弱酸和弱碱的解离平衡课件

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H,3,O,+,(aq)+Ac,(aq),2,8.1 弱酸和弱碱的解离平衡第8章 酸碱解离平衡8.1,K,a,：一元弱酸解离常数,(Dissolution Constant of Weak Acid),简写,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,对于,一元弱碱的解离平衡：,NH,3,(aq) + H,2,O(l) NH,4,+,(aq) + OH,-,(aq),3,Ka ：一元弱酸解离常数简写第8章 酸碱解离平衡8.1 弱,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,K,b,(NH,3,),：一元弱碱的解离常数,(Dissolution Constant of Weak Base),b.,计算公式,以,HAc,为例：,假定,HAc,的初始浓度为,c,mol/L,，达到平衡时,c(H,+,),为,x,mol/L,，依据化学平衡的有关知识可以得出：,4,第8章 酸碱解离平衡8.1 弱酸和弱碱的解离平衡Kb (N,c,0 0,c-x,x,x,起始浓度,/(molL,-1,),平衡浓度,/(molL,-1,),HAc(aq) + H,2,O(l) H,3,O,+,(aq) + Ac,(aq),（条件：,c,400,K,a,),第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,5,c,2,、解离度,（,K,a,=,c,2,),即：,(Degree of Dissolution),第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,6,2、解离度（Ka =c2)即：(Degree of Dis,稀释定律：溶液浓度越稀，解离度越大。表明溶液的解离度近似与其浓度的平方根成反比。,说明：,K,a,和,均可表示酸的强弱，但,随,c,而变，而,K,a,只是温度的函数，在温度一定时，是一个常数，它不随,c,而变。,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,7,稀释定律：溶液浓度越稀，解离度越大。表明溶液,例：计算,298K,时,0.10molL,-1,HAc,溶液中,H,3,O,+,Ac,-,HAc,OH,-,pH,(,K,a,=1.810,-5,),。,HAc(aq)+H,2,O(l) H,3,O,+,(aq),+Ac,(aq),解：,c,(HAc)=0.1-,c,(H,3,O,+,)0.1(molL,-1,),第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,8,例：计算298K时0.10molL-1 HAc 溶液中H,pH = -lg,c,(H,3,O,+,)=2.89,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,9,pH = -lgc(H3O+)=2.89第8章 酸碱解离,对于一元弱碱：,条件：,(,c, 400,K,b,),第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,10,对于一元弱碱：条件：(c 400 Kb )第8章,例：已知,298K,下,0.200molL,-1,氨水的解离度为,0.934%,计算溶液中,OH,-,的浓度和氨的解离常数,K,b,。,c,(OH,-,)=,c,(NH,3,),=0.200 0.934%,=1.8710,-3,molL,-1,解,:,=,c,(OH,-,)/,c,(NH,3,)100%=0.934%,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,11,例：已知298K下0.200molL-1氨水的解离度为0.,在弱酸或弱碱溶液中,加入与其具有相同离子的易溶强电解质,而使平衡向左移动,弱电解质的解离度降低的现象称为,同离子效应,。,（,a,） 定义,(Common Ion Effect),3,、同离子效应,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,12,在弱酸或弱碱溶液中,加入与其具有相同离子的易溶强电解,结果：,Ac,-,浓度增大，平衡左移，,HAc,解离,度减小，酸性减弱，这就是同离子效应。,HAc(aq),+ H,2,O(l) H,3,O,+,(aq,) +Ac,-,(aq),加入强电解质,NaAc(s),Na,+,(aq),+ Ac,-,(aq),H,2,O(l),例如在平衡体系中,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,13,结果：Ac-浓度增大，平衡左移，HAc解离度减小，酸性减弱，,结果：,NH,4,+,浓度增大,平衡左移,NH,3,解离,度减小,，这也是同离子效应,。,NH,3,(aq) + H,2,O(l),NH,4,+,(aq) + OH,-,(aq),NH,4,Cl(s),NH,4,+,(aq) + Cl,-,(aq),H,2,O(l),加入,强电解质,又如在平衡体系中,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,14,结果：NH4+浓度增大, 平衡左移, NH3解离NH3(aq,（,b,）计算,比较在,纯,0.10molL,-1,HAc,和在,0.10molL,-1,HAc,中加入,NaAc,晶体，使,NaAc,浓度为,0.10molL,-1,时的,c,(H,3,O,+,),，,，,并做出结论。,解：,纯,0.10molL,-1,HAc,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,15,（b）计算 比较在纯0.10molL-1HA,在,0.10molL,-1,HAc,中加入,NaAc,晶体,起始浓度,/(molL,-1,),0.1 0.1,平衡浓度,/(molL,-1,),0.1-,x,x,0.1+,x,HAc(aq),+H,2,O(l),H,3,O,+,(aq),+Ac,-,(aq),x,=,K,a,=1.810,-5,0.1,x,0.10,c,(H,3,O,+,)=1.8,10,-5,molL,-1,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,16,在0.10molL-1HAc中加入NaAc晶体起始浓度/(,8.1.2,水的解离平衡和溶液的,pH,1.,水的离子积常数,H,2,O(l) + H,2,O(l) H,3,O,+,(aq),+ OH,-,(aq),水的自身解离平衡,K,w,=,c,(H,3,O,+,),c,(OH,-,)=1.010,-14,平衡常数表达式：,K,w,=,c,(H,3,O,+,),c,(OH,-,),K,W,为水的离子积常数,(Ion-product for Water),298.15K,时,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,17,8.1.2 水的解离平衡和溶液的pH1. 水的离子积常数,在纯水中，,c,(H,3,O,+,),与,c,(OH,-,),相等；,若在纯水中加入某种电解质,(HCl,、,NaOH),形成稀溶液，,c,(H,3,O,+,),c,(OH,-,),，但,c,(H,3,O,+,),c,(OH,-,)=,K,w,的关系依然成立。,注意,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,18,在纯水中，c(H3O+)与c(OH-)相等；注意第8章 酸碱,平衡常数,K,w,的性质,B,、水的离子积常数不随浓度变，随温度的升高而增大。,A,、 一定温度下，水中,H,3,O,+,浓度与,OH,-,浓度的乘积为一常数；,如,100,纯水：,K,w,=5.4310,-13,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,19,平衡常数Kw 的性质 B、水的离子积常数不随浓度变，,2.,溶液的,pH,（,1,） 定义,水溶液的,pH,就是该溶液所含氢离子浓度的负对数。,pOH = -lg,c,(OH,-,),pH =-lg,c,(H,3,O,+,),K,w,=,c,(H,+,),c,(OH,-,)=1.010,-14,p,K,w,=pH+pOH=14.00,25,C,：,令,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,20,2. 溶液的pH（1） 定义水溶液的pH就是该溶液所含氢,（,2,） 性质,表示水溶液中酸碱性强弱的标度，,pH,越小，酸性越强。,（,3,） 范围,仅表示氢离子或氢氧根离子浓度,1molL,-1,以下的溶液的酸碱性。,（,4,） 应用,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,21,（2） 性质表示水溶液中酸碱性强弱的标度，pH越小，酸性越,常见液体的,pH,名 称,pH,名 称,pH,胃液,1.0,2.0,唾液,6.4,7.5,柠檬酸,2.4,牛奶,6.5,醋,3.0,纯水,7.0,葡萄汁,3.2,血液,7.35,7.45,橙汁,3.5,眼泪,7.4,尿液,4.8,7.5,氧化镁乳,10.6,暴露在空气中的水,5.5,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,22,常见液体的pH 名 称 pH 名 称 p,（,1,）,组成,有机弱酸或有机弱碱。,（,2,）,作用原理,HIn,(aq)+H,2,O(l) H,3,O,+,(q),+,In,-,(aq),碱式色,酸式色,3.,酸碱指示剂,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,23,（1） 组成有机弱酸或有机弱碱。（2） 作用原理HIn(,当溶液,H,+,离子浓度发生变化时，平衡发生移动，导致指示剂结构发生变化，从而使指示剂颜色发生变化，这就是指示剂的变色原理。,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,24,当溶液H+离子浓度发生变化时，平衡发生移动，,（,3,）,变色范围,HIn(aq) + H,2,O(l) H,3,O,+,(aq),+ In,-,(aq),若,显碱式色,pH,p,K,(HIn)+1,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,25,（3） 变色范围HIn(aq) + H2O(l),若,pH,p,K,(HIn),1,变色范围：,pH=p,K,(HIn)1,若,显酸式色,pH=p,K,(HIn),理论变色点,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,26,若pH pK (HIn)1变色范围：pH=pK (H,常用的酸碱指示剂,指示剂,变色范围,颜色,(,酸,/,碱,),p,K,(HIn),甲基橙,3.1-4.4,红,/,黄,3.4,甲基红,4.4-6.2,红,/,黄,5.2,酚酞,8.0-9.6,无,/,红,9.1,溴百里酚蓝,6.0-7.6,黄,/,蓝,7.3,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,一般说来指示剂的变色范围越窄越好,。,27,常用的酸碱指示剂指示剂变色范围颜色(酸/碱)pK (HIn,8.1.3,多元弱酸的解离平衡,a.,解离平衡,(Dissolution Equilibrium),多元酸的解离是分步进行的：,H,3,PO,4,(aq),+ H,2,O (l) H,2,PO,4,-,(aq),+ H,3,O,+,(aq),H,2,PO,4,-,+ H,2,O HPO,4,2-,+ H,3,O,+,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,28,8.1.3 多元弱酸的解离平衡a. 解离平衡 (Diss,酸性强弱,H,3,PO,4,H,2,PO,4,-,HPO,4,2-,K,a1,K,a2,K,a3,HPO,4,2-,+ H,2,O PO,4,3-,+ H,3,O,+,溶液中,H,3,O,+,主要来自第一步解离平衡，,c,(H,3,O,+,),的计算可按一元弱酸处理。,提示,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,29,酸性强弱 H3PO4 H2PO4- HPO42,c.,计算公式,以,H,2,S,为例：,K,a2,= 1.310,-13,H,2,S(aq)+H,2,O(l) H,3,O,+,(l),+ HS,-,(aq),HS,-,(aq) + H,2,O(l) H,3,O,+,(l),+ S,2-,(aq),K,a1,=1.110,-7,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,30,c. 计算公式以H2S为例：Ka2 = 1.310-13,故,c,(H,+,),c,1,(H,+,),多元弱酸中,纯二元弱酸中,混合酸中,c,(S,2-,),K,a2,由于,K,a1,K,a2,与初始浓度无关,（条件：,c,400,K,a,),第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,31,故 c(H+)c1(H+) 多元弱酸中纯二元弱酸中混,例：计算,0.100mol,L,-1,H,2,S,溶液中的,H,3,O,+,，,OH,-,，,S,2-,浓度和溶液,pH,。,（,1,）,c,(H,3,O,+,),H,2,S(aq) + H,2,O(l) H,3,O,+,(aq),+ HS,-,(aq),HS,-,(aq) + H,2,O (l) H,3,O,+,(aq),+ S,2-,(aq),解：,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,32,例：计算0.100molL-1H2S溶液中的H3O+，（1,（,2,）,c,(OH,-,),第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,33,（2）c(OH-)第8章 酸碱解离平衡8.1 弱酸和弱碱的,HS,-,(aq),+H,2,O(l) H,3,O,+,(aq),+ S,2-,(aq),起始浓度,/(molL,-1,),1.1510,-4,1.1510,-4,0,平衡浓度,/(molL,-1,),1.1510,-4,-,x,1.1510,-4,+,x,x,c,(S,2-,),K,a2,=7.110,-15,(molL,-1,),（,3,）,c,(S,2-,),第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,34,HS- (a,例：在饱和,H,2,S,溶液中（,0.1molL,-1,）加入,HCl,使浓度为,0.1molL,-1,计算,c,(S,2-,),。,解：,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,35,例：在饱和H2S溶液中（0.1molL-1）加入解：第8章,50 mLHAcNaAc,c,(HAc) =,c,(NaAc),=0.10moldm,-3,pH = 4.74,加入,1,滴,(0.05ml) 1moldm,-3,HCl,加入,1,滴,(0.05ml),1moldm,-3,NaOH,50 ml,纯水,pH =7,pH = 4.75,pH = 3,pH = 11,pH = 4.73,8.1.4,缓冲溶液,1.,定义,缓冲溶液：能抵抗外来少量强酸或强碱或稍加稀释，而使溶液的,pH,基本不变的溶液。,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,36,50 mLHAcNaAc加入1滴(0.05ml) 1mol,2.,组成,NH,3,NH,4,+,，,PO,4,3-,HPO,4,2-,HAc,NaAc,HCO,3,-,CO,3,2-,H,3,PO,4,H,2,PO,4,-,弱酸,共轭碱：,弱碱,共轭酸：,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,37,2. 组成NH3 NH4+，PO43- HPO4,由于存在大量,Ac,-,，对平衡产生同离子效应，平衡左移，,HAc,解离度减小。,缓冲溶液中存在了大量的抗酸成分和大量的抗碱成分。,3.,缓冲原理,少量,大量,加入强电解质,在平衡体系中,HAc(aq),+H,2,O(l),H,3,O,+,(aq)+Ac,-,(aq),大量,NaAc(s),Na,+,(aq),+ Ac,-,(aq),H,2,0(l),大量,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,38,由于存在大量Ac-，对平衡产生同离子效应，平,若在缓冲溶液中加入少量强酸,HCl,HAc(aq),+H,2,O(l),H,3,O,+,(aq)+Ac,-,(aq),结果：,c,(Ac,-,),略有减小，,c,(HAc),略有增加，比值基本不变，,c,(H,3,O,+,),基本不变，,pH,基本不变。,移项,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,大量的,Ac,-,与,H,+,反应，生成解离度很小的,HAc,。,39,若在缓冲溶液中加入少量强酸HClHAc(aq)+H2O(l),HAc(aq),+H,2,O(l),H,3,O,+,(aq)+Ac,-,(aq),结果：,若在缓冲溶液中加入少量强碱,NaOH,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,c,(H,3,O,+,),略有减少,c,(HAc),略有减少；,c,(Ac,-,),略有增加，比值基本不变；,c,(H,3,O,+,),基本不变，,pH,基本不变。,40,HAc(aq)+H2O(l) H3O+(aq),HAc(aq)+H,2,O(l) H,3,O,+,(l) + Ac,-,(aq),4.,缓冲溶液,pH,值计算,提示,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,由于,HAc,解离度很小,加之同离子效应,使,HAc,解离度更小,故,c,(HAc,),c,(Ac,-,),可认为是其原始浓度。,41,HAc(aq)+H2O(l) H3O+(l),例：若在,50.00mL0.150mol,L,-1,NH,3,(aq),和,0.200molL,-1,NH,4,Cl,组成的缓冲溶液中，加入,0.100mL1.00molL,-1,的,HCl,，求加入,HCl,前后,溶液的,pH,各为多少？,解：,加入,HCl,前,c,(,B),c,(B,H,+,),pH = 14 p,K,b,- lg,=14-(-lg1.8,10,-5,)+lg,=9.26+(-0.12) = 9.14,0.150,0.200,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,42,例：若在50.00mL0.150molL-1NH3(aq),加入,HCl,后,NH,3,(aq) + H,2,O(l) NH,4,+,(aq) + OH,-,(aq),加入,HCl,前浓度,/(molL,-1,),0.150,0.200,平衡浓度,/(molL,-1,),0.200+0.0020+,x,x,0.150-0.0020-,x,加入,HCl,后初始浓度,/(molL,-1,),0.150-0.0020,0.200+0.0020,x,= 1.3,10,-5,c,(OH,-,) = 1.310,-5,pOH = 4.89 pH = 9.11,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,43,加入HCl后NH3(aq) + H2O(l),衡量缓冲溶液的缓冲能力大小的尺度称为缓冲能力。,5.,缓冲能力,(,容量,),浓度：共轭酸碱的浓度要适当的大，其缓冲能力才能足够的大,。,（,2,）影响因素,（,1,）定义,(Buffer Capacity),第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,44,衡量缓冲溶液的缓冲能力大小的尺度称为缓冲能力。5. 缓冲能,比值：缓冲组分的比值为,1,1,，才有最大的缓冲能力，此时,pH = p,K,a,。,有效缓冲范围,通常比值在,1,10,10,:,1,之间有足够的缓冲能力，此时,pH = p,K,a,1,所以：,缓冲溶液的,pH,应在缓冲范围内且尽可能接近缓冲溶液的,p,K,a,。,最大缓冲容量,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,45,比值：缓冲组分的比值为11，才有最大的缓冲能力，此时pH,常用的缓冲溶液,弱酸,共轭碱,p,K,a,pH,范围,邻苯二甲酸,邻苯二甲酸氢钾,2.88,1.9,3.9,醋酸,醋酸钠,4.75,3.7,5.8,磷酸二氢钠,磷酸氢二钠,7.20,6.2,8.2,氯化铵,氨水,9.25,8.3,10.2,磷酸氢二钠,磷酸钠,12.3,11.3,13.3,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,46,常用的缓冲溶液弱酸共轭碱pKapH范围邻苯二甲酸邻苯二甲酸氢,例：求,300mL0.50mol,L,-1,H,3,PO,4,和,500ml,0.50molL,-1,NaOH,的混合溶液的,pH,。,解：,先分析反应,生成,0.15molNaH,2,PO,4,余下,0.10molNaOH,生成,0.10molNa,2,HPO,4,余下,0.05molNaH,2,PO,4,得到,H,2,PO,4,-, HPO,4,2-,缓冲溶液。,0.15molH,3,PO,4,0.25molNaOH,反应,继续反应,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,47,例：求300mL0.50molL-1H3PO4和500ml,H,2,PO,4,-,(aq)+H,2,O(l) HPO,4,2-,(aq) + H,3,O,+,(aq),K,a2,= 6.2,10,-8,c,(,H,2,PO,4,-,) = mol,L,-1,0.0500,0.800,c,(,HPO,4,2-,) = mol,L,-1,0.100,0.800,pH = p,K,a,2,-,lg,=,-,lg6.2,10,-8,-lg,=7.21+0.30=7.51,c,(,H,2,PO,4,-,),c,(,HPO,4,2-,),0.0500,0.100,计算：,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,48,H2PO4-(aq)+H2O(l) HP,缓冲溶液的应用,工业应用,农业应用,科研应用,生物学应用,第,8,章 酸碱解离平衡,8.1,弱酸和弱碱的解离平衡,49,缓冲溶液的应用第8章 酸碱解离平衡8.1 弱酸和弱碱的解离,第,8,章 酸碱解离平衡,8.2,盐的水解,8.2,盐的水解,8.2.1,水解平衡常数,1.,弱酸强碱盐,（离子碱的水解，溶液呈碱性）,以,NaAc,为例：,Ac,-,(aq),+ H,2,O,(l),HAc,(aq),+ OH,-,(aq),50,第8章 酸碱解离平衡8.2 盐的水解8.2 盐的水解,可以利用多重平衡原则可以推导出：,2.,强酸弱碱盐,（离子酸水解溶液呈酸性）,以,NH,4,Cl,为例：,NH,4,+,(aq),+ H,2,O,(l),NH,3,(aq),+ H,3,O,+,(aq),第,8,章 酸碱解离平衡,8.2,盐的水解,51,可以利用多重平衡原则可以推导出：2. 强酸弱碱盐（离子酸水,第,8,章 酸碱解离平衡,8.2,盐的水解,同样可以得到：,3.,弱酸弱碱盐,以,NH,4,Ac,为例：,NH,4,+,+ Ac,-,+ H,2,O NH,3,H,2,O + HAc,52,第8章 酸碱解离平衡8.2 盐的水解 同样可以得到：,盐类水解为吸热过程，由：,可得：,升高温度可以促进水解的进行。,第,8,章 酸碱解离平衡,8.2,盐的水解,53,盐类水解为吸热过程，由：可得：升高温度可以促进水解的进行。第,8.2.2,水解度及水解平衡的计算,1,、单水解过程的计算,NH,4,+,(aq),+ H,2,O,(l),NH,3,(aq),+ H,3,O,+,(aq),c,0 0,起始浓度,/(molL,-1,),c-x,x x,平衡浓度,/(molL,-1,),第,8,章 酸碱解离平衡,8.2,盐的水解,54,8.2.2 水解度及水解平衡的计算1、单水解过程的计算NH,水解常数很小，则：,c-xc,即：,水解度,h,为：,第,8,章 酸碱解离平衡,8.2,盐的水解,55,水解常数很小，则：c-xc即：水解度h为：第8章 酸碱解离,同理可以求出强碱弱酸盐的水解情况：,从计算公式可以看出：盐的初始浓度对水解有,影响。,第,8,章 酸碱解离平衡,8.2,盐的水解,56,同理可以求出强碱弱酸盐的水解情况：从计算公式可以看出：盐的初,1,、平衡常数的影响,（,1,）水解平衡常数或弱酸或弱碱的离解平衡,常数；,（,2,）温度对平衡常数的影响（水解一般为吸,热过程）,2,、外界条件的影响（温度不变时）,（,1,）盐的起始浓度；,（,2,）溶液酸度。,影响水解平衡的因素有：,第,8,章 酸碱解离平衡,8.2,盐的水解,57,1、平衡常数的影响影响水解平衡的因素有：第8章 酸碱解离平衡,NH,4,+,(aq) + H,2,O (aq) NH,3,(aq),+ H,3,O,+,(aq),例：计算,0.10molL,-1,NH,4,Cl,溶液的,pH,和,NH,4,+,的解离度。,(,K,b,(NH,3,)=1.810,-5,),解,:,第,8,章 酸碱解离平衡,8.2,盐的水解,58,NH4+ (aq) + H2O (aq) N,第,8,章 酸碱解离平衡,8.2,盐的水解,59,第8章 酸碱解离平衡8.2 盐的水解59,c,(Ac,-,) = 0.1-7.510,-6, 0.1(molL,-1,),pH = 14 - pOH=8.88,pOH = - lg,c,(OH,-,) = 5.12,解,:,例：计算,0.10molL,-1,NaAc,溶液的,c,(OH,-,),，,pH,和,c,(Ac,-,),。,(,K,a,(HAc)=1.810,-5,),第,8,章 酸碱解离平衡,8.2,盐的水解,60,c(Ac-) = 0.1-7.510-6 0.1(mo,2,、双水解过程的计算,以,MA,为例：,M,+,+ H,2,O MOH + H,+,A,-,+ H,2,O HA + OH,-,c,(H,+,) =,c,(MOH) -,c,(HA),第,8,章 酸碱解离平衡,8.2,盐的水解,61,2、双水解过程的计算以MA为例：M+ + H2O,第,8,章 酸碱解离平衡,8.2,盐的水解,将其带入：,c,(H,+,) =,c,(MOH) -,c,(HA),62,第8章 酸碱解离平衡8.2 盐的水解将其带入：c(H+),第,8,章 酸碱解离平衡,8.2,盐的水解,整理后可得：,进行化简得：,63,第8章 酸碱解离平衡8.2 盐的水解整理后可得：进行化简,第,8,章 酸碱解离平衡,8.2,盐的水解,在一定的条件下，弱酸弱碱盐水溶液的,H,+,与盐溶液浓度无关，只与相应酸或碱的解离常数有关。,3.,酸式盐（既电离又水解）,64,第8章 酸碱解离平衡8.2 盐的水解 在一定的,例：求,0.1molL,-1,NaHCO,3,溶液的,pH,。,解：,第,8,章 酸碱解离平衡,8.2,盐的水解,65,例：求0.1molL-1NaHCO3溶液的pH。解：第8章,8.3,电解质溶液理论及酸碱,理论的发展,第,8,章 酸碱解离平衡,8.3,电解质溶液理论及酸碱理论的发展,8.3,.1,强电解质溶液理论,电解质：在水溶液里或熔化状态下能够导,电的化合物。,强电解质：在水中几乎全部解离 。,弱电解质：在水中仅部分解离 。,66,8.3 电解质溶液理论及酸碱第8章 酸碱解离平衡8.3,电离度大小的影响因素：,浓度,温度,电离度（,）,第,8,章 酸碱解离平衡,8.3,电解质溶液理论及酸碱理论的发展,1,、,离子强度,1923,年，,Debye,及,Hckel,提出强电解质溶液理论。,67,电离度大小的影响因素：浓度电离度（）第8章 酸碱解离平衡,观点：,强电解质在溶液中是完全电离的，但是由于离子间的相互作用，每一个离子都受到相反电荷离子的束缚，这种离子间的相互作用使溶液中的离子并不完全自由，其表现是：,溶液导电能力下降；,电离度下降；,依数性异常。,第,8,章 酸碱解离平衡,8.3,电解质溶液理论及酸碱理论的发展,68,观点：强电解质在溶液中是完全电离的，但是由于,b,i,：溶液中第,i,种离子的浓度，,Z,i,：第,i,种离子的电荷,离子强度,I,表示了离子在溶液中产生的电场,强度的大小。,离子强度越大，正负离子间作用力越大。,离子强度,I,：,衡量溶液中正、负离子的作用情况。,第,8,章 酸碱解离平衡,8.3,电解质溶液理论及酸碱理论的发展,69,bi ：溶液中第i种离子的浓度，离子强度I：衡量溶液中正、负,活度：,指有效浓度，即单位体积电解质溶液中表现出来的表观离子有效浓度，即扣除了离子间相互作用的浓度。以,a,（,activity,）表示。,f,：活度系数，稀溶液中，,f,1,；,极稀溶液中，,f,接近,1,。,2,、,活度与活度系数,第,8,章 酸碱解离平衡,8.3,电解质溶液理论及酸碱理论的发展,70,活度：指有效浓度，即单位体积电解质溶液中表现,规律：,离子强度越大，,离子间相互作用越显著，活度系数越小；,离子强度越小，,活度系数约为,1,。稀溶液接近理想溶液,，,活度近似等于浓度。,离子电荷越大，相互作用越强，活度系数 越小。,第,8,章 酸碱解离平衡,8.3,电解质溶液理论及酸碱理论的发展,71,规律：第8章 酸碱解离平衡8.3 电解质溶液理论及酸碱理,第,8,章 酸碱解离平衡,8.3,电解质溶液理论及酸碱理论的发展,3,、盐效应,（,1,）,定义：,在弱酸或弱碱溶液中,加入不含相同离子的易溶强电解质,而使平衡向右移动,弱电解质的解离度增大的现象称为,盐效应,。,（,2,）,原因：,易溶强电解质的加入,溶液中离子强度增大，使离子间相互作用增强。,72,第8章 酸碱解离平衡8.3 电解质溶液理论及酸碱理论的发,8.3.2,酸碱质子理论,第,8,章 酸碱解离平衡,8.3,电解质溶液理论及酸碱理论的发展,(Proton Theory of Acid-Base),1.,酸碱的定义,凡是能,给出,质子,(H,3,O,+,),的物质都是,酸,凡是能,得到,质子,(H,3,O,+,),的物质都是,碱,既能给出质子又能得到质子的物质是,两性物质,如,:,HCl HAC NH,4,+,Fe(H,2,O),6,3+,如,:,Cl,-,AC,-,CO,3,2-,NH,3,Fe(H,2,O),5,(OH),2+,如,:,HCO,3,-, H,2,O,73,8.3.2 酸碱质子理论第8章 酸碱解离平衡8.3 电,2.,酸碱反应,的术语,根据酸碱定义，酸失去质子变成碱，碱得到质子变成酸,共轭关系,。,通式,酸,H,+,+,碱,酸碱半反应,因质子得失而相互转化的每一对酸碱,共轭酸碱对,。,(conjugated pair of acid-base),第,8,章 酸碱解离平衡,8.3,电解质溶液理论及酸碱理论的发展,74,2. 酸碱反应的术语根据酸碱定义，酸失去质子变成碱，碱得到,酸总是较碱多一个正电荷，酸碱可以是分子，阳离子，阴离子。,规律,H,2,PO,4,-,H,+,+,HPO,4,2-,NH,4,+,H,+,+,NH,3,Fe(H,2,O),6,3+,H,+,+,Fe(H,2,O),5,(OH),2+,例如,第,8,章 酸碱解离平衡,8.3,电解质溶液理论及酸碱理论的发展,75,酸总是较碱多一个正电荷，酸碱可以是分子，阳离子，阴离子。规律,3.,酸碱的强弱：,给出质子能力强的叫强酸；,接受质子能力强的叫强碱。,酸碱强度：根据给出或接受质子的能力大小来,确定。,拉平效应：将不同强度的酸拉平到溶剂化质子,水平的效应。,分效应：能区分酸、碱强度的效应。,第,8,章 酸碱解离平衡,8.3,电解质溶液理论及酸碱理论的发展,76,3. 酸碱的强弱：第8章 酸碱解离平衡8.3 电解质溶液,4.,酸碱反应的实质,酸碱反应的实质是质子的转移。,是两个共轭酸碱对共同作用的结果。,是两个酸碱半反应组成一个酸碱总反应。,碱,2,+ H,+,酸,2,酸,1,H,+,+,碱,1,酸,1,+,碱,2,酸,2,+,碱,1,+,）,5.,酸碱反应的方向,强酸,+,强碱,弱酸,+,弱碱,第,8,章 酸碱解离平衡,8.3,电解质溶液理论及酸碱理论的发展,77,4. 酸碱反应的实质酸碱反应的实质是质子的转移。碱2 +,例：,HAc,在水溶液中的解离是一个,HAc,与,H,2,O,的酸碱反应。,酸碱半反应,酸碱半反应,共轭酸碱对,HAc,Ac,-,H,2,O,H,3,O,+,共轭酸碱对,HAc(aq),H,+,(aq)+Ac,-,(aq),H,2,O(l)+H,+,(aq),H,3,O,+,(aq),HAc(aq),+ H,2,O(l),H,3,O,+,(aq) + Ac,-,(aq),HAc(aq) H,+,(aq),+ Ac,-,(aq),总反应,简写,第,8,章 酸碱解离平衡,8.3,电解质溶液理论及酸碱理论的发展,78,例：HAc在水溶液中的解离是一个HAc酸碱半反应酸碱半反应共,例：,NH,3,在水溶液中的解离也是一个酸碱反应。,酸碱半反应,H,2,O,OH,-,酸碱半反应,NH,3,NH,4,+,NH,3,(aq) + H,+,(aq) NH,4,+,(aq),H,2,O (l) H,+,(aq) + OH,-,(aq),酸碱总反应,NH,3,(aq) + H,2,O(l) NH,4,+,(aq) +OH,-,(aq),共轭酸碱对,共轭酸碱对,第,8,章 酸碱解离平衡,8.3,电解质溶液理论及酸碱理论的发展,79,例：NH3在水溶液中的解离也是一个酸碱反应。酸碱半反应H2O,例：盐类的水解实际上是一个离子的酸,碱反应。,酸碱总反应,酸碱总反应,Ac,-,+ H,2,O HAc+OH,-,NH,4,+,+H,2,O NH,3,+H,3,O,+,NaAc,Na,+,+Ac,-,H,2,O(l),NH,4,Cl NH,4,+,+Cl,-,H,2,O(l),第,8,章 酸碱解离平衡,8.3,电解质溶液理论及酸碱理论的发展,80,例：盐类的水解实际上是一个离子的酸酸碱总反应酸碱总反应Ac,扩大了酸碱物质的范畴,扩大了酸碱反应的范畴,例：,HCl,与,NH,3,的反应无论是在溶液中还是在气,相中或是在非水溶剂苯中，其实质都是质子转,移，最终生成,NH,4,Cl,。,HCl + NH,3,NH,4,+,+ Cl,-,优越性：,局限性：,所定义的酸必须含有可解离,的氢原子，不包括那些不交,换质子而具有酸性的物质。,第,8,章 酸碱解离平衡,8.3,电解质溶液理论及酸碱理论的发展,81,扩大了酸碱物质的范畴例：HCl与NH3的反应无论是在溶液中还,第,8,章 酸碱解离平衡,8.3,电解质溶液理论及酸碱理论的发展,8.3.3,酸碱溶剂体系理论,美国科学家,Franklin,在阿氏电离理论的基础上，提出了溶剂理论。,立论：,在溶剂中（不仅是水）电解质解离。,概念：,凡在溶剂中能解离出溶剂正离子的,物质为酸；凡在溶剂中能解离出溶,剂负离子的物质为碱。,82,第8章 酸碱解离平衡8.3 电解质溶液理论及酸碱理论的发,第,8,章 酸碱解离平衡,8.3,电解质溶液理论及酸碱理论的发展,例如，液态,NH,3,中有：,2NH,3,(,l,),NH,4,+,+,NH,2,-,NH,4,Cl,在液氨中：,NH,4,Cl ,NH,4,+,+ Cl,-,NH,4,Cl,为酸,NaNH,2,在液氨中：,NaNH,2,NH,2,-,+ Na,+,Na,NH,2,为碱,酸碱反应实质：,NH,4,+,+,NH,2,-,2NH,3,(,l,),NH,4,Cl + NaNH,2, NaCl + 2NH,3,该理论是电离理论的扩展，但不能解释无溶剂的体系。,83,第8章 酸碱解离平衡8.3 电解质溶液理论及酸碱理论的发,8.3.4,酸碱电子理论,凡是能接受电子对的分子、离子物种称为酸；,凡是能给出电子对的分子、离子物种称为碱。,1.,酸碱的定义,2.,酸碱反应的实质,电子接受体与电子给予体之间形成以配位共价键结合的酸碱配合物的反应。,第,8,章 酸碱解离平衡,8.3,电解质溶液理论及酸碱理论的发展,84,8.3.4 酸碱电子理论凡是能接受电子对的分子、离子物种称,电子对接受体 电子对给予体 形成配位键,H,+,+,OH,-,H,OH,酸,+,碱 酸碱配合物,Cu,2+,+ 4 NH,3,NH,3,Cu NH,3,NH,3,NH,3,2+,第,8,章 酸碱解离平衡,8.3,电解质溶液理论及酸碱理论的发展,85,电子对接受体 电子对给予体,3.,酸碱类型,所有的金属阳离子及,H,+,元素原子未达到,8,电子构型的分子如,BF,3,、,AlCl,3,能提供电子对的负离子：,F,、,Cl,、,I,、,OH,能提供电子对的中性分子：,H,2,O,、,NH,3,含双键和共轭体系的化合物：苯,Lewis,碱：,Lewis,酸：,第,8,章 酸碱解离平衡,8.3,电解质溶液理论及酸碱理论的发展,86,3. 酸碱类型所有的金属阳离子及H+能提供电子对的负离子：,4,Lewis,的酸碱电子理论的优缺点：,优点：,一切化学反应都可概括为酸碱,反应。,缺点,：,太笼统，不易掌握酸碱的特,性；无法判断酸碱性的强弱。,第,8,章 酸碱解离平衡,8.3,电解质溶液理论及酸碱理论的发展,87,4Lewis的酸碱电子理论的优缺点：第8章 酸碱解离平衡,A) 0.010molL,-1,HCl,B) 0.010molL,-1,H,2,SO,4,C) 0.010molL,-1,HAc,D) 0.010molL,-1,H,2,C,2,O,4,1.,下列溶液中，,pH,最小的是（ ）,第,8,章 酸碱解离平衡,自检测题,88,A) 0.010molL-1HCl1. 下列溶液中，p,2.,将,pH=5.00,的强酸与,pH=13.00,的强碱溶,液等体积混合，则混合溶液的,pH,为（ ）,A) 9.00,B) 8.00,C) 12.70,D) 5.00,第,8,章 酸碱解离平衡,自检测题,89,2. 将pH=5.00的强酸与pH=13.00的强碱溶A),A) NaAc,B) Na,2,CO,3,C) Na,2,S,D) Na,3,PO,4,3.,下列溶液的浓度均为,0.100molL,-1,其中,c,(OH-),最大的是（ ）,第,8,章 酸碱解离平衡,自检测题,90,A) NaAc3. 下列溶液的浓度均为0.100mol,在,1.0LH,2,S,饱和溶液中加,0.10mL,0.010molL,-1,HCl,下列式子正确的是（ ）,B),c,(Cl,-,),1.010,-6,molL,-1,C),c,(H,+,)=2,c,(S,2-,),第,8,章 酸碱解离平衡,自检测题,91,在1.0LH2S饱和溶液中加0.10mLB) c(Cl-,血液的组成及缓冲作用,血浆,55%,血细胞,45%,第,8,章 酸碱解离平衡,化学视野,92,血液的组成及缓冲作用血浆 55%血细胞 45%第8章 酸碱解,血浆,55%,组成及百分比,主要作用,水：,90%,转运物质的溶剂,无机盐：,0.9%,Na,+,K,+,Ca,2+,Mg,2+,Cl,-,HCO,3-,HPO,4,2-,H,2,PO,4,-,维持渗透平衡，酸碱平衡，调节膜的透性,血浆蛋白：,7%9%,纤维蛋白质白蛋白球蛋白（抗体）,维持渗透平衡，酸碱平衡，免疫,血液转运的物质：营养物质（如葡萄糖、脂肪酸、维生素）代谢废物呼吸气体（,O,2,和,CO,2,）激素,血液的组成及缓冲作用,第,8,章 酸碱解离平衡,化学视野,93,血浆55%组成及百分比主要作用水：90%转运物质的溶剂无机盐,血液的组成及缓冲作用,第,8,章 酸碱解离平衡,化学视野,94,血液的组成及缓冲作用第8章 酸碱解离平衡化学视野94,第,8,章 酸碱解离平衡,化学视野,95,第8章 酸碱解离平衡化学视野95,第,8,章,第,7,题,第,8,题,第,10,题,第,13,题,第,15,题,第,16,题,第,17,题,第,8,章 酸碱解离平衡,本章习题,96,第 8 章第8章 酸碱解离平衡本章习题96,