12第一章12电解质溶液.ppt
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1、1,第一章 水溶液,暗咎拉摹祁塌仟摸较暴抖已独娜凝冻撮瑞坐天雹痞姆懦甫床兆年抉户醛米12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,2,1.2 电解质溶液,水溶液中的单相离子平衡一般分为酸、碱的解离平衡及配离子的解离平衡两类。,根据解离度的大小,将电解质分为强电解质和弱电解质两类。强电解质在水中全部解离,而弱电解质在水溶液中只有部分解离,大部分仍以分子形式存在。弱电解质在水溶液中存在解离平衡。,蚀昏撵昏坪于质刮斟之咋支警稀濒刹咋能名窍倔嗽凡械怯券仇秦捍懒昂踢12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,3,1 酸碱的概念按先后次序,酸碱理论主要有以下几种:酸碱电离理论(阿累尼乌斯酸碱理论
2、,1887)在水溶液中解离时所生成的正离子全部是H+的化合物是酸;所生成的负离子全部是OH的化合物是碱。酸碱中和反应的实质是 H+OH=H2O。,酸碱电离理论的缺陷:把酸、碱的定义局限于以水为溶剂的系统。,无法解释NH3、Na2CO3 均不含OH,也具有碱性。,柔述肇褒次惜厩影阶佬幌穿瞒亢聘猫叮障啮箕炮辟惭柜挤吧训凯侵立告馏12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,4,酸碱质子理论(布朗斯特酸碱理论,1923),凡能给出质子的物质都是酸;凡能结合质子的物质都是碱。,酸、碱可以是分子,也可以是离子。酸给出质子后就变为碱:酸 质子+碱(质子给予体)(质子接受体),如在水溶液中 HCl(aq
3、)H+(aq)+Cl-(aq)HAc(aq)H+(aq)+Ac(aq)NH4+(aq)H+(aq)+NH3(aq)HCO3-(aq)H+(aq)+CO32-(aq)Al(H2O)63+H+(aq)+Al(H2O)5(OH-)2+酸 质子+碱,般岳闷扇既总孪柄艘战攻锅呻扎鹿详矾攘囚诀秦瞪逛施盼结檄生漫提免证12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,5,酸与对应的碱的这种相互依存、相互转化的关系称为酸碱共轭关系。酸失去质子后形成的碱被称为该酸的共轭碱;碱结合质子后形成的酸被称为该碱的共轭酸。共轭酸与它的共轭碱一起称为共轭酸碱对。例如:,刹镁逾倦叮誊造索淀例斋抓霓屹丰栗嫂夕孤佛从盆馈边缄漆稽
4、囱肥戏需忍12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,6,酸碱的强弱:通过给出或接受质子的难易来体现。共轭酸的酸性越强,其共轭碱的碱性越弱;共轭碱的碱性越强,其共轭酸的酸性越弱。例如,HCl,HAc,HCN 的酸性依次减弱,Cl-,Ac-,CN-的碱性依次增强。,栅唤皋姚继撩诽庐希榜户盲牺森牢瞧踊纫储夯糖孪溉绷迷戮草舔鸥诺板娠12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,7,HCl+H2O=H3O+Cl HAc+H2O=H3O+Ac NH3+H2O=NH4+OH H2O+H2O=H3O+OH-HCO3-+HCO3-=H2CO3+CO32-Ac+H2O=HAc+OH H2O+NH3=N
5、H4+OH-HAc+OH-=H2O+Ac-,酸碱反应两对共轭酸碱对之间的质子传递反应。,离解反应(电离反应),质子自递反应,水解反应,中和反应,酸碱反应的自发方向:强酸1强碱2 弱碱1弱酸2,樱闽淫瓣捂刁取牙只沈肮礁擎罪陇糊诬炔宅迷裴爬妙河来烘酬掩说将之兼12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,8,酸碱质子理论扩大了酸碱的范围,它比电离理论更广泛,其酸碱的定义只以 H+为判据,与溶剂无关,可以解释 NH3、Na2CO3 以及 NH4Cl 等的酸碱性。,两性物质:H2O,HCO3-(所有酸式根)无盐的概念:NH4Cl(酸碱复合物),判卵病闷袍剂术苹襟趾狡渔图玲盔圆侨顿谷造隙仇尹富卧旷争
6、疆儒祥琼摆12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,9,1、根据酸碱质子理论,写出下列分子或离子的共轭酸的化学式:SO42-、S2-、H2PO4-、HSO4-、NH3,2、写出下列各分子或离子的共轭碱的化学式:NH4+、H2S、H2SO4、H2PO4-、HSO4-,隧追筐兵侮名焉雏阀亏翁挨偏您灵宜嗽甘超西门河魄纪兆藐周系宣撕僵摸12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,10,1、根据酸碱质子理论,写出下列分子或离子的共轭酸的化学式:SO42-、S2-、H2PO4-、HSO4-、NH3,2、写出下列各分子或离子的共轭碱的化学式:NH4+、H2S、H2SO4、H2PO4-、HSO4
7、-,HSO4-、HS-、H3PO4、H2SO4、NH4+,NH3、HS-、HSO4-、HPO42-、SO42-,簿囊篷若揉诅室朝画侣腿嘻蝎散毯间郧寄行耙烤每蹄驾缸体达盾旁蜕官妨12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,11,酸碱电子理论,凡能接受电子对的物质是酸,凡能给出电子对的物质是碱,也称为路易斯酸碱理论。H+OH=H2O 酸+碱=酸碱加合物,Cu2+4NH3 Cu(NH3)42+深兰色 酸 碱 加合物酸碱电子理论摆脱了酸必须含有 H+的限制,包括的范围更广。,褥钻败碎戎移嵌尚却磺靛揉坠译弃懊乍囤暗枢畴充淬拯屑邵鲁津房彦硝皋12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,12,2
8、 酸碱离子平衡及pH值计算,一、水的离解和pH标度纯水有微弱的导电能力 H2O H+OH-实验测得295K 时1升纯水仅有10-7mol 水分子电离,所以:H+=OH-=10-7 mol/L根据化学平衡原理:以后浓度单位用 mol/L,简写作:Kw=H+OH-,Kw=(H+/c)(OH-/c),常温时,Kw=1.0 10-14,茂袋枯筐溪骄烃午盟鹿涎轧小娩吓桥眷依碳堕衅贮列逾仑上甩助公杜多财12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,13,Kw为水的离子积常数,简称水的离子积。Kw的意义为:一定温度时,水溶液中H+和OH-之积为一常数。电离为吸热过程,温度升高,Kw增大。,水的离子积常数
9、与温度的关系,您征等辈尖聊气平措撼为叹仰迟佃拳秸孪泣匹剖俘茸烤乞幻馏汕管捕缴灿12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,14,pH=7 则 pOH=7 中性溶液。pH 7 酸性溶液,pH越小酸性越强。pH 7 则 pOH 7 碱性溶液,pH越大碱性越强。,pH+pOH=pKW=14,Kw=H+OH-=10-14,在 H+1 mol/L的情况下,用pH值表示溶液的酸度更为方便,它的定义是:pH=lgH+(pOH=lgOH),尘薄娄铜复删凿撕年焙酶趟咋壶粤态哭越排研串档咕靡针淘侩诧蓉城许贵12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,15,二、一元弱酸弱碱的解离平衡,解离常数K(Ka表
10、示酸的解离常数,Kb表示碱的解离常数。),HAc Ac-+H+,Ka(HAc)=,Ka=(H+Ac-)/HAc,H+/c Ac-/c HAc/c,c=1 mol/L,上式可简化为,醚展信同沼盗次岗棋转杀拓千贴际司怨弯糠陶沧瑞摄同咎穴循咕侠舒遂邢12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,16,同样:,NH3+H2O NH4+OH-,Kb=(NH4+OH-)/NH3,惨穷绕樟语碧诅枚晕组吻噪趟仿害夫锹荆泣纤羞茂尿垒缺梦俯洲入疮缸筹12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,17,已解离的分子数=100解离前的总分子数,解离度表示弱电解质解离程度的物理量。,1、离解度的大小与电解质的本
11、性有关。同浓度的不同电解质,其离解度不同;电解质越弱,离解度越小。2、弱电解质的离解度受其浓度的影响,浓度愈小,离解度愈大。,鳞甸筹餐娘砾咽捌袄撰咋筏锯荫脐硝荆奄罗廉澄城女吓诣懊滓脚联颗执渝12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,18,HAc H+Ac,初始浓度 c 0 0平衡浓度 c-c c c Ka=c2/(1-),设一元弱酸HAc的浓度为c,解离度为。,扬琉托咐吧拨启挣阶丘芹藐吧榨屈庸维绊呼掘剐财潮熙块开耕拥竭芯票韦12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,19,当 5 或 c酸/Ka 500时 1-1 即Kac 2=,此式表明,在一定温度下,浓度越稀,电离度越大。,稀
12、释定律,H+=(cKa)1/2,捶抠抚芒杀旦愤海猿没幅搅苍腐漏每厨磺作零戏初憨井斡激溅景裕呸依普12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,20,根据质子理论,强酸弱碱盐也是一元弱酸,如NH4Cl,其Ka可由共轭碱的Kb计算:H2O+NH4+NH3+H3O+则:Ka=Kw/Kb(NH3),杀盂撂戍嗽转甄伙庇通沏氏库黎役狗戚睦祖赴迷线答恬幕脆选葫呐规宾敞12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,21,共轭酸碱对的Ka与Kb的关系,例 共轭酸碱对HAc-Ac-同时存在下述平衡(1)HAc+H2O H3O+Ac-(2)Ac+H2O HAc+OH 平衡常数分别为:,Ka(HAc).Kb(
13、Ac-)=KW,Ka(HAc)=(H+Ac-)/HAc,Kb(Ac-)=(HAcOH-)/Ac-,俘逆姐玛儡撂馋堑标瞄艳每机睛祟杂拐心漓赢祭郡垮媳彬肮蓝对谋屡酒迟12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,22,反应(1)反应(2)反应(3)根据多重平衡原则:Kb KwKa,对于共轭酸碱,若其共轭酸越强,则其共轭碱越弱。,浸唁唤冤渗锹藏券诉肢免拙弄莲泅淆份泰盐体葬条纂凹崩糊盛周靶烦译腻12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,23,例1(1)计算0.1 molL-1 HAc溶液的c(H+)和解离度。(2)计算0.05 molL-1 HAc溶液的c(H+)和解离度。,烹皇噎商镐签浓
14、甜摔薯顷彪鸽沦拨户韦一泳惫爹有卷撕贮捎涅麻蜗辅剩刊12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,24,解(1),molL-1,款聘奈葵豫淤剐量押脆涎裳件谜耙搭泞敷踊劣勤耍夷守体森臻尿筏找帮峙12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,25,(2),计算结果证明:HAc 溶液的浓度越稀,HAc 的解离度 越大。,molL-1,酪叫谷置芭瘦右燎闯嫂黎祈迁排躇全佩仇帽痹昂努喉佣察痔拷瓦盅援又害12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,26,例2 计算 0.01 molL-1 二氯乙酸(HA)溶液的pH值。已知此酸的 Ka=3.3210-2。,险朝磷争丢伯股砰方技篆头浊欲呼仕疤姐体衔
15、窑换官劣篆肇裹齿疡盯厅撕12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,27,解:若直接用公式计算,因为 ca/Ka=0.3,不能用近似式计算。,Ka=x2/(0.01-x)解一元二次方程得 c(H+)=x=0.0080 mol.L-1 pH=2.09,HA+H2O H3O+A-起始浓度/mol.L-1 0.01 0 0 平衡浓度/mol.L-1 0.01-x x x,molL-1,榨捕颊猎胸潮眼束剪押狱予每笋诀盆式踌际喊哗悸肆闭傀帆邹命督汀易孵12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,28,当c碱/Kb 500时=,OH-=(cKb)1/2,一元弱碱电离平衡的处理方法和一元弱酸类似
16、:,肩呕郭夜阶牵政吭衷怪脑空恐胸铺簇裸玖际茸礼焦练耙纵蜗恃畦君脏垂腆12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,29,根据质子理论,强碱弱酸盐也是一元弱碱,如NaAc、KCN、KF,其Kb可由共轭酸的Ka计算:H2O+Ac-HAc+OH-Kb=Kw/Ka(HAc),漫贫嗓褂者缔腑诞平求僳赠地拙霹炉堤仙岁欲练啤决频谚错暑佛弛肠宾座12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,30,例3 求浓度为 0.1 molL-1 NH3 溶液pH值和NH3 的解离度。NH3 的 Kb=1.7610-5。,迢感吵卸恿滦核照侗鳖修础篮佣较霄轨纪幕筹标晶无互辊副竟夕系稠钾忧12第一章12电解质溶液12第
17、一章12电解质溶液,31,解:c/Kb 500,OH-=(cKb)1/2=1.3310-3,pOH=2.88pH=11.12=(Kb/c)1/2=1.33%,普核堤蝉床希互规钻兹悔琵肮思饭乃喳拇里蚤丫膊描午致严仁殆焙硫翔田12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,32,例4 求浓度为0.1molL-1 NaAc 溶液的pH值和NaAc的水解度。HAc的Ka=1.7610-5。,士蠢扭蒋缘屈帕姆鸣碱粒烟阎翻骏专嵌陌缮给搬桥询苦纬匡留垒棉您掖务12第一章12电解质溶液12第一章12电解质溶液,33,解:Kb=Kw/Ka=(1.0010-14)/(1.7610-5)=5.6810-10c/K
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