基礎(chǔ)化學(xué)電解質(zhì)溶液

基礎(chǔ)化學(xué)電解質(zhì)溶液第一頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五電解質(zhì)溶液第三章第二頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五本章主要內(nèi)容

強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論

酸堿質(zhì)子理論

溶液pH值的計算

難溶強(qiáng)電解質(zhì)的沉淀溶解平衡第三頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五在溶解于水中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物非導(dǎo)電的化合物非電解質(zhì)電解質(zhì)第三章電解質(zhì)溶液第四頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)弱電解質(zhì)在水中完全電離為離子的化合物在水中部分電離為離子的化合物NaClNaOHH2SO4HNO3…HAcH2CO3H3PO4H2C2O4…第五頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論第一節(jié)第六頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五一、電解質(zhì)溶液的依數(shù)性П

=icBRT⊿Tf=iKf·bB⊿Tb=iKb·bB⊿p=iK

·bB

強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論第七頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五例：0.10mol·kg-1NaCl溶液,實驗測得凝固點為–0.348℃,求NaCl的校正因子i=?(Kf=1.86)解：⊿Tf=i

Kfb

Bi=⊿TfbB·Kf0.3481.86×0.10==1.87≠2實驗值(0.348)≠理論值(0.372)

i

的實驗值=?分析：理論上對于NaCl,i=2,⊿Tf計=21.860.10=0.372第八頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

例：0.10mol·kg-1NaCl溶液,實驗測得凝固點為–0.348℃,求NaCl的校正因子i=?i的理論值應(yīng)=2,i

的實驗值=1.87i的實驗值<i的理論值理論推導(dǎo)得Tf=iKfbBi=1.87表觀解離度=0.87=i-1n-1n=2n:解離出的離子數(shù)第九頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五凝固點法測定電解質(zhì)的校正因子

強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論電解質(zhì)cB(mol·L-1)理論i

值實驗i

值表觀解離度

NaClKNO3MgCl2Ca(NO3)20.100.100.100.1022331.871.792.792.4887%79%89.5%74%第十頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五i的實驗值<i的理論值一定濃度的所有強(qiáng)電解質(zhì)溶液表觀解離度小于100%為什么？第十一頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五瑞典化學(xué)家S.A.Arrhenius以此認(rèn)為：強(qiáng)電解質(zhì)不完全解離X射線實驗和強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論認(rèn)為：強(qiáng)電解質(zhì)完全解離

強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論第十二頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五二、強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論離子相互作用理論(1)強(qiáng)電解質(zhì)在水溶液中100%解離(2)離子間靜電吸引和排斥,形成離子氛..第十三頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五Na+Cl－第十四頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五Na+Cl－i=2溶液極稀時，每一NaCl分子可產(chǎn)生兩個質(zhì)點第十五頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五i→1Na+Cl－溶液極濃時，第十六頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五Na+Cl－一定濃度時，第十七頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五Na+Cl－一定濃度時，第十八頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五Na+Cl－一定濃度時，離子氛每一NaCl分子產(chǎn)生

1＜i＜2個質(zhì)點第十九頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五NaCl溶液

實驗中：Na+質(zhì)點濃度﹤1mol·L-1Na+

Cl-質(zhì)點濃度﹤1mol·L-1Cl-實驗中：aNa+

﹤cNa+

aCl-

﹤cCl-若cNaCl=1mol·L-1

濃度極稀時i=2濃度大時1﹤i﹤2第二十頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五某離子B：aB=B·bB/b離子活度活度因子離子濃度三、離子的活度和活度因子（1）活度和活度因子離子的有效濃度稱為活度(a)注意：aB單位為一b=1mol·kg-1B沒有單位第二十一頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五關(guān)于活度因子

B（2）溶液無限稀時，B=1（3）中性分子，B

=1（4）水溶液中H2O的H2O=1（5）純液體和固體的B=1溶液中：0＜B

＜1（1）通常情況下：（6）弱電解質(zhì)的B=1第二十二頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五（2）平均活度和平均活度因子強(qiáng)電解質(zhì)在溶液中是以正負(fù)離子存在的-和+不能分別測定可惜！平均活度因子：

=√+·

-對于1—1價型電解質(zhì)：平均活度：a=√a+·a-第二十三頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五平均活度因子：

=√+·

-對于1—1價型電解質(zhì)：平均活度：a=√a+·a-平均濃度：b=√b+·b-aB=BbBa+=+b+a-=-b-a

=

b=

b第二十四頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五a±=±bBa±單位為一±沒有單位對于1—1價型電解質(zhì)：怎樣求±？第二十五頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五(3)離子強(qiáng)度離子強(qiáng)度是溶液中所有離子產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的量度（I）I=1/2(b1Z12+b2Z22+b3Z32+‥‥）=1/2∑ibiZi2

I===def12∑ibiZi2bi～i離子質(zhì)量摩爾濃度Zi～i離子的電荷數(shù)I單位：mol·kg-1,近似計算時可用ci代替bi第二十六頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五例:某溶液中有0.1mol·L-1NaCl和0.1mol·L-1HAc,求溶液的離子強(qiáng)度I解:溶液中離子[Na+]=[Cl-]=0.1mol·L-1

I=1/2{[Na+]×12+[Cl-]×(-1)2}

[H+]和[Ac-]可忽略不計=1/2[0.1×12+0.1×(-1)2]=0.1第二十七頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五例:某溶液中有0.1mol·L-1NaCl和0.1mol·L-1NaAc,求溶液的離子強(qiáng)度I解:溶液中離子[Na+]=[Cl-]=0.1mol·L-1

而[Na+]和[Ac-]≈0.1mol·L-1I=1/2{[Na+]×12+[Cl-]×(-1)2

+[Na+]×12+[Ac-]×(-1)2}=1/2[0.1×12+0.1×(-1)2

+0.1×12+0.1×(-1)2]=0.2第二十八頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五例3-2計算下列溶液的離子強(qiáng)度(1)0.10mol·kg-1NaNO3溶液;(2)0.10mol·kg-1Na2SO4溶液；(3)0.020mol·kg-1KBr+0.030mol·kg-1ZnSO4溶液。解:(1)I=1/2[b(Na+)Z2(Na+)+b(NO3-)Z2(NO3-)]=1/2[0.10(+1)2+0.10(-1)2]=0.10(mol·kg-1)(2)I=1/2[b(Na+)Z2(Na+)+b(SO42-)Z2(SO42-)]=1/2[0.20(+1)2+0.10(-2)2]=0.30(mol·kg-1)第二十九頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五(3)I=1/2[b(K+)Z2(K+)+b(Br-)Z2(Br-)+

b(Zn2+)Z2(Zn2+)+b(SO42-)Z2(SO42-)]=1/2[0.020(+1)2+0.020(-1)2

+0.030(+2)2+0.030(-2)2]=0.14(mol·kg-1)

例3-2計算下列溶液的離子強(qiáng)度(1)0.10mol·kg-1NaNO3溶液;(2)0.10mol·kg-1Na2SO4溶液；(3)0.020mol·kg-1KBr+0.030mol·kg-1ZnSO4溶液。第三十頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

±～I(xiàn)?

強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論第三十一頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五±計算Debye-Hǖkel極限公式：lg±=-A︱Z+·Z-︱·√I適用于極稀溶液,對于1-1型電解質(zhì),bB≤0.020mol·kg-1A:298.15K的水溶液為0.509lg±=-0.509︱Z+·Z-︱·√I第三十二頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五例:求298K時,0.010mol·kg-1NaCl的滲透壓解:(1)不考慮離子強(qiáng)度時,П

=ibBRTП=ibBRT=2×0.010×8.314×298=49.6(kPa)P27,例3-3第三十三頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五例:求298K時,0.010mol·kg-1NaCl的滲透壓解:(2)考慮離子強(qiáng)度時,П=i

cBRTa±=i

±bBRTI=1/2{[Na+]×12+[Cl-]×(-1)2}=0.010bB=0.010mol·kg-1，i=2lg±=-0.509︱Z+·Z-︱·√I

=-0.509︱1×(-1)︱·√0.010=-0.051±=0.89П=2×0.89×0.010×8.314×298=44.1(kPa)P27,例3-3第三十四頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五例:求298K時,0.010mol·kg-1NaCl的滲透壓(2)考慮離子強(qiáng)度時,П=i

a±

RT解:(1)不考慮離子強(qiáng)度時,П=ibBRTП=49.6(kPa)＞實驗值43.1kPaП=44.1(kPa)接近實驗值43.1kPa第三十五頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五活度在實際應(yīng)用中的注意問題:

精確度高的計算，用活度而不用濃度

(考慮離子強(qiáng)度)(一般注明)

計算要求不高時，用濃度

(不考慮離子強(qiáng)度)

強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論第三十六頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

酸堿質(zhì)子理論第二節(jié)第三十七頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)酸堿的質(zhì)子理論酸堿理論：Arrhenius電離理論：

酸—在水中解離出的陽離子全部是H+的物質(zhì)堿—在水中解離出的陰離子全部是OH-的物質(zhì)HCl→H++Cl-NaOH→OH-+Na+強(qiáng)調(diào)：酸堿反應(yīng)在水中進(jìn)行第三十八頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五Bronsted：酸堿質(zhì)子理論

酸—凡能給出質(zhì)子(H+)的物質(zhì)

堿—凡能接受質(zhì)子(H+)的物質(zhì)NH4+NH3優(yōu)點：酸堿反應(yīng)可以不在水中進(jìn)行例：NH3(g)+HCl(g)→NH4Cl（s）

酸堿的質(zhì)子理論第三十九頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五Lewis:電子理論

酸—凡能接受電子的物質(zhì)

堿—凡能提供電子的物質(zhì)Ag+H+Cl-::::AgClHCl酸酸堿優(yōu)點:補(bǔ)充定義了金屬離子是酸的概念

酸堿的質(zhì)子理論第四十頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五Bronsted：酸堿質(zhì)子理論

酸—凡能給出質(zhì)子(H+)的物質(zhì)

堿—凡能接受質(zhì)子(H+)的物質(zhì)一、酸堿的概念

酸堿的質(zhì)子理論1、酸堿質(zhì)子理論第四十一頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五兩性物質(zhì)H2O、HCO3-、H2PO4-HPO42-、HSO4-、HS-、…（既是酸、又是堿）

一般為帶一個以上質(zhì)子H+

陰離子

酸堿的質(zhì)子理論第四十二頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五提問下列各物質(zhì)是酸或是堿？HFF-HCNCN-NH4+NH3H2CO3HCO3-CO32-H3PO4H2PO4-HPO42-PO43-

酸堿的質(zhì)子理論第四十三頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五小結(jié)(1)、酸或堿可以是分子也可以是離子(2)、兩性物質(zhì)既是酸也是堿(3)、酸堿質(zhì)子理論沒有鹽的概念例：Na2CO3：CO3－是堿，Na+是非酸非堿

酸堿的質(zhì)子理論NH4AC：NH4+是酸，AC－是堿第四十四頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五1、酸堿的定義2、共軛酸堿對HBH++B-HB是B-的共軛酸B-是HB的共軛堿酸堿共軛HB~B-稱為共軛酸堿對特點②二者僅差一個①均有部分BH+

酸堿的質(zhì)子理論第四十五頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五常見共軛酸堿對

酸

H3O+H3PO4H2PO4-HPO42-H2CO3HACNH4+H2O質(zhì)子

H+H+H+H+H+H+H+H++

+

+

+

+

+

+

+

+

堿

H2OH2PO4-HPO42-PO43-HCO3-AC-NH3OH-

酸堿的質(zhì)子理論酸堿半反應(yīng)(共軛酸）(共軛堿)第四十六頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五NH4+NH3HACAC-H3O+H3PO4PO43-H3PO4HPO42-H3PO4H2PO4-HCO3-H2CO3OH-HClCl-H2PO4-HPO42-H2PO4-PO43-HPO42-PO43-CO32-H2CO3CO32-HCO3-HPO4-H2CO3HCO3-H2PO4-提問下列是否共軛酸堿對？

酸堿的質(zhì)子理論第四十七頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五H2PO4-共軛酸是共軛堿是H2CO3CO32-HCO3-共軛酸是共軛堿是H3PO4HPO42-填空兩性物質(zhì)

酸堿的質(zhì)子理論第四十八頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五二、酸堿反應(yīng)的實質(zhì)HAcH+

+

Ac-

酸1堿1酸堿半反應(yīng)1酸堿半反應(yīng)2H2O+H＋

H3O+堿2酸2總反應(yīng)HAc+H2OH3O++Ac-酸1堿2酸2堿1第四十九頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五二、酸堿反應(yīng)的實質(zhì)HCl+NH3Cl-+NH4+

HCl+Ac-Cl-+HAcH3O++OH-H2O+H2O(共軛酸堿對)1(共軛酸堿對)2H+酸堿反應(yīng)的實質(zhì)：兩對共軛酸堿對之間的質(zhì)子傳遞反應(yīng)

酸堿的質(zhì)子理論第五十頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五HA+B－A－+HB酸堿質(zhì)子傳遞平衡和平衡常數(shù)H+K=[A－]·[HB][HA]·[B－]K是酸堿質(zhì)子傳遞平衡常數(shù)K值愈大,質(zhì)子從HA轉(zhuǎn)移給B－的能力愈強(qiáng)

酸堿的質(zhì)子理論第五十一頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五(一)水的質(zhì)子自遞平衡和水的離子積H2O+H2OOH-+H3O+

H+K=[H3O+]·[OH-][H2O]·[H2O]三、水的質(zhì)子自遞平衡

酸堿的質(zhì)子理論半反應(yīng)1H2OH＋+OH－

H＋+

H2OH3O+半反應(yīng)2總反應(yīng)第五十二頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五K·[H2O]2=[H3O+]·[OH-]KW=[H3O+]·[OH-]KW==1.0×10-14概念解釋：①KW稱為水的離子積②溫度不變，KW不變③一般計算，KW=

1.0×10-14即[H3O+]↑[OH-]↓，KW不變

酸堿的質(zhì)子理論④(Kw與溫度有關(guān)(見附錄三表1)第五十三頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五[H3O+]·[OH-]KW==1.0×10-14無論在純水中或酸堿溶液中，只要溫度不變，KW就不變(二)水溶液的pH離子強(qiáng)度大的溶液：KW=aH3O+·aOH-

酸堿的質(zhì)子理論第五十四頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五在純水或中性溶液中：[H3O+]=[OH-]在酸性溶液中：[H3O+]

＞1.0×10-7mol·L-1在堿性溶液中：[H3O+]＜

1.0×10-7mol·L-1=1.0×10-7mol·L-1＞[OH-]＜[OH-]

酸堿的質(zhì)子理論第五十五頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五稀溶液：

pH=-lg[H3O+]pH=-lgaH3O+離子強(qiáng)度大的溶液：(或pOH=-lgaOH-)任何水溶液：pH+pOH=14.00(或pOH=-lg[OH-])

酸堿的質(zhì)子理論第五十六頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五在純水或中性溶液中：[H3O+]=[OH-]=1.0×10-7mol·L-1在酸性溶液中：[H3O+]

＞1.0×10-7mol·L-1＞[OH-]

在堿性溶液中：[H3O+]＜

1.0×10-7mol·L-1＜[OH-]

pH=7pH＜7pH＞7人的血漿：[H+]=3.6×10-8~4.5×10-8mol·L-1pH=7.35~7.44

酸堿的質(zhì)子理論第五十七頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

弱酸和弱堿電解質(zhì)的解離平衡第三節(jié)第五十八頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五一、弱酸弱堿的解離平衡及解離平衡常數(shù)HB(aq)+H2O(l)B-(aq)+H3O+(aq)稀水溶液中，[H2O]可看成是常數(shù)，上式改寫為Ka稱為酸解離常數(shù)(一)酸堿的解離平衡常數(shù)第五十九頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五一、弱酸弱堿的解離平衡及解離平衡常數(shù)(一)酸堿的解離平衡常數(shù)Ka:稱為酸的解離平衡常數(shù)Kb:稱為堿的解離平衡常數(shù)HB+H2OB-+H3O+Ka=[H3O+]·[B-][HB]B-+H2OHB

+OH-Kb=[OH-]·[HB][B-]影響因素：1.酸堿本性2.溫度第六十頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五（二）酸堿的強(qiáng)弱①Ka越大，酸性越強(qiáng)

HAcKa=1.76×10-5HCNKa=4.93×10-10例：酸性：HAc＞HCNNH3

Kb=1.76×10-5CH3NH2

Kb=1.18×10-4堿性：CH3NH2＞NH3Kb越大，堿性越強(qiáng)一、弱酸弱堿的解離平衡及解離平衡常數(shù)第六十一頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五②共軛酸越強(qiáng)，其共軛堿越弱共軛堿越強(qiáng)，其共軛酸越弱①Ka越大，酸性越強(qiáng)

Kb越大，堿性越強(qiáng)（二）酸堿的強(qiáng)弱一、弱酸弱堿的解離平衡及解離平衡常數(shù)為什么，后面解決第六十二頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五一些酸在水溶液中的Ka和pKa值(25℃)酸HAKa(aq)pKa(aq)共軛堿A-H3O+//H2OH2C2O45.6×10-21.25HC2O4-H3PO46.9×10-32.16H2PO4-HC2O4-1.5×10-43.81C2O4-HAc1.75×10-54.756Ac-H2CO34.5×10-76.35HCO3-H2PO4-6.1×10-87.21HPO42-HCO3-4.7×10-1110.33CO32-HPO42-4.8×10-1312.32PO43-H2O1.0×10-1414.00OH-酸性增強(qiáng)堿性增強(qiáng)第六十三頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

酸堿的質(zhì)子理論二、共軛酸堿的解離平衡常數(shù)的關(guān)系HBB-Kb共軛Ka·Kb=?共軛關(guān)系：Ka通式:第六十四頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五(1)一元弱酸()和一元弱堿()HB+H2OB-+H3O+B-+H2OHB

+OH-Ka=[H3O+]·[B-][HB]Kb=[OH-]·[HB][B-]Ka·Kb=[H3O+]·[B-][HB][OH-]·[HB][B-]·

[H3O+]·[OH-]Ka·Kb=KWHBB-

酸堿的質(zhì)子理論第六十五頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五HBB-KaKbHB+H2OB-+H3O+B-+H2OHB

+OH-KaKb共軛Ka·Kb=KW共軛關(guān)系：

酸堿的質(zhì)子理論第六十六頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五②共軛酸越強(qiáng)，其共軛堿越弱共軛堿越強(qiáng)，其共軛酸越弱根據(jù)共軛酸堿對：Ka·Kb=KW或:Kb=KWKa/①Ka越大，酸性越強(qiáng)

Kb越大，堿性越強(qiáng)已知酸堿的強(qiáng)度，能否判斷其共軛酸堿的強(qiáng)度?第六十七頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五例：HAcKa=1.76×10-5HCNKa=4.93×10-10酸性：HAc＞HCNAc-

Kb=5.59×10-10CN-

Kb=2.03×10-5堿性：CN-＞Ac-

酸堿的質(zhì)子理論為什么酸的酸性越強(qiáng)其共軛堿堿性越弱？Ka·Kb=KW共軛關(guān)系：第六十八頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五例:根據(jù)查表可知,HAc的酸解離平衡常數(shù)為:Ka=1.76×10-5,求NaAc的堿解離平衡常數(shù)Kb解:HAc~Ac-為共軛酸堿對∵Ka·Kb=KW∴Kb=KW/Ka=1.00×10-14/1.76×10-5=5.68×10-10Ac-

酸堿的質(zhì)子理論第六十九頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五(2)二元弱酸()和二元弱堿()H2BB2-H2B+H2OHB-+H3O+HB-+H2OH2B

+OH-Ka1=[H3O+]·[HB-][H2B]Kb2=[OH-]·[H2B][HB-]HB-+H2OB2-+H3O+B2-+H2OHB-+OH-Ka2=[H3O+]·[B2-][HB-]Kb1=[OH-]·[HB-][B2-]

酸堿的質(zhì)子理論第七十頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五(2)二元弱酸()和二元弱堿()H2BB2-H2B+H2OHB-+H3O+HB-+H2OH2B

+OH-Ka1=[H3O+]·[B-][H2B]Kb2=[OH-]·[H2B][B-]HB-+H2OB2-+H3O+B2-+H2OHB-+OH-Ka2=[H3O+]·[B2-][HB-]Kb1=[OH-]·[HB-][B2-]Ka1·Kb2=KWKa2·Kb1=KW共軛酸共軛堿第七十一頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五H2BHB-B2-Ka1Ka2Kb1Kb2共軛共軛Ka1·Kb2=KWKa2·Kb1=KWH2CO3HCO3-CO32-

酸堿的質(zhì)子理論第七十二頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五Ka1Ka2Kb2Kb3共軛共軛Ka1·Kb3=KWKa2·Kb2=KWH3PO4H2PO4-HPO42-Ka3Kb1PO43-共軛Ka3·Kb1=KW三元弱酸和三元弱堿：Ka1·Kb1=KWKa3·Kb3=KW小心

酸堿的質(zhì)子理論第七十三頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五H2CO3HCO3-H3PO4H2PO4-HPO42-HACNH3C2H5NH2CO32-HCO3-PO43-HPO42-H2PO4-AC-NH4+C2H5NH3+Ka1=4.30×10-7Ka2=5.61×10-11Ka1=7.52×10-3Ka2=6.23×10-8Ka3=2.2×10-13Ka=1.76×10-5Kb=1.76×10-5Kb=4.7×10-4Kb1=KW/Ka2Kb2=KW/Ka1Kb1=KW/Ka3Kb2=KW/Ka2Kb3=KW/Ka1

Kb=KW/Ka

Ka=KW/Kb

Ka=KW/KbKi(查表)Ki(計算)

酸堿的質(zhì)子理論第七十四頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五弱酸(弱堿)質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡常數(shù)Ka與Kb的共軛關(guān)系一元弱酸(弱堿)二元弱酸(弱堿)三元弱酸(弱堿)Ka·Kb=KWKa1·Kb2=KWKa2·Kb1=KWKa1·Kb3=

KWKa2·Kb2=KWKa3·Kb1=KW

酸堿的質(zhì)子理論小結(jié)第七十五頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五一般地，在水溶液中兩性物質(zhì)既有Ka

亦有KbHCO3-Ka2=5.61×10-11

Kb2=KW/Ka1=2.33×10-8H2PO4-

Ka2=6.23×10-8

Kb3=KW/Ka1=1.33×10-12HPO42-Ka3=2.2×10-12

Kb2=KW/Ka2=1.61×10-7pKa=-lgKapKb=-lgKb注意第七十六頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五HACNH3C2H5NH2Ka1=4.30×10-7Ka2=5.61×10-11Ka1=7.52×10-3Ka2=6.23×10-3Ka3=2.2×10-13Ka=1.76×10-5Kb=1.76×10-5Kb=4.7×10-4H2CO3H3PO4Ka(或Kb)pKa或(pKb)6.3710.252.127.2112.674.754.753.33

酸堿的質(zhì)子理論第七十七頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五注意在水溶液的pH值計算中：Cl-NO3-為極弱堿，溶液的pH值不受其影響；同理，Na+K+亦然。例:NaCl、NaNO3為中性溶液NH4Cl為酸性溶液NaAc為堿性溶液(Na+極弱酸,忽略不計)(NH4+酸性,Cl-極弱堿性,忽略不計)第七十八頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五1.濃度對平衡移動的影響2.同離子效應(yīng)3.鹽效應(yīng)三、酸堿平衡移動第七十九頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五(弱電解質(zhì)的)解離度α=已離解的分子數(shù)弱電解質(zhì)的總分子數(shù)HBB-+H+例：C

00初始時平衡時[B-][H+][HB]α=[H+]CHB=[B-]CHB1.濃度對平衡移動的影響二、酸堿平衡移動第八十頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五HBB-+H+C

00初始時平衡時[B-][H+][HB]Ka=[H+]·[B-][HB]=CHB·αCHB－CHB·α22CHB·αCHB

－[H+]CHB－CHB·αCHB·α二、酸堿平衡移動第八十一頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五Ka=CHB·α1－α2當(dāng)C/Ka≥500時1－α≈1α＜5%Ka=CHB·α2√Kaα=/CHBα與CHB的平方根成反比，Ka不變二、酸堿平衡移動第八十二頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五2.同離子效應(yīng)

在溶液中,加入與弱電解質(zhì)具有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì),弱電解質(zhì)的解離度將減少例:HBB-+H++NaB[H+]減少α=[H+]CHB減少+HCl[B-]減少α=[B-]CHB減少二、酸堿平衡移動第八十三頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五3.鹽效應(yīng)在溶液中,加入與弱電解質(zhì)不相同離子的強(qiáng)電解質(zhì),弱電解質(zhì)的解離度將稍有增大例:HBB-+H+平衡向右移動,加入NaNO3:I

增大,±減小,aH+和aB-減小[H+]和[B-]增大,α=[B-]CHB增大=[H+]CHB二、酸堿平衡移動第八十四頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五例：某溫度時，HA的Ka=1.0×10-5求(1)0.10mol·L-1HA溶液,HA的解離度。

(2)(1)溶液中含強(qiáng)電解質(zhì)0.10mol·L-1

NaA時,HA的解離度。

(3)(1)溶液中含強(qiáng)電解質(zhì)0.10mol·L-1NaCl時,HA的解離度。解：(1)C/Ka=0.1/1.0×10-5＞500√Kaα=/CHB=1.0×10-2二、酸堿平衡移動第八十五頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五(2)CHA=0.10mol·L-1,CNaA=0.10mol·L-1設(shè)：平衡時[H+]=xmol·L-1HAH++A-平衡時x+x0.10.10.1000.10初始時弱電解質(zhì)

x<<0.10.100.10x≈Ka=[H+]·[A-][HA]=x·0.100.10=x[H+]=x=1.0×10-5(mol·L-1)-xα=1.0×10-4=[H+]CHB第八十六頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五(3)0.10mol·L-1NaCl溶液I=0.10±=0.69Ka=[H+]·[A-][HA]aH+·aA-aHA＋[H+]·－

[A-]

[HA]==±

2·

[H+]2CHA[H+]=√KaCHB±=1.4×10-3α=1.4×10-2=[H+]CHBmol·L-1第八十七頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五弱電解質(zhì)(HA)離解度的影響因素CHA(mol·L-1)0.10[H+](mol·L-1)1.0×10-3α1.0×10-2濃度增大0.201.4×10-30.7×10-2↓同離子效應(yīng)0.101.0×10-51.0×10-4↓(加入0.10mol·L-1NaA)1.4×10-31.4×10-2↑鹽效應(yīng)0.10(加入0.10mol·L-1NaCl)原始濃度第八十八頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五注意:同離子效應(yīng)>>鹽效應(yīng)亦包含鹽效應(yīng)(可忽略)濃度增大同離子效應(yīng)鹽效應(yīng)離解度影響因素減少明顯減少稍增大小結(jié):第八十九頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五酸堿溶液pH的計算第四節(jié)第九十頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五求下列溶液的pH值：0.01mol·L-1

HClpH=?0.01mol·L-1

NaOHpH=?0.01mol·L-1

HAcpH=?0.01mol·L-1

NaAcpH=?0.01mol·L-1

H2CO3

pH=?0.01mol·L-1

Na2CO3pH=?0.01mol·L-1

NaHCO3pH=?0.01mol·L-1

NH4AcpH=?212第九十一頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五一、弱酸或弱堿溶液1、一元弱酸(HB)溶液Cmol·L-1HB

溶液(例：HAcHCOOHNH4ClHCN)NH4+第九十二頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五HB在水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移HB+H2OB-+H3O+H2O+H2OOH-+H3O+

H+H+Ka=[H3O+]·[B-][HB][H3O+]·[OH-]KW=[H3O+]=[B-]+[OH-]得質(zhì)子產(chǎn)物失質(zhì)子產(chǎn)物酸堿溶液pH的計算第九十三頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五[HB]=C－[H3O+]Ka=[H3O+]·[B-][HB][H3O+]·[OH-]KW=[OH-]=KW[B-]=Ka(C－[H3O+])[H3O+][H3O+][H3O+]=[B-]+[OH-]∵∴[H3O+]=Ka(C－[H3O+])[H3O+]KW[H3O+]＋酸堿溶液pH的計算第九十四頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五[H3O+]2+Ka[H3O+]－KaC+KW=0(C/Ka≥500，C·Ka≥20KW)可忽略可忽略－KaC=0[H3O+]=√Ka·C最簡式酸堿溶液pH的計算第九十五頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五[H3O+]2+Ka[H3O+]－KaC+KW=0(c/Ka＜500，cKa≥20KW)不可忽略可忽略[H3O+]=-Ka+√Ka2+4KaC2近似式第九十六頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五注意是酸→先求[H3O+]→公式中用Ka酸堿溶液pH的計算第九十七頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

例：已知室溫下HAc的Ka=1.74×10-5,求0.10mol·L-1HAc溶液的pH值。解：④算出[H3O+]→pH值步驟①先判斷HAc的酸堿性②選擇公式條件的計算③選擇計算公式HAc為酸公式中用Ka求[H3O+]酸堿溶液pH的計算第九十八頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

例：已知室溫下HAc的Ka=1.74×10-5,求0.10mol·L-1HAc溶液的pH值。解：∵C/Ka=0.10/1.74×10-5C·Ka＞20KW∴選擇[H3O+]=√Ka·C[H3O+]=√0.10×1.74×10-5=1.32×10-3mol·L-1pH=-lg[H3O+]=2.28＞500酸堿溶液pH的計算第九十九頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

例：已知室溫下NH3的Kb=1.79×10-5,求0.10mol·L-1NH4Cl溶液的pH值。解：NH4+為酸公式中用Ka求[H3O+]酸堿溶液pH的計算第一百頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

例：已知室溫下NH3的Kb=1.79×10-5,求0.10mol·L-1NH4Cl溶液的pH值。Ka=KwKb=1.0×10-141.79×10-5=5.59×10-10∵C/Ka=0.10/5.59×10-10C·Ka＞20KW∴選擇[H3O+]=√Ka·C＞500酸堿溶液pH的計算第一百零一頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

例：已知室溫下NH3的Kb=1.79×10-5,求0.10mol·L-1NH4Cl溶液的pH值。[H3O+]=√0.10×5.59×10-10=7.48×10-6mol·L-1pH=-lg[H3O+]=5.13酸堿溶液pH的計算第一百零二頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五2、一元弱堿(B-)溶液C

mol·L-1B-

溶液(例：NH3HCOONaNaAcNaCN)HCOO-Ac-CN-一、弱酸或弱堿溶液第一百零三頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五B-在水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移B-+H2OHB

+OH-H2O+H2OH3O++OH-

H+H+Kb=[OH-]·[HB][B-][H3O+]·[OH-]KW=[OH-]=[HB]+[H3O+]失質(zhì)子產(chǎn)物得質(zhì)子產(chǎn)物酸堿溶液pH的計算第一百零四頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五最簡式[OH-]2+Kb[OH-]－KbC+KW=0(C/Kb≥500，C·Kb≥20KW)[OH-]=√Kb·C酸堿溶液pH的計算近似式(c/Kb＜500，cKb≥20KW)[OH-]=-Kb+√Kb2+4Kbc2第一百零五頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五注意是堿→先求[OH-]→公式中用

Kb比較前面:是酸→先求[H3O+]→公式中用Ka酸堿溶液pH的計算第一百零六頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

例：已知室溫下NH3的Kb=1.79×10-5,求0.010mol·L-1NH3溶液的pH值。解：④算出→pOH值步驟①先判斷NH3的酸堿性②選擇公式條件的計算③選擇計算公式NH3為堿公式中用Kb求[OH-][OH-]⑤pOH→pH酸堿溶液pH的計算第一百零七頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

例：已知室溫下NH3的Kb=1.79×10-5,求0.010mol·L-1NH3溶液的pH值。解：∵C/Kb=0.010/1.79×10-5C·Kb＞20KW∴選擇[H3O+]=√Kb·C[OH-]=√Kb·C[OH-]=√0.010×1.79×10-5=4.21×10-4mol·L-1＞500酸堿溶液pH的計算第一百零八頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五pOH=-lg[OH-]=3.38

例：已知室溫下NH3的Kb=1.79×10-5,求0.010mol·L-1NH3溶液的pH值。pH=

14－pOH=14－3.38=10.62[H3O+]=1.0×10-14[OH-]pH=-lg[H3O+]=10.62[OH-]=4.21×10-4或：4.21×10-4=2.4×10-11酸堿溶液pH的計算第一百零九頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

例：已知室溫下HAc的Ka=1.74×10-5,求0.10mol·L-1NaAc溶液的pH值。NaAc→Ac-為堿公式中用Kb求[OH-]酸堿溶液pH的計算第一百一十頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五Kb=KwKa=1.0×10-141.74×10-5=5.75×10-10∵C/Kb=0.10/5.75×10-10C·Kb＞20KW∴選擇[H3O+]=√Ka·C

例：已知室溫下HAc的Ka=1.74×10-5,求0.10mol·L-1NaAc溶液的pH值。[OH-]=√Ka·C[OH-]=√Kb·C解:＞500注意酸堿溶液pH的計算第一百一十一頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

例：已知室溫下HAc的Ka=1.74×10-5,求0.10mol·L-1NaAc溶液的pH值。[OH-]=√0.10×5.75×10-10=7.58×10-6mol·L-1pOH=-lg[OH-]=5.12pH=14－5.12=8.88Kb=5.75×10-5酸堿溶液pH的計算第一百一十二頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五二、多元弱酸弱堿溶液1、多元弱酸(HnB)溶液C

mol·L-1HnB溶液n≥2二元弱酸：H2CO3H2SH2C2O4三元弱酸：H3PO4H3BO4…六元弱酸：H6Y2+(乙二胺四乙酸EDTA)例：第一百一十三頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五H2CO3在水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移H2CO3+H2OHCO3-+H3O+HCO3-+H2OCO32-+H3O+H+Ka1=[H3O+]·[HCO3-][H2CO3]Ka2=[H3O+]·[CO32-][HCO3-]第一步第二步=4.46×10-7=4.68×10-11H+酸堿溶液pH的計算第一百一十四頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五Ka1>>Ka2第一步產(chǎn)生的[H3O+]>>第二步產(chǎn)生的[H3O+]可忽略不計H2CO3+H2OHCO3-+H3O+Ka1=[H3O+]·[HCO3-][H2CO3]與一元弱酸類似酸堿溶液pH的計算第一百一十五頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五(C/Ka1≥500，C·Ka1≥20KW)[H3O+]=√Ka1·C多元弱酸[H3O+]的計算公式最簡式酸堿溶液pH的計算第一百一十六頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

例：已知室溫下H2CO3的Ka1=4.46×10-7,

Ka2=4.68×10-11求0.040mol·L-1H2CO3(飽和)溶液的pH值。解：④算出[H3O+]→pH值步驟①先判斷H2CO3

的酸堿性②選擇公式條件的計算③選擇計算公式H2CO3為酸公式中用Ka求[H3O+]酸堿溶液pH的計算第一百一十七頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

例：已知室溫下H2CO3的Ka1=4.46×10-7,

Ka2=4.68×10-11求0.040mol·L-1H2CO3(飽和)溶液的pH值。Ka1>>Ka2第一步產(chǎn)生的[H3O+]>>第二步產(chǎn)生的[H3O+]可忽略不計解：酸堿溶液pH的計算第一百一十八頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

例：已知室溫下H2CO3的Ka1=4.46×10-7,

Ka2=4.68×10-11求0.040mol·L-1H2CO3(飽和)溶液的pH值。解：∵C/Ka1=0.04/4.46×10-7C·Ka1＞20KW∴選擇[H3O+]=√Ka1·C[H3O+]=√4.46×10-7×0.040=1.33×10-4mol·L-1pH=-lg[H3O+]=3.29＞500酸堿溶液pH的計算第一百一十九頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

例：已知室溫下H2CO3的Ka1=4.46×10-7,

Ka2=4.68×10-11

求0.040mol·L-1H2CO3(飽和)溶液中的

[H3O+]、[HCO3-]、[CO32-]和[OH-]。酸堿溶液pH的計算第一百二十頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五H2CO3在水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移H2CO3+H2OHCO3-+H3O+H+第一步xxHCO3-+H2OCO32-+H3O+第二步H+yC–xKa1=4.30×10-7>>Ka2=5.61×10-11∵∴y<<xKa2=[H3O+]·[CO32-][HCO3-]=x·yx=y+y-y第一百二十一頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

例：已知室溫下H2CO3的Ka1=4.46×10-7,

Ka2=4.68×10-11

求0.040mol·L-1H2CO3(飽和)溶液中的

[H3O+]、[HCO3-]、[CO32-]和[OH-]。[HCO3-]≈x[CO32-]≈Ka2=1.31×10-4mol·L-1=4.68×10-11mol·L-1[H3O+]=x=1.31×10-4mol·L-1前面已計算酸堿溶液pH的計算第一百二十二頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五2、多元弱堿(B)溶液C

mol·L-1

Bn-

溶液n≥2例：二元弱堿：Na2CO3Na2SNa2C2O4三元弱堿：Na3PO4Na3BO4…n-CO32-

S2-C2O42-PO43-

BO43-二、多元弱酸弱堿溶液第一百二十三頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五Na2CO3在水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移CO32-+H2OHCO3-+OH-HCO3-+H2OH2CO3

+OH-H+Kb1=[OH-]·[HCO3-]Kb2=[OH-]·[H2CO3][HCO3-]第一步第二步=1.78×10-4=2.33×10-8H+[CO32-]第一百二十四頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五Kb1>>Kb2第一步產(chǎn)生的[OH-]>>第二步產(chǎn)生的[OH-]可忽略不計CO32-+H2OHCO3-

+HO-Kb1=[OH-]·[HCO3-][CO32-]與一元弱堿類似第一百二十五頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五(C/Kb1≥500，C·Kb1≥20KW)[OH-]=√Kb1·C多元弱堿[OH-]的計算公式最簡式酸堿溶液pH的計算第一百二十六頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五解：步驟Na2SO3為堿公式中用Kb求[OH-]酸堿溶液pH的計算

例：已知室溫下H2SO3的Ka1=1.54×10-2,

Ka2=1.02×10-7求0.10mol·L-1Na2SO3溶液的pH值。第一百二十七頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

例：已知室溫下H2SO3的Ka1=1.54×10-2,

Ka2=1.02×10-7求0.10mol·L-1Na2SO3溶液的pH值。Kb1=KwKa2=1.0×10-141.02×10-7=9.8×10-8∵C/Kb1=0.10/9.8×10-8C·Kb1＞20KW∴選擇[OH-]=√Kb1·C＞500酸堿溶液pH的計算第一百二十八頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

例：已知室溫下H2SO3的Ka1=1.54×10-2,

Ka2=1.02×10-7求0.10mol·L-1Na2SO3溶液的pH值。[OH-]=√0.10×9.8×10-8=9.9×10-5mol·L-1pOH=-lg[OH-]=4.00pH=14－4.00=10.00Kb1=9.8×10-8酸堿溶液pH的計算第一百二十九頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五[H3O+]=√Ka·C弱酸堿pH值的計算：最簡式一元弱酸[H3O+]=√Ka1·C多元弱酸[OH-]=√Kb·C[OH-]=√Kb1·C一元弱堿多元弱堿先求[H3O+]先求[OH-](C/Ki≥500，C·Ki≥20KW)酸堿溶液pH的計算第一百三十頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五兩性物質(zhì)兩性陰離子NaHCO3NaH2PO4Na2HPO4弱酸弱堿鹽NH4AcHCOONH4氨基酸NH2CH2COOHHCO3-H2PO4-HPO42-三、兩性物質(zhì)溶液第一百三十一頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五兩性物質(zhì)在水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移HCO3-+H2OCO32-+H3O+HCO3-+H2OH2CO3

+OH-作為酸：作為堿：特例一：HCO3-KaKbNH4+

+H2ONH3+H3O+Ac-

+H2OHAc

+OH-作為酸：作為堿：特例二：NH4AcKa(KNH4+

)Kb(KAc-)酸堿溶液pH的計算第一百三十二頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五兩性物質(zhì)水溶液的[H3O+]的計算公式:[H3O+]=√Ka·Ka’(C·Ka≥20KW

，C≥20Ka’)作為酸時的酸解離常數(shù)KaKa’作為堿時的共軛酸的酸解離常數(shù)酸堿溶液pH的計算第一百三十三頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五例：Cmol·L-1

HCO3-溶液

H2CO3

HCO3-

CO32-Ka1Ka2共軛共軛Ka1·Kb2=KWKa2·Kb1=KWHCO3-[H3O+]=√Ka2·Ka1KaKa’(1)兩性陰離子溶液酸堿溶液pH的計算第一百三十四頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

H3PO4

H2PO4-

HPO42-Ka1Ka2[H3O+]=√Ka2·Ka1酸堿溶液pH的計算第一百三十五頁，共一百八十七頁，編輯于2023年，星期五

H2PO4-

H2PO4-

[H3O+]