無機(jī)與分析技術(shù)基礎(chǔ)化學(xué)教研室王雷清多元弱酸同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)電離平衡的移動

由于外界條件的改變，弱電解質(zhì)由原來的電離平衡達(dá)到新的平衡的過程稱為電離平衡的移動影響因素：濃度溫度改變條件移動方向α加熱鋅粒加CH3COONa加HCl加NaOH增大減小增大減小增大CH3COOHCH3COO－+H+→→→←←同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)

在弱電解質(zhì)溶液里，加入與弱電解質(zhì)具有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，使弱電解質(zhì)的電離度降低的現(xiàn)象稱為同離子效應(yīng)。

原因：使平衡發(fā)生了移動。