第四章--电解质溶液与缓冲溶液课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,精品课件,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,精品课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,精品课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,*,第四章 电解质溶液与缓冲溶液,讲师：,第二军医大学,第四章 电解质溶液与缓冲溶液,学习目标,会区分强电解质和弱电解质。知道弱电解质电离,平衡概念,能说出,pH,与溶液酸碱性的关系，能进行有关基本,计算,知道酸碱质子理论,知道缓冲溶液的组成，了解缓冲溶液的原理，能,进行缓冲溶液,pH,的基本计算，了解缓冲溶液在医,学上的意义,学习目标 会区分强电解质和弱电解质。知道弱电解质电离,第一节 弱电解质的电离平衡,一、强电解质和弱电解质,（一）强电解质,概念：凡是在水溶液中完全电离的电解质称为强电解质。,其电离方程式通常用“”来表示强电解质电离的不可逆,性、单向性。例如,：,HCl=H,+,+Cl,HNO,3,=H,+,+NO,3,-,NaOH=Na,+,+OH,第一节 弱电解质的电离平衡 一、强电解质和弱电解质,（二）弱电解质,概念：凡是在水溶液中只能部分电离成离子的电解质称,为弱电解质。电离方程式用“”表示弱电,解质电离的可逆性、双向性。例如：,醋酸：,CH,3,COOH H,+,+CH,3,COO,氨水：,NH,3,H,2,O NH,4,+OH,如果弱电解质是多元弱酸，则它们的电离是分步,进行的，如碳酸的电离过程：,第一步电离,H,2,CO,3,H,+,+HCO,3,第二步电离,HCO,3,H,+,+CO,3,2,精品课件,（二）弱电解质概念：凡是在水溶液中只能部分电离成离子的电解,二、电离平衡和电离度,（一）,电离平衡,概念：,在一定条件下，当弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结,合成弱电解质分子的速率相等时，电离过程即达到动态平衡，称,为弱电解质的电离平衡。电离平衡是动态平衡。,精品课件,二、电离平衡和电离度（一）电离平衡精品课件,（二）电离常数,概念：电离平衡时，已解离的各离子浓度冪次方乘积与未,解离的分子浓度的比值是一常数。,例如，醋酸的电离平衡和电离常数可表示如下：,Ki,为电离常数。,Ki,的大小可表示弱电解质（弱酸，弱碱等,）,在水溶液中电离成离子的程度，,Ki,越小，则电离程度越小。,常用,K,a,表示,弱酸的电离常数，,K,b,表示,弱碱的电离常数。,Ki,与弱,电解质的本性及温度有关，而与浓度无关。,精品课件,（二）电离常数例如，醋酸的电离平衡和电离常数可表示如下：Ki,一些弱酸和弱碱的电离常数如表,4-1,所示：,（表中,K,a1,、,K,a2,、,K,a3,分别是多元弱酸的一级电离常数、二级电离常数、三级电离,常数。）,表,4-1,一些弱酸和弱碱的电离常数（25,0,C）,精品课件,一些弱酸和弱碱的电离常数如表4-1所示：（表中Ka1、Ka,（三）电离度,概念：在一定温度下，弱电解质在水溶液中达到电离平衡时，,已电离的弱电解质分子数,占电离前该弱电解质分子总数,的百分数。,用符号,表示。,已解离的分子数,分子总数,精品课件,（三）电离度概念：在一定温度下，弱电解质在水溶液中达到电离,三、同离子效应,概念：在弱电解质溶液中，加入一种与弱电解质含有相同,离子的强电解质时，可使弱电解质的解离度降低。,例如：在,HAc,溶液中，若加入少量含有相同离子的强电解质,NaAc,。,HAc H,+,+Ac,-,NaAcNa,+,+Ac,-,精品课件,三、同离子效应概念：在弱电解质溶液中，加入一种与弱电解质含有,第二节 酸碱质子理论,酸碱质子理论认为：凡能给出质子的物质都是酸，凡能接受,质子的物质都是碱，酸是质子的给体，碱是质子的接受体。,一、酸碱的定义,酸,H,+,+,碱,精品课件,第二节 酸碱质子理论酸碱质子理论认为：凡能给出质子的物质都,（,1,）上述关系式又称酸碱的共轭关系，酸失去质子后即成为其共轭碱，碱得到质子后即成为其共轭酸。,（,2,）酸和碱可以是中性分子，也可以是阳离子或阴离子。,（,3,）有些物质既可以作为酸给出质子，又可以作为碱接受质子，如：,H,2,O,HCO,3,-,这些物质称为两性物质。,（,4,）在质子理论中没有盐的概念。,（,5,）酸碱质子理论体现了酸和碱的关系：相互依存、相互转化。而且酸越强，其共轭碱就越弱，反之亦然。,精品课件,（1）上述关系式又称酸碱的共轭关系，酸失去质子后即成为其共轭,二、酸碱反应的实质,酸碱反应的实质是两对共轭酸碱对之间的质子传递：,酸,1+,碱,2,碱,1+,酸,2,酸碱反应是较强的酸与较强的碱作用，生成较弱的碱和较,弱的酸的过程：,较强酸,+,较强碱,=,较弱碱,+,较弱酸,精品课件,二、酸碱反应的实质酸碱反应的实质是两对共轭酸碱对之间的质子传,第三节 溶液的酸碱性,一、水的电离,（一）水的质子自递反应：,质子自递反应：发生在同种溶剂分子之间的质子传递作用。,水的质子自递反应可表示如下：,在一定温度下水的质子自递反应（也称水的电离反应）达到,平衡时，,精品课件,第三节 溶液的酸碱性一、水的电离（一）水的质子自递反应：,式中的,H,2,O,可看成是一常数，将它与,K,合并，得：,K,w,：水的离子积常数。,在一定温度下，纯水中,H,3,O,+,离子的平衡浓度与,OH,-,离子的平,衡浓度的乘积为一定值（室温下一般为,K,w,=1.0 X 10,-14,）,此关系也适用于任何水溶液。,精品课件,式中的H2O可看成是一常数，将它与K合并，得：Kw：水,（二）共轭酸碱对的,Ka,与,kb,的关系,现以共轭酸碱对,HB-B,-,为例进行推导。共轭酸碱对,HB-B,-,在,溶液中存在如下质子转移反应：,达到平衡时,以上两式相乘得：,共轭酸碱对中的弱酸的,K,a,，,与其共轭碱的,K,b,的乘积等于,K,w,精品课件,（二）共轭酸碱对的Ka与kb的关系现以共轭酸碱对HB-B-为,二、溶液的酸碱性和,pH,（,一,）,酸碱性与,H,+,的关系,常温时溶液的酸碱性与,H,+,和,OH,的关系为：,中性溶液,H,+,=OH,=110,7,mol/L,酸性溶液,H,+,110,7,mol/L OH,碱性溶液,H,+,110,7,mol/L OH,（,二,）,pH,对于,H,+,离子浓度很低的溶液，常用,pH（,即氢离子浓度的负对,数值）来表示溶液的酸碱性。,pH=,lgH,+,中性溶液中,酸性溶液中,碱性溶液中,精品课件,二、溶液的酸碱性和pH（一）酸碱性与H+的关系常温时溶,1.,一元弱酸,pH,计算,:,以,HB,表示弱酸，,HB,起始浓度设为,c,。,平衡浓度：,通常,一元弱酸溶液 的最简计算公式，满足的两个,条件是，和 。,精品课件,1.一元弱酸pH计算:以HB表示弱酸，HB起始浓度设为c。平,能力拓展,请同学们思考一下怎样计算一元弱碱溶液的,pH,？,精品课件,能力拓展请同学们思考一下怎样计算一元弱碱溶液的pH？精品课件,例,4-1,计算298,K,时，0.10,mol.L-1HAc,溶液的,pH,。,解：已知,计算：,精品课件,例4-1计算298K时，0.10mol.L-1HAc溶液的p,例,4-2,计算298,k,时0.10,mol.L-1NaAc,溶液的,pH,值。,解：,用最简公式计算：,精品课件,例4-2计算298k时0.10mol.L-1NaAc溶液的p,（,三,）,酸碱指示剂,以酚酞为例讨论指示剂的变色原理。以,HIn,代表酚酞指示剂的,酸式（无色），,In,代表酚酞指示剂的碱式（红色），则酚酞,在水溶液中的电离平衡可表示为：,HIn,H,+,+In,酚酞酸式 酚酞碱式,无色 红色,由于酚酞的酸式是无色的，所以在酸性溶液中不显色，,但在溶液中加入碱时，平衡向右移动，当溶液中碱式,In,增加到一定浓度时，溶液即显红色。,精品课件,（三）酸碱指示剂以酚酞为例讨论指示剂的变色原理。以HIn代,指示剂由一种颜色过渡到另一种颜色时溶液,pH,的变化,范围，称为指示剂的变色范围。其变色范围为：,pH=pK,HIn,1,。,从上式可知，当,pHpK,HIn,1,时，呈酸式色,当,pHpK,HIn,1,时，呈碱式色,当,pH=pK,HIn,时，观察到的是指示剂的中间色，即两种颜色,的混合色。此时是指示剂变色最灵敏的一点，此时,pH,叫指示,剂的理论变色点。,精品课件,精品课件,第四节 缓冲溶液,一、缓冲溶液的组成及缓冲作用,实验：样品,1,，,40ml 0.10molL,-1,NaCl,溶液,样品,2,40ml,含,HAc,和,NaAc,均为,0.10molL,-1,的溶液,操作：加入合适指示剂，分别加入,0.010mol,强酸（,HCl,）,观察现象：,pH,值的变化,精品课件,第四节 缓冲溶液 一、缓冲溶液的组成及缓冲作用实验：样品1,0.10 molL,-1,NaCl,溶液,NaCl,溶液中加入,0.010 molL-1,HCl,一滴，溶液的,pH,由,7,变为,2,，改变了,5,个,pH,单位。,精品课件,0.10 molL-1 NaCl溶液NaCl溶液中加入0,0.10 molL,-1,HAc 0.10 molL,-1,NaAc,溶液,0.10 molL,-1,HAc 0.10 molL,-1,NaAc,溶液溶液中加入,0.010 molL-1,HCl,一滴，溶液的,pH,由,4.75,变为,4.74,，改变仅,0.01pH,单位。,精品课件,0.10 molL-1 HAc 0.10 molL-,结论：,HAc,和,NaAc,混合溶液有抵抗外来少量强酸、,强碱而保持,pH,值基本不变的能力。,缓冲作用：溶液具有抵抗外来,少量,强酸、强碱或适当稀,释，而保持其,pH,值,几乎不变,的作用。,缓冲溶液：具有缓冲作用的溶液。,精品课件,结论：HAc和NaAc混合溶液有抵抗外来少量强酸、缓冲作用：,组成：缓冲对（缓冲系）,抗酸成分,抗碱成分,1.,弱酸及其共轭碱,抗碱成分 抗酸成分,HAc -NaAc,NaHCO,3,-Na,2,CO,3,NaH,2,PO,4,-Na,2,HPO,4,H,2,C,8,H,4,O,4,-KHC,8,H,4,O,4,(,邻苯二甲酸)（邻苯二甲酸氢钾）,缓冲溶液的组成,:,精品课件,组成：缓冲对（缓冲系）抗酸成分 1.弱酸及其共轭碱缓冲溶液的,2.,弱碱及其共轭酸,抗酸成分 抗碱成分,NH,3,H,2,O -NH,4,Cl,CH,3,NH,2,-CH,3,NH,3,+,Cl,-,(,甲胺)（盐酸甲胺）,精品课件,2.弱碱及其共轭酸 抗酸成分,二、缓冲作用原理,HAcNaAc,HAcH,2,O H,3,O,+,+Ac,-,NaAc Na,+,+Ac,-,当在该溶液中加入少量强酸时，,H,+,Ac,-,HAc,当溶液中加入少量强碱时，,OH,-,+HAc,2H,2,O Ac-,NaAc,为抗酸成分,HAc,为抗碱成分,精品课件,二、缓冲作用原理HAcNaAc HA,由于缓冲溶液中同时含有较大量的抗碱成分和,抗酸成分，它们通过弱酸解离平衡的移动以达,到消耗掉外来的少量强酸、强碱，或对抗稍加,稀释的作用，使溶液,H,+,离子或,OH,-,离子浓度未有,明显的变化，因此具有缓冲作用。,精品课件,由于缓冲溶液中同时含有较大量的抗碱成分和精品课件,三、缓冲溶液,pH,值的计算,pH,缓冲对的性质,浓度,共轭酸碱对间的质子传递平衡可用通式表示如下：,HB+H,2,O H,3,O,+,+B,-,式中,HB,表示共轭酸，,B,-,表示共轭碱。,共轭碱,共轭酸,精品课件,三、缓冲溶液pH值的计算pH缓冲对的性质共轭酸碱对间的质子传,代入公式，得,解：,精品课件,代入公式，得解：精品课件,四、缓冲容量与缓冲溶液的配制,1