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[化学]第三章 酸碱解离平衡
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关系:pH+pOH=14
酸性pH<7 碱性pH >7
二、酸碱的解离平衡 1、酸和碱的解离平衡及解离平衡常数 酸: HB + H2O B- + H3O+
[H3 O ][B ] Ka [HB]
碱: B- + H2O
HB- + OH-
[HB][OH ] Kb [B ]
Ka — 酸的解离平衡常数, Kb— 碱的解离平衡常数 Ka和Kb与HB的本性及T有关,与c无关 Ka表示酸在水中释放质子能力的大小: Ka越大,表明其酸性越强; Kb表示碱在水中接受质子能力的大小: Kb越大,表明其碱性越强。
一、电解质溶液的定义及分类:
强酸 强电解质 强碱 (strong electrolyte) 盐 在水溶液中几乎完 电解质 (electrolyte) 熔融或溶液状态下 全解离成离子 能导电的化合物 弱电解质 弱酸 (weak electrolyte) 弱碱 在水溶液中只能 部分解离成离子
一元 二元 三元
酸碱的共轭关系
当HA给出一个H+后形成相应的碱A-,称A是该酸HA的共轭碱;同样,碱接受H+后形 成了酸HA,称HA为该碱A-的共轭酸。
例:
HAc是Ac-的共轭酸, Ac-是HAc的共轭碱。
NH4+是NH3的共轭酸, NH3是NH4+的共轭碱。
酸和碱可以是中性分子、阳离子、阴离子, 共轭酸比共轭碱多一个单位正电荷。
思
考
溶液的pH值表示的意义?
如何计算一元弱酸、弱碱溶液的pH值呢?
第三节 水溶液的酸碱平衡
一. 水的质子自递反应
此关系不仅适用于纯水,也可用于任何稀溶液。 Kw称为水的离子积常数,简称水的离子积。
25℃时
Kw= [H+][OH-]=1.0×10-14
回顾: 水溶液的pH值
定义: pH= -lg[H+]
强电解质
在水溶液中完全解离为离子的化合物。如 NaCl、HCl等。它主要以正、负离子的形式
存在于溶液中。
HCl → H+ + Cl-
NaCl → Na+ + Cl-
弱电解质
在水溶液中仅能部分解离的化合物。 如HAc、 NH3等。它主要以分子状态存在于 溶液中,只有少部分解离成正、负离子。由 于离子浓度小,导电性差,其解离过程是可 逆的。
讨论:
① 对于不同的弱电解质,解离度α不同。
② α可表示电解质的相 对强弱:α>30% 强电解质,α<5% 弱电解质 ③ 弱电解质才有解离度的概念
第二节 酸碱质子理论 1.酸碱理论的发展
酸碱解离理论(阿累尼乌其斯 )
酸碱质子理论(布朗斯特) 酸碱电子理论(路易斯)
2. Arrhenius 的电离理论: 定义:水溶液中,能解离出H+的物质 —— 酸 水溶液中,能解离出OH-的物质 —— 碱 反应实质: H+ + OH- → H2O 优势 ①在物质的化学组成上揭示了酸碱的本质。 ②通过化学平衡的原理量度酸碱的强弱。
凡是能与质子H+结合的物质都是碱(如:NH3, PO43-,H2PO4-,Cl- , H2O等 )。 既可以给出质子,也能够结合质子的物质称 为两性物质(如:H2O,HCO3-,HPO42- , H2PO4-等 )。
两性物质:
反应中,HCO3-为碱。
反应中,HCO3-为酸。
即HCO3-既可以失去质子,也可以接受质子。
局限性: 把酸碱限制在溶液中,无法解释: 如 非水溶剂中的酸碱反应 NH3 + HCl = NH4Cl
如 NH4C1水溶液呈酸性; NaHCO3、Na3PO4等水溶液呈碱性
3. 酸碱质子理论认为:
一、 酸碱的定义
凡是能给出质子H+的物质都是酸(如:HAc, NH4+,H3PO4,H2PO4-,HCl, H2O等);
2.共轭酸碱解离平衡常数的关系 酸: HB + H2O B- + H3O+
[H3 O ][B ] Ka [HB] 碱: B- + H2O HB- + OH[HB][OH ] Kb [B ]
HAc
H
+
+ Ac
-
弱电解质在水溶液中的电离 可以用解离度( α )定量表示弱电解质 解离程度的大小: α =(已解离的分子数∕分子总数)×100%
解离度是指在一定的温度下当解离达到 平衡时,已解离的弱电解质分子数与解离前 分子总数的比率。
例: 25 ℃时, 0.1mol/L HAc的α=1.34%的表示 意义: 当25 ℃ , 0.1mol/L HAc溶液中的HAc分 子的解离达到平衡时, 每10000个HAc分子中 有约134个分子解离成H+,Ac-。
导 言
1. 体液中电解质离子存在的作用? 举例说明?
维持水盐平衡 调节体液pH值 ( HCO3-,H2PO4-)
2. 它们又是如何调节体液的pH值 ? 与酸碱平衡的移动有关
肾衰竭 肾小管酸中毒(由肾功能不全引起) 糖尿病酮症酸中毒 乳酸中毒
第三章 酸碱解离平衡和沉淀-溶解平衡
主要内容
酸碱的质子理论 水溶液中的酸碱平衡 酸碱溶液pH值的计算 缓冲溶液
目的要求
1. 了解强电解质溶液的理论和概念。 2. 掌握酸碱质子理论的概念、溶液的pH和 酸碱强度的概念。 3. 掌握一元质子弱酸和弱减水溶液pH及有 关物种浓度的计算。 4. 掌握缓冲溶液的特点和pH计算。
基本概念
电解质: 是在水溶液中或熔融状态能够导电的
化合物。如:酸、碱、盐都是电解质。
电解质的分类
HAc H+ + Ac-
H+
解离式: HAc +
酸1
H2O 碱2
H3O+ + 酸2
Ac碱1
酸碱反应的实质: H+ A1 + B2
酸1 碱2
A2 + B1
酸2 碱1
酸碱反应的实质:两对共轭酸碱对之间的 质子传递过程。 反应方向:较强的酸和较强的碱作用,生 成较弱的酸和较弱的碱。
思考题
写出下列各酸的共轭碱的化学式: NH4+;HCl; H2O; H2PO4-; HCO3-; H2SO4
思 考
质子是以什么形式存在的?
质子不能单独存在。 作为酸,它放出质子必须为另一碱所 接受; 作为碱,也只能从其它酸获得质子。
二、 酸碱反应
酸碱中和反应:
H+ H3O+ + 酸1
NH3 碱2 NH4+ + H2O 酸2 碱1
水解反应
H+ Ac碱1 + H2O 酸2 OH碱2 +
HAc
酸1
解离反应 电离式: