弱酸弱碱的解离平衡.docx

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1、弱酸弱碱的解离平衡大专班讲义 第四章 酸碱电离平衡与沉淀溶解平衡 第三节 弱电解质的解离平衡 第 1 页 共 5页 第三节 弱酸弱碱的解离平衡 弱酸弱碱的电离存在平衡.高中的电离平衡即解离平衡. 一.一元弱酸和弱碱的解离平衡 弱电解质的解离过程就是质子的传递过程. 1.一元弱酸的解离常数 例如醋酸:HAc+H2O H3O+Ac 此式可简化成:HAc H+Ac 在一定温度下达到电离平衡时有:HAc/HAc=Ka(酸常数) 2.一元弱碱的解离常数 例如:氨水:NH3+H2O NH4+OH 在一定温度下达到解离平衡时:OHNH4/NH3=Kb(碱常数) 结论:K的大小表示了弱电解质在水溶液中的解离程

2、度.在温度相同时,K越大表示解离程度越大,该弱电解质相对越强.K=10-10之间的酸或碱为弱酸或弱碱.KKa2,当Ka1/Ka2100时,考虑第一步电离就可以了.我们一般也只考虑第一步电离. 2.计算举例 例题计算饱和H2S溶液(0.1molL)中的H、HS、S和H2S的解离度.(已知:Ka1=9.110, Ka2=1.110) (说明:有时需查表,例如教材P172的H2S的pKa1=7.05,pKa2=11.95Ka1=10-7.05-8-12-1+-2- +2-+2-12+-+-8+-1-1-1+-14-14-1+-5-6+-+-1-1=9.110,Ka2=10-8-11.95=1.110

3、) +-1+-12 解.(1)由于Ka1Ka2,则按一元弱酸处理.设H=xmolL H2S H+HS 平衡浓度molL 0.1-x x x Ka1=HHS/H2S=9.110 由于c/Ka1500则可直接代入H=HS=Ka1c =9.510 (2)计算S HS H+S Ka2=HS/HS=1.110 由于第二步解离极微弱,可认为H=HS则Ka2=1.110molL (3)求H2S的解离度 =9.510/0.1=0.095% -5+-12-1- +2-+2-122-+-5+-8-1大专班讲义 第四章 酸碱电离平衡与沉淀溶解平衡 第三节 弱电解质的解离平衡 第 4 页 共 5页 3.结论 (1)计

4、算多元弱酸溶液的H,按一元弱酸处理,H=Ka1c (2)二元弱酸溶液中,酸根离子浓度近似等于Ka2 (3)需要高浓度的多元弱酸根时,用其盐. 选学四.两性物质的解离平衡 常见的两性物质有:多元弱酸的酸式酸根离子(HCO3、HS、H2PO4、HPO4)和弱酸弱碱盐(NH4Ac)及氨基酸等. 1.酸式酸根离子 (1)HCO3 作为酸:HCO3 H+CO3 Ka2=HCO3/HCO3=5.610 作为碱:HCO3+H2O H2CO3+OH Kb2=OHH2CO3/HCO3=KW/Ka1=2.310 Kb2Ka2.则溶液显碱性. 经数学推导有:H=Ka1Ka2 (2)H2PO4 作为酸:H2PO4 H

5、+HPO4 Ka2=HHPO4/H2PO4=6.2310 作为碱:H2PO4+H2O OH+H3PO4 Kb3=OHH3PO4/H2PO4=KW/Ka1=1.310 Ka2Kb3.则溶液显酸性. 经数学推导有:H=Ka1Ka2 对HPO4有:H=Ka2Ka3 (3)弱酸弱碱盐 例如NH4Ac溶液,NH4显酸性,Ac显碱性 NH4+H2O NH3+H3O Ka(NH4)=NH3H3O/NH4=KW/Kb(NH3) Ac+H2O HAc+OH Kb(Ac)=HAcOH/Ac=KW/Ka(HAc) 数学推导有:H=KWKa/Kb =KaKa H=KWKa(HAc)/Kb(NH3) =Ka(HAc)/

6、Ka(NH4) 结论:KaKa=KW为中性,KaKaKW,为酸性. 五.同离子效应和盐效应 1.同离子效应 例如向HAc中加入NaAc则HAc的解离平衡左移.同理向NH3溶液中加入NH4Cl则使NH3的解离平衡左移. HAc H+Ac NH3+H2O NH4+OH NaAc=Na+Ac NH4Cl=NH4+Cl+-+- +-+- +-+-2-+-12-+2-+2-8-+-8-+2-+2-11-2-+大专班讲义 第四章 酸碱电离平衡与沉淀溶解平衡 第三节 弱电解质的解离平衡 第 5 页 共 5页 向弱电解质溶液中加入与该弱电解质有共同离子的强电解质而使解离平衡左移,从而降低弱电解质的解离度的现象

7、叫同离子效应. 2.存在同离子效应时的计算 作业习题讲解 教材P79的10题. (1)混合后HCl和NaOH中和,余HCl0.05mol,HCl=0.1molL,pH=1 (2)NH4Cl和NaOH恰好反应,得到的NH3=0.01/0.1=0.1molL 利用OH=CKb =0.11.7710=1.3310molL 则H=7.51810molL 则pH=11.12 (3)NH4Cl和NaOH溶液反应后,余NH4Cl=0.067molL NH3=0.067molL NH3+H2O NH4+OH Kb=NH4OH/NH3代入则Kb=OH=1.7710molL 则H=KW/OH=5.6510molL

8、 则pH=9.25 (4)NH4Cl和NaOH溶液反应后NaOH剩余, NaOH=0.005/0.075=0.067molL NH3=0.005/0.075=0.067molL OH主要来源于NaOH,则OH=0.067molL H=KW/OH=10/0.067=1.4910molL pH=12.82 (5)反应后剩余NaOH0.01mol NaOH=0.01/0.05=0.2molL H=510molL,pH=13.3 3.盐效应 在弱电解质溶液的平衡体系中,加入不含弱电解质离子的强电解质,将促进弱电解质的电离,称为盐效应. 解释:离子浓度加大,离子间互相牵制作用增强,离子结合成弱电解质分子的机会减小. 同离子效应的同时也有盐效应,只不过是盐效应微弱. 复习思考题(教材P66的2-4题) 2.相同浓度的盐酸和醋酸溶液的pH相等吗?相同pH值的盐酸和醋酸溶液的浓度相等吗?用相同浓度的NaOH溶液中和相同pH值的盐酸和醋酸溶液,哪个用量大?为什么? 3.醋酸溶液稀释一倍,H是原来的一半吗?为什么? 4.在HAc溶液中分别加入HCl、NaAc、NaOH,对电离平衡有何影响. +-4-1-1+-14-13-1-1-1-1+-10-1+-5-1+-1-1+-12-1-5-3-1-1-1