无机化学第三章电解质溶液和离子平衡ppt课件

第三章 电解质溶液和离子平衡,学习指南,第一节 电解质溶液,第二节 水的离解和溶液的PH,第三节 弱酸、弱碱的离解平衡,第四节 同离子效应和缓冲溶液,第五节 盐类的水解,第六节 酸碱质子理论,第七节 沉淀和溶液平衡,第八节 溶度积规则及其应用,习题,习题参考答案,学习指南 习题,本章重点：,1.离子氛和表观电离度,2.水的离子积,3.同离子效应和缓冲溶液,4.盐的水解及其应用,5.溶度积规则及其应用,本章难点：,1.弱电解质的电离平衡及其应用,2.溶度积规则及其应用,本章重点：,第一节 电解质溶液,一般强电解质为离子型化合物，在其晶体中是以离子形式存在，溶于水时理应全部离解成相应的离子。此外，强极性键的共价化合物溶于水时，受极性水分子的作用，也会发生强烈离解。强电解质在水溶液中，理论上应是100%离解成离子，但对其溶液导电性的测定结果表明，它们的离解度都小于100%。这种由实验测得的离解度称为表观离解度。,第一节 电解质溶液,离子氛示意图,由于离子间的相互牵制，致使离子的有效浓度表现得比实际浓度要小，如 0.1摩尔每升的氯化钾溶液，钾离子和氯离子的浓度都应该是 0.1摩尔每升，但根据表观离解度计算得到的离子有效浓度只有0.086摩尔每升。通常把有效浓度称为活度(a)，活度与实际浓度(c)的关系为:,a=fc,式中，f 为活度系数。一般情况下，a c，故 f 常常小于 1。显然，溶液中离子浓度越大，离子间相互牵制程度越大，f 越小。此外，离子所带的电荷数越大，离子间的相互作用也越大，同样会使 f,离子氛示意图由于离子间的相互牵制，致使离子的有效浓度表现,减小。以上两种情况都会引起离子活度减小。而在弱电解质及难溶强电解质溶液中，由于离子浓度很小，离子间的距离较大，相互作用较弱。此时，活度系数 f 1，离子活度与浓度几乎相等，故在近似计算中用离子浓度代替活度，不会引起大的误差。,减小。以上两种情况都会引起离子活度减小。而在弱电解质及难溶强,第二节 水的离解和溶液的pH,水的离解平衡,水是一种极弱的电解质(有微弱的导电性)，绝大部分以水分子形式存在，仅能离解出极少量的氢离子和氢氧根离子。在一定温度下,水的离解达到平衡时.水中氢离子浓度和氢氧根离子浓度的乘积为一个常数,叫做水的离子积。,溶液的酸碱性和,pH,溶液的酸碱性与pH的关系为:酸性溶液 pH7中性溶液 pH=7碱性溶液 pH=7可见,pH越小,溶液的酸性越强;反之,pH越大,溶液的碱性越强。,第二节 水的离解和溶液的pH水的离解平衡,无机化学第三章电解质溶液和离子平衡ppt课件,酸碱指示剂,酸碱指示剂多是一些有机染料，它们属于有机弱酸或弱碱。随着溶液pH改变，本身的结构发生变化而引起颜色改变。每一种指示剂都有一定的变色范围。,溶液酸碱性及指示剂变色范围,酸碱指示剂溶液酸碱性及指示剂变色范围,第三节 弱酸、弱碱的离解平衡,一元弱酸、弱碱的离解平衡,弱酸、弱碱在溶液中部分离解，在已离解的离子和未离解的分子之间存在着离解平衡。,第三节 弱酸、弱碱的离解平衡,离解度,离解度,多元弱酸的离解平衡,多元弱酸在水中的离解是分步进行的。若对多元弱酸或弱碱的相对强弱进行比较时，只需比较它们的第一级离解常数即可，与一元弱酸或弱碱相似。,多元弱酸的离解平衡,第四节 同离子效应和缓冲溶液,同离子效应,在弱电解质的溶液中，加入含有相同离子的易溶强电解质，使弱电解质离解度降低的现象叫做同离子效应。,缓冲溶液缓冲溶液及缓冲作用的原理,保持pH相对稳定的溶液称为缓冲溶液，缓冲溶液同时具有抵抗外来少量酸或碱的作用维持pH相对稳定称为缓冲作用。,缓冲溶液动画,第四节 同离子效应和缓冲溶液缓冲溶液动画,缓冲溶液pH的计算,缓冲溶液pH的计算,第五节 盐类的水解,盐类的水解,水解反应是中和反应的逆反应，并且这种中和反应中的酸或碱之一或二者都是弱的。,强酸强碱生成的盐,盐溶液pH的简单计算,第五节 盐类的水解强酸强碱生成的盐盐溶液pH的简单计算,影响水解平衡的因素,盐的本性,:盐类水解时所生成的弱酸或弱碱的离解常数越小，水解程度越大。若水解产物为沉淀，则其溶解度越小，水解程度也越大。,浓度,:浓度越小，水解度越大。换句话说，将溶液进行稀释，会促进盐的水解。,温度,:酸碱中和反应是放热反应，盐的水解是中和反应的逆过程，因此是吸热反应。根据平衡移动原理，升高温度会促进盐的水解。,酸碱度的影响,:盐类水解通常会引起水中的H,+,或OH,-,浓度的变化。根据平衡移动原理，调节溶液的酸碱度，能促进或抑制盐的水解。,影响水解平衡的因素,第六节 酸碱质子理论,酸碱及其酸碱共轭关系的定义,质子理论认为凡能给出质子(氢离子)的物质都是酸,凡能接受质子的物质都是碱。按此定义，,酸,又叫,质子酸,碱,又叫,质子碱,。,因此,酸给出质子后剩余的部分就称为碱，因为它具有接受质子的能力；碱接受质子后就变成了酸。此即谓“酸中有碱，碱能变酸”。这种酸和碱的相互依存关系称为酸碱共轭关系。左边的酸是右边碱的共轭酸，而右边的碱则是左边酸的共轭碱。左边的酸和右边的碱也被称作共轭酸碱对。,第六节 酸碱质子理论 酸碱及其酸碱共轭关系的定义,酸碱的强弱,酸碱的强弱,酸碱反应,在质子理论中，酸碱反应的实质就是质子的传递，即质子由酸传递给了碱。总的原则是较强的酸与较强的碱反应，生成较弱的酸和较弱的碱。酸碱质子理论扩大了酸碱的范围，但它只限于质子的给予和接受，对于无质子参加的酸碱反应不能解释，因此质子理论仍具有局限性。,酸碱反应,第七节 沉淀和溶液平衡,沉淀和溶解平衡 溶度积,难溶物在水中,或多或少仍有所溶解,当溶解和结晶的速率相等时，建立起平衡，即为沉淀-溶解平衡，此时的溶液为饱和溶液。,第七节 沉淀和溶液平衡,溶解度与溶度积的相互换算,溶解度与溶度积的相互换算,第八节 溶度积规则及其应用,溶度积规则,难溶电解质饱和溶液中阳离子和阴离子浓度的乘积称为离子积。用,Q,表示。,(CaCO,3,)沉淀-溶解平衡,分步沉淀,在实际中溶液中往往含有多种离子，随着沉淀剂的加入，各种沉淀会相继生成，这种现象称为分步沉淀。当一种试剂能沉淀溶液中几种离子时，生成沉淀所需试剂离子浓度最小者首先沉淀。即是说，离子积首先达到其溶度积的难溶物先沉淀，这就是分步沉淀的基本原理。如果各离子沉淀所需试剂离子的浓度相差较大，借助分步沉淀就能达到分离的目的。,第八节 溶度积规则及其应用 溶度积规则(CaCO3)沉淀,沉淀的溶解,根据溶度积规则，要使沉淀溶解，需降低该难溶电解质饱和溶液中离子的浓度，使离子积小于溶度积,为了达到这个目的，有以下几种途径。,转化成弱电解质-生成弱酸,转化成弱电解质-生成弱碱,转化成弱电解质-生成水,发生氧化还原反应,生成难离解的配离子,转化为另一种沉淀再行溶解,沉淀的溶解 转化成弱电解质-生成弱酸 转化成弱电解质-生,