無(wú)機(jī)化學(xué)(鐵步榮第四版)課件-第六章-弱電解質(zhì)的電離平衡(含書(shū)中例題、思考題及答案)

無(wú)機(jī)化學(xué)第六章弱電解質(zhì)的電離平衡第六章弱電解質(zhì)的解離平衡§6.5酸堿質(zhì)子論與電子論（自學(xué)）§6.4鹽的水解§6.3緩沖溶液§6.2弱電解質(zhì)的電離平衡§6.1水的電離與溶液的pH值（自學(xué)）23強(qiáng)電解質(zhì)弱電解質(zhì)化合物類型離子鍵/強(qiáng)極性共價(jià)鍵弱極性共價(jià)鍵電離程度完全部分主要存在形式（溶液中）水合離子分子導(dǎo)電性強(qiáng)弱舉例HCl,NaCl,NaOH§6.1

水的解離平衡和溶液的pH6.1.2溶液的pH6.1.1水的解離平衡456.1.1水的解離平衡水是極弱的電解質(zhì)，能微弱電離。H2O(l)

H+(aq)+OH－(aq)上式可簡(jiǎn)寫為：

電離平衡常數(shù)簡(jiǎn)寫成

T

，6

t/℃5102025501000.1850.2920.6811.0075.4755.1

76.1.2溶液的pH

酸性中性堿性

——稱為溶液的pH值

8

酸堿中

9

§6.2

弱電解質(zhì)的電離平衡6.2.2多元弱酸的電離6.2.1一元弱酸、弱堿的解離平衡10

一、電離度及影響電離度的因素6.2.1一元弱酸、弱堿的解離平衡11

電離方程：

影響電離度的因素12溶液濃度

溫度影響

同離子效應(yīng)、鹽效應(yīng)二、電離平衡常數(shù)13

弱酸弱堿的電離平衡表示式：

平衡常數(shù)表達(dá)式：

14

故

15一元弱酸一元弱堿HCOOH表6-3（p140）某些一元弱酸、弱堿的電離平衡常數(shù)（298.15K）16電離平衡常數(shù)的注意事項(xiàng)：

3）在弱電解質(zhì)溶液中，如果加入某相同離子的其他電解質(zhì)，則有關(guān)濃度指該離子的總濃度。α與

的關(guān)系：HA(aq)

H+(aq)+ A－(aq)平衡濃度/(mol·L-1)c–cα

cα

cα稀釋定律：在一定溫度下(

為定值)，某弱電解質(zhì)的解離度隨著其溶液的稀釋而增大。17練習(xí)4-5（選擇題）將0.1mol·L-1HAc稀釋1倍，HAc的電離度和溶液中H+濃度分別會(huì)。（

）18

A.不變，變大；B.減小，變大；C.變大，減??；D.無(wú)法解釋19任何HA型弱酸在水溶液中存在著下列電離平衡

同時(shí)，在水溶液中還存在著H2O的電離平衡

一元弱酸、弱堿的簡(jiǎn)化計(jì)算：20

21

則

22

同理

解：23

（1）

24

（2）

解：25

若用公式：

顯然pH=7.10結(jié)論是荒謬的。

26

同離子效應(yīng)：在弱電解質(zhì)溶液中，加入與其含有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，使電離平衡向左移動(dòng)，弱電解質(zhì)的解離度降低的作用。HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac–(aq)Ac–(aq)NH4Ac(aq)(aq)+平衡移動(dòng)方向同離子效應(yīng)與鹽效應(yīng)：同離子效應(yīng)

解：27設(shè)平衡時(shí)已電離的HAc相對(duì)濃度為x，則

相對(duì)起始濃度相對(duì)平衡濃度0.100.10.1-xx0.1+x

28

練習(xí)4-5（單選題）如果把醋酸鈉固體加入到醋酸的稀溶液中，則該溶液的pH值。（）29

A.下降;

B.不受影響;C.增高;

D.先下降，后升高

2.鹽效應(yīng)30鹽效應(yīng)：在弱電解質(zhì)溶液中，加入與其他強(qiáng)電解質(zhì)時(shí)，該弱電解質(zhì)的電離度將稍有增大。HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac–(aq)加NaCl固體

在弱電解質(zhì)溶液中發(fā)生同離子效應(yīng)的同時(shí)，也存在鹽效應(yīng)，只是同離子效應(yīng)大于鹽效應(yīng)，鹽效應(yīng)可以忽略不計(jì)。

解：31

解：32

HAc的電離度為：

6.2.2

多元弱酸的電離33

分步電離：第一步：

第二步：

34多元酸表6-4（p145）一些多元弱酸的電離平衡常數(shù)（298.15K）

35

解：36

當(dāng)

可忽略H2S的二級(jí)電離，當(dāng)作一元弱酸處理。時(shí)

37

38

39

二元弱酸結(jié)論：40

3）由于二元弱酸酸根的濃度極低，當(dāng)需要大量酸根時(shí)，應(yīng)用相應(yīng)鹽而不用酸。41

將二式相加

根據(jù)多重平衡規(guī)則

解：42

43

§6.3

緩沖溶液6.3.3緩沖容量

6.3.2緩沖溶液的pH值近似計(jì)算

6.3.1緩沖溶液的緩沖作用原理44緩沖溶液：HAc-NaAc加入H+，平衡Ac-抵消H+，Ac-：抗酸成分加入OH-，OH-+H+2H2O平衡HAc補(bǔ)充消耗的H+，HAc：抗堿成分

HAc

?

H++Ac-

NaAcNa++Ac-加入少量的H2O，c（HAc）和c(Ac-)降低得倍數(shù)相等，根據(jù)

H+濃度不變45

6.3.1緩沖溶液的緩沖作用原理緩沖溶液的概念 緩沖溶液是一種能抵抗外加少量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和稀釋，而保持體系的pH值基本不變的溶液。

46

6.3.2緩沖溶液的pH近似計(jì)算47弱酸及其鹽組成的緩沖溶液

電離前相對(duì)濃度相對(duì)平衡濃度c(HA)0

c(HA)-xx

48

49弱堿及其鹽組成的緩沖溶液

6.3.2緩沖溶液的pH近似計(jì)算50弱酸及其鹽組成的緩沖溶液

電離前相對(duì)濃度相對(duì)平衡濃度c(HA)0

c(HA)-xx

51

解：

52

代入公式：

解：53

54

代入公式：

解：55

6.3.3

緩沖容量56緩沖容量：衡量緩沖溶液緩沖能力大小的尺度（1）比值一定，總濃度越大，緩沖容量越大（2）總濃度一定，比值越接近于1，緩沖容量越大任何一個(gè)緩沖溶液都有一個(gè)有效緩沖范圍

緩沖范圍pH=3.76~5.76緩沖范圍pH=8.24~10.24①所選擇的緩沖溶液，不能與反應(yīng)物或生成物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；緩沖溶液的選擇和配制原則：

57

6.3.4

緩沖溶液的選擇與配制

④配制好的緩沖溶液應(yīng)用pH計(jì)加以校準(zhǔn)

解：58

(1)根據(jù)已知條件，首先計(jì)算緩沖溶液中NaAc的濃度c(NaAc)

c(NaAc)=0.351

59

(2)根據(jù)已知條件，首先計(jì)算緩沖溶液中NaAc的濃度c(NaAc)

c(NaAc)=0.351§6.4鹽的水解

6.4.2影響水解平衡的因素

6.4.1各種類型鹽的水解6061

NaAc在水溶液中全部電離：

6.4.1

1）弱酸強(qiáng)堿鹽的水解62NaAcNa++Ac-

NaAc水解的實(shí)質(zhì)是Ac-的水解：

達(dá)平衡時(shí)：

63弱酸強(qiáng)堿鹽的水解平衡常數(shù)

該式表明弱酸強(qiáng)堿鹽的水解決定于鹽的弱酸的相對(duì)強(qiáng)弱。當(dāng)溫度一定時(shí)，酸越弱，其酸根離子水解傾向越大；酸越強(qiáng)，其酸根離子水解傾向越小。水解度

解：64

相對(duì)起始濃度相對(duì)平衡濃度0.10.1-x0x0x

65

則

66（2）求h

67

6.4.1

2）強(qiáng)酸弱堿鹽的水解68

達(dá)平衡時(shí)：

69強(qiáng)酸弱堿鹽的水解平衡常數(shù)

用同樣的方法導(dǎo)出，強(qiáng)酸弱堿鹽H+離子相對(duì)平衡濃度的近似計(jì)算公式。

以上兩類鹽發(fā)生水解的僅是組成鹽的某一種離子，所以這類鹽也稱為單弱鹽。

6.4.1

3）弱酸弱堿鹽的水解70

達(dá)平衡時(shí)：

71弱酸弱堿鹽的水解平衡常數(shù)

酸性

中性

堿性

72解：

6.4.1

4）多元弱酸強(qiáng)堿鹽的水解73

第一級(jí)水解第二級(jí)水解

74

解：75

需解一元二次方程。

76

即

6.4.1

5）弱酸的酸式鹽的水解77

78

解：79

根據(jù)公式：

80

根據(jù)公式：

①鹽的濃度：

c鹽↓,水解度增大?？傊?，加熱和稀釋都有利于鹽類的水解。③溶液的酸堿度：加酸可以引起鹽類水解平衡的移動(dòng)，例如加酸能抑制下述水解產(chǎn)物的生成。②溫度：水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，＞0，T

↑,Kh

↑，水解度增大。

81

6.4.2

影響鹽類水解的因素練習(xí)4-5（單選題）配制SnCl2溶液，為了防止其水解應(yīng)該加入。（

）82

A.HCl;

B.NaOH

C.HNO3

D.NaCl

§6.5

酸堿質(zhì)子論與電子論

6.5.2酸堿電子論

6.5.1酸堿質(zhì)子論83

6.5.1酸堿質(zhì)子論84酸

H++堿-++AcHHAc

-+-+2442HPOHPOH-+-+3424POHHPO+++34NHHNH++++252362O)Al(OH)(HHO)Al(H[][]++++422252O)(HAl(OH)HO)Al(OH)(H[][]85例：HAc的共軛堿是Ac－，

Ac－的共軛酸是HAc，

HAc和Ac－為一對(duì)共軛酸堿。兩性物質(zhì)：既能給出質(zhì)子，又能接受質(zhì)子的物質(zhì)。

酸

H++堿86

①

酸堿解離反應(yīng)是質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。

②水是兩性物質(zhì)，它的自身解離反應(yīng)也是質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。H+酸(1)堿(2)酸(2)堿(1)HF(aq)H++F－(aq)H++H2O(l)H3O+(aq)HF(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+F－(aq)H2O(l)+H2O(l)H3O+(aq)+OH－(aq)酸(1)堿(2)酸(2)堿(1)87③

鹽類水解反應(yīng)也是離子酸堿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。例如NaAc水解：酸(1)堿(2)酸(2)堿(1)H+NH4Cl水解：酸(1)堿(2)酸(2)堿(1)H+Ac－+H2OOH－

+HAc+H2OH3O++NH388④非水溶液中的酸堿反應(yīng)，也是離子酸堿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。例如NH4Cl的生成：H+液氨中的酸堿中和反應(yīng)：H+89堿(1)酸(2)堿(2)酸(1)

因此要比較各種酸、堿的強(qiáng)度必須選定一種溶劑，最常用的溶劑是水。

酸和堿的強(qiáng)度是指酸給出質(zhì)子的能力和堿接受質(zhì)子的能力的強(qiáng)弱。酸和堿的相對(duì)強(qiáng)弱HCl>HAc>HCN90酸越強(qiáng)，其共軛堿越弱；堿越強(qiáng)，其共軛酸越弱。91

6.5.2

酸堿電子論9293

酸堿 酸堿配合物。(電子對(duì)接受體)

(電子對(duì)給予體)H+

+

:OH-

H：OHHCl

+

:NH3

[H←NH3]BF3

+

:F-

[F←BＦ3]Cu2+

+

4:NH3

[Cu(←NH3)4]思考題1.相同濃度的HCl和HAc溶液的pH值是否相同？pH值相同的HCl溶液和HAc溶液其濃度是否相同？若用NaOH中和pH值相同的HCl和HAc溶液，哪個(gè)用量大？原因何在？2.若要配制pH=7和pH=10左右的緩沖溶液，應(yīng)分別選擇①甲酸和甲酸鈉，②氨水和氯化銨，③磷酸和磷酸二氫鈉，④磷酸二氫鈉和磷酸氫二鈉中的哪一組緩沖對(duì)？3.為什么硫化鋁在水溶液中不能存在？4.酸堿質(zhì)子論的基本要點(diǎn)是什么？什么叫共軛酸堿對(duì)？酸堿的強(qiáng)弱由哪些因素決定？94思考題參