《电解质溶液》PPT课件.ppt

学习目标 第2章电解质溶液 1 从酸碱质子理论角度 进一步认识酸和碱及酸碱反应的实质 2 解释溶液的酸碱性 pH值 解离平衡 解离常数 解离度 沉淀溶解平衡 溶度积的含义 3 简述同离子效应对弱电解质在水溶液中的解离平衡的影响 弱电解质浓度 电离常数 电离度三者之间的关系 共轭酸碱对Ka与Kb的关系 4 会计算弱酸 弱碱溶液的pH值 能应用溶度积规则判断沉淀的生成和溶解 电解质 在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物 电离 电解质在水溶液中或熔融状态下能产生自由移动的阴 阳离子的过程 复习 NaCl H2SO4 CH3COOH NaOH等酸碱盐 油 蔗糖 SO2 CO2 单质 用电离方程式表示电离过程 HCl H Cl CH3COOH CH3COO H 阴离子总数 阳离子总数 电离是自发进行的 注意 复习 强电解质 在溶液中几乎完全电离的电解质 弱电解质 在水溶液中只能部分电离的电解质 强电解质和弱电解质 电离过程不可逆 如 NaCl Na Cl 电离过程可逆 如 CH3COOH CH3COO H H2CO3 HCO3 H NH3 H2O NH4 OH 1887年阿伦尼乌斯酸碱电离理论酸 在水中电离出的阳离子全部是H 离子的化合物碱 在水中电离出的阴离子全部是OH 离子的化合物缺点 1 难以解释为什么有些物质虽然不能完全电离出H 或OH 但是却具有明显的酸碱性 例如 NH4Cl NaHSO4显酸性 Na2CO3 Na2S显碱性2 将酸碱限制在水溶液中 不能使用于非水体系 第1节酸碱质子理论 1905年富兰克林酸碱溶剂理论酸 凡是能电离出溶剂阳离子的化合物碱 凡是能电离出溶剂阴离子的化合物仍然将酸碱的概念限制在了溶剂中 1923年路易斯酸碱电子理论酸 凡是能接收电子对的分子或离子 如BF3 Al3 H3BO3 Cu2 等碱 凡是能提供电子对的分子或离子 如NH3 Cl OH N2H4等 布朗斯特 劳瑞酸碱质子理论 一 酸碱的定义 1 酸碱的定义 酸 能给出质子 H 的物质 质子的给予体 碱 能接受质子的物质 质子的接受体 如 HAc HCl NH4 H2PO4 H2CO3 如 PO43 OH Cl HCO3 NH3 2 酸碱的共轭关系 HAc Ac H 共轭 酸 共轭 碱 质子 NH4 NH3 H H2CO3 HCO3 H HCO3 CO32 H H2 OH H H3O H2O H 酸与其共轭碱 碱与其共轭酸称为共轭酸碱对 既能给出质子又能接受质子的物质称为酸碱两性物质 如 H2O HCO3 为两性物质 二 酸碱反应的实质 质子在酸碱之间的转移过程 酸1 碱2 碱1 酸2 H H2O NH3 OH NH4 弱碱的电离 H HAc H2O Ac H3O 弱酸的电离 H H3O OH H2O H2O 酸碱中和 H H2O Ac OH HAc 盐的水解 H 三 酸碱的强度 具有相对性 化合物酸碱性的强弱除与物质的本性有关外 还与反应对象及溶剂有关 酸越强 其共轭碱碱性越弱 反之 酸越弱 其共轭碱碱性越强 同一种酸碱在不同溶剂中 由于溶剂接受或给出质子的能力不同 而显示不同的酸碱性 如HAc在水中为弱酸 在液氨中为强酸 HNO3在水中的酸性比在醋酸的酸性强 第2节水溶液的酸碱性 一 水的质子自递平衡 质子自递反应 在同种分子之间所发生的质子传递反应 H 水的离子积Kw H3O OH Kw 1 0 10 14 298K 298K纯水 H3O 1 10 7mol L 1 OH 1 10 7mol L 1 H2O H2O OH H3O 分析下表中的数据有何规律 并解释之 讨论 讨论 对常温下的纯水进行下列操作 完成下表 中性 酸性 不变 碱性 不变 小结 加入酸或碱都抑制水的电离 3 影响水电离的因素 1 加入酸或碱 抑制水的电离 Kw不变 2 升高温度 电离过程是一个吸热过程 促进水的电离 水的离子积增大 在100 时 KW 1 10 12 新课的延伸 1 C H 1 10 7mol L 溶液一定呈中性吗 说明 溶液或纯水呈中性 是因为溶液中C H C OH 2 纯水中溶液C H C OH 浓度的计算方法 C H C OH 根据Kw C H C OH 在特定温度下为定值 C H 和C OH 可以互求 不论是在中性溶液还是在酸碱性溶液 水电离出的C H C OH 常温下 任何稀的水溶液中C H C OH 1 10 14 练习 0 1mol L的盐酸溶液中水电离出的C H 和C OH 是多少 0 1mol L的NaOH溶液中水电离出的C H 和C OH 是多少 水电离出的C OH 1 10 14 0 1 1 10 13mol L C H 二 水溶液的酸碱性 碱性溶液 H3O 1 0 10 7mol L 1 OH 酸性溶液 H3O 1 0 10 7mol L 1 OH 中性溶液 H3O OH 1 0 10 7mol L 1 H3O OH 酸性越强 碱性越弱 H3O OH 酸性越弱 碱性越强 298K 碱性溶液 pH 7 酸性溶液 pH 7 中性溶液 pH 7 298K 溶液的pH值 pH lg H3O pH 酸性越强 pH 碱性越强 pOH lg OH pH pOH 14 练习 H3O 1 4 10 6mol L 1 1 H3O 2 5 10 4mol L 1 pH 4 lg2 5 3 60 2 pH 5 85 6 0 15 酸碱指示剂 酸碱指示剂的定义 能借助其颜色的变化来指示溶液pH值的物质 酸碱指示剂的变色原理 HInH In 加入酸 H 增大 电离平衡左移 显酸式色 加入碱 OH 增大 电离平衡右移 显碱式色 知识链接 指示剂的变色范围 指示剂发生颜色变化的pH范围 如石蕊指示剂 由红色变为蓝色时溶液pH由5 0变到8 0 变色范围为5 0 8 0 甲基橙的变色范围是3 1 4 4 酚酞变色范围为8 0 10 0 知识链接 常用的酸碱指示剂变色范围 知识链接 pH值测定方法 定性测定 酸碱指示剂法 定量测定 pH试纸法 pH计法等 pH试纸使用方法 直接把待测液滴在干燥的pH试纸上 试纸上显出颜色后马上跟标准比色卡相对比 知识链接 pH试纸 活动探究 人体血液 几种体液及代谢产物的正常pH 知识链接 酸碱性食品酸性食物是经过消化进入血液在PH值上小于7的一类食物 碱性的食物则反之 弱碱性食物 马铃薯 竹笋 荚豌豆 菇类 南瓜 莲藕 萝卜渍 豆腐 苹果 梨子 香蕉 菠萝 樱桃 桃子 牛旁 强碱性食物 牛奶 蕃茄 萝卜 红萝卜 无花果 菠菜 芹菜 柑桔 葡萄 芋头 海带 葡萄干 弱酸性食物 洋火腿 奶油 鸡蛋 鲷鱼 虾子 鲍鱼 蛤蜊 八爪鱼 通心面 巧克力糖 油炸类食物 葱 炸鸡 强酸性食物 牛肉 猪肉 鲔鱼 牡蛎 芝士 米 麦 面包 酒 花生米 香肠 糖果 饼干 白糖 知识链接 电解质饮料电解质饮料可补充人体新陈代谢的消耗 其电解质成分有钠离子 钾离子 镁离子 氯离子 硫酸根离子 磷酸根离子 柠檬酸盐 此外还有蔗糖 葡萄糖 维生素C及维生素B6 为了改进口感 可往饮料中加入柠檬风味剂 甜味剂和防腐剂 饮料中的磷酸盐和柠檬酸盐还有缓冲剂的作用 使饮料的pH值保持在可允许的范围6 8 7 4内 蔗糖 葡萄糖是给饮料提供热量 每克饮料成分可提供3 4千卡的热量 知识链接 思考与讨论 1 开始时 V电离和V结合怎样变化 2 当V电离 V结合时 可逆过程达到一种什么样的状态 画出V t图 第3节弱电解质溶液 一 弱电解质在水溶液中的解离 弱电解质电离的V t图像 V电离 V结合 0 t1 t2 V电离 V结合 平衡状态 t V 1 解离平衡和平衡常数 在一定条件下 弱电解质解离时 若弱电解质的分子解离成离子的速率与离子又结合成分子的速率相等 溶液中电解质分子的浓度和离子浓度均不再随时间而改变 解离过程达到平衡状态 如 CH3COOH H2O CH3COO H3O 解离平衡 例1 在氨水中存在怎样的电离平衡 向其中分别加入适量的盐酸 NaOH溶液 NH4Cl溶液以及大量的水 对平衡有什么影响 思考与讨论 NH3 H2ONH4 OH 右 左 左 右 影响电离平衡有哪些因素 1 温度电离过程是吸热过程 平衡温度升高向电离方向移动 2 浓度浓度越大 电离程度越小 3 其他因素 对于一元弱酸HB H2OH3O B 平衡时 解离常数 1 Ki的大小可表示弱电解质在水溶液中的解离程度 2 Ki Ka Kb 弱酸的解离常数 弱碱的解离常数 3 Ki与电解质本身的性质和温度有关 与电解质的浓度无关 例 HAc25 Ka 1 76 10 5HCN25 Ka 4 93 10 10 意义 Ki值越大 电离程度越大 相应酸 或碱 的酸 或碱 性越强 2 电离度 例如 25 0 1mol L 1HAc 1 33 已解离的弱电解质分子数 弱电解质分子总数 100 已解离的弱电解质浓度 弱电解质起始浓度 100 电离度不但和电解质的本性 温度 溶剂有关 也受电解质的浓度的影响 3 多元弱酸的逐级解离 HPO42 H2O H3O PO43 Ka3 2 2 1013 H2PO4 H2O H3O HPO42 Ka2 6 23 10 8 H3PO4 H2O H3O H2PO4 Ka1 7 52 10 3 298K下 多元弱酸的酸性主要由第一步解离所决定 计算时 可近似用一级解离的 H3O 代替磷酸溶液的 H3O Ka1 Ka2 Ka3 4 同离子效应和盐效应 在弱电解质溶液中加入与弱电解质具有相同离子的强电解质 使弱电解质的解离度降低的现象 称为同离子效应 NaAc Na Ac 向HAc溶液中加入NaAc 同离子效应 HAc H2O H3O Ac 如0 1mol L 1HAc中 加入固体NaAc 使其浓度也为0 1mol L 1 则HAc的解离度由1 33 降低到0 018 盐效应 在弱电解质溶液中 加入与弱电解质不具有相同离子的强电解质 该弱电解质的解离度增大 这种现象称为盐效应 如0 1mol L 1HAc中 加入固体NaCl 使其浓度也为0 1mol L 1 则HAc的解离度由1 33 增大到1 68 同离子效应与盐效应的作用相反 但因同离子效应远超过盐效应 在离子浓度较小的溶液中 常常忽略盐效应的影响 二 溶液pH值的计算 以HB代表任一弱酸 弱碱 起始浓度Camol L 1 电离度 HB H2O H3O B 起始浓度Ca00 平衡浓度Ca Ca Ca Ca Ka H3O B HB Ca 2 Ca Ca Ca 1 1 一元弱酸 弱碱溶液pH值的计算 稀释定律 当 5 或Ca Ka 500时 Ca Ka 计算公式 H3O Ca KaCa 一元弱酸 OH Cb KbCb 一元弱碱 公式使用前提 Kb Cb 20Kw且Cb Kb 500 Ka Ca 20Kw且Ca Ka 500 公式使用前提 Ca Ka 0 01 1 76 10 5 500 例298K时 HAc的Ka 1 76 10 5 求0 01mol L 1HAc的 pH值 解 Ka Ca 1 76 10 5 0 01 1 76 10 7 20Kw H3O Ca 100 pH lg H3O 4 2 10 4mol L 1 1 76 10 7 H3O KaCa 4 2 10 4 0 01 100 4 2 4 lg4 2 3 38 lg 4 2 10 4 Cb Kb 0 1 1 79 10 5 500 例298K时 NH3 H2O的Kb 1 79 10 5 求0 1mol L 1NH3 H2O溶液的pH值 解 Kb Cb 1 79 10 5 0 1 1 79 10 6 20Kw 1 34 10 3mol L 1 1 79 10 6 OH KbCb pH 14 pOH 14 2 87 11 13 pOH lg OH lg 1 34 10 3 2 87 分别计算浓度均为0 1mol L 1盐酸溶液 氢氧化钠溶液 醋酸溶液和氨水溶液的pH 解 1 0 1mol L 1盐酸溶液 pH lg H lg0 1 lg10 1 1 2 0 1mol L 1氢氧化钠溶液 练习 溶液的pH计算 H KW OH 1 10 14 0 1 1 10 13 mol L 1 pH lg H lg 1 10 13 13 3 0 1mol L 1乙酸溶液 pH lg H lg 1 33 10 3 2 88 4 0 1mol L 1氨水溶液 pOH lg OH lg 1 33 10 3 2 88 pH 14 pOH 14 2 88 11 12 1 33 10 3 mol L 1 1 33 10 3 mol L 1