第三章 电解质溶液
7.21 10.33
HPO42CO32-
强
HPO42- 4.8×10-13 12.32
PO43-
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H2O
1.0×10-14 14.00
OH-
碱的解离平衡常数
碱B- 在水溶液中有下列平衡,
B- + H2O
HB + OH-
Kb = 〔 HB 〕〔 OH- 〕/〔 B- 〕
Kb称为碱的解离平衡常数 (1) Kb值越大,碱性越强。 (2)p Kb是碱的解离平衡常数的负对数。
放质子能力的大小。
• Ka值愈大,酸性愈强。其值大于10时为强酸。
HAc > HClO > HCN
Ka 1.75×10-5 3.9×10-8 6.2×10-10 •一些弱酸的Ka非常小,常用pKa表示,它是酸解
离常数的负对数。
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一些酸在水溶液中的Ka和pKa值(25℃)
酸HA
Ka (aq) pKa (aq) 共轭碱A-
H3O+和A-的浓度增大。
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稀释定律:
K/c
在一定温度下,K为常数 ,α 则随溶液
的稀释而增大,这称为稀释定律。
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2)同离子效应 在弱酸弱碱的水溶液中,加入与弱酸或
弱碱含有相同离子的易溶性强电解质, 使弱酸或弱碱的解离度降低的现象称为 同离子效应。
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(3)多元弱碱在溶液中的分步解离与多元弱酸相似, 根据类似的条件,可按一元弱碱溶液计算。
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5. 两性物质溶液
既能给出质子又能接受质子的物质称为两性 物质。可分为三种类型。
• 负离子型, 如HCOBiblioteka -、H2PO4-、HPO42-等。
• 弱酸弱碱型, 如NH4Ac、NH4CN、(NH4)2CO3等。
OH- 的物质。 无法解释比如Na2CO3不含OH-, 也具有碱性;有些物
质如NH4Cl水溶液则呈酸性。
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1.质子酸碱的定义 凡能给出质子H+的物质都是酸。 凡能接受质子H+的物质都是碱。
酸 碱+质子 共轭关系
共轭酸碱对
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说明: (1)酸和碱可以是分子,也可以是阳离子
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• 对于多元弱酸,若Ka1·ca ≥ 20Kw, Ca/Ka1≥ 500,可按一元弱酸公式计算。
〔H+〕= Ka1C酸
例:计算0.1 mol·L-1 H2S水溶液中各个离子的浓 度。
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• 对于多元弱碱, 若且Kb1·cb≥20Kw, Cb/Kb1 ≥ 500,可按一元弱碱公式计算。
〔 OH- 〕= Kb1C碱
例:计算0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中各个离子的 浓度。
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对于多元弱酸溶液可以归纳为:
(1)当多元弱酸的Ka1>> Ka2 >> Ka3 , Ka1/Ka2 >102可当一元弱酸处理来求〔H+〕。
(2)多元弱酸第二步质子传递平衡所得的共轭碱的浓 度近似等于Ka2,与酸的浓度关系不大。
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3.酸碱的强弱
影响因素:酸碱本身授受质子的能力 溶剂受授质子的能力
水溶液中,酸碱的强弱用其解离平衡常数 衡量
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酸的解离平衡常数
HA + H2O
H3+O + A-
简写: HA
H+ + A-
Ka = 〔 H+ 〕〔 A- 〕/〔 HA 〕
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• Ka是水溶液中酸强度的量度,表示酸在水中释
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2.水溶液的pH
定义:
pH=-lga H 3O
稀溶液中, pH = -lg[H3O+]
类似的, pOH = -lg[OH-]
298K, pH + pOH=14.00。
溶液中[H3O+]=1 mol·L-1~10-14 mol·L-1时, pH值范围在0~14。
总数) • 对于不同的电解质,由于其本性不同,它们的
解离度有很大差别。
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3. 强电解质溶液理论要点
• 电解质离子相互作用,离子氛存在,致使离 子间相互作用而互相牵制,表观解离度不是 100%。
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4. 离子的活度和活度因子 • 活度:离子的有效浓度(表观浓度)小于理论
解 NH4+是NH3的共轭酸, 故
Ka=Kw/Kb =1.0×10-14/(1.8×10-5) =5.6×10-10
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例 已知H2CO3的Ka1= 4.5×10-7, Ka2=4.7×10-11,求CO32-的Kb1和Kb2。
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5. 水的质子自递平衡
1. 水的质子自递平衡和水的离子积
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4、共轭酸碱电离平衡常数的关系
Ka ·Kb= [ H+][ OH- ]= Kw= 1.00×10-14
(1)共轭酸碱Ka 与Kb成反比,酸越弱, 其共轭碱越强,碱越弱,其共轭酸越强。 (2)若已知酸的解离平衡常数Ka ,就可 以求其共轭碱的解离平衡常数Kb。
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例 已知NH3的Kb为1.8×10-5,试求NH4+的Ka 。
平衡时 Kspcm (A n)cn(D m )
一定温度下,难溶电解质饱和溶液中各 离子浓度(活度)以其计量系数为指数的乘 积为一常数
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溶解度与溶度积的关系
• Ksp的大小反映难溶电解质的溶解能力。 • 溶解度(s):一定温度下,1升难溶电解质
饱和溶液所含溶质的量,是浓度的一种形式 。 单位: g·L-1 ,mol·L-1
2.
H+
3.
4. H2O(l) + H2O(l)
H3O+(aq) +
OH-(aq) K[H3O][OH] [H2O][H2O]
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[H2O]看成常数,与K合并,得
Kw= [H3O+][OH-]
Kw称质子自递平衡常数,又称水的离子积
0℃时
Kw= 1.15×10-15
25℃时
Kw= 1.01×10-14
度和该离子的电荷数,近似计算时,也可以
用ci代替bi。I的单位为mol·kg-1。
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第二节 酸碱的质子理论
酸碱理论发展的概况:
1100-1600年 发现盐酸、硫酸、硝酸等强酸
1774年
法国科学家拉瓦锡提出:
酸的组成中都含有氧元素
十九世纪初 认为酸的组成中都含有氢元素
1884年
瑞典科学家Arrhenius提出电离理论
3)盐效应
在弱酸弱碱的水溶液中,加入与弱酸或弱碱含 有不相同离子的易溶性强电解质,离子强度增 大,溶液中离子之间的相互牵制作用增大,使 弱酸或弱碱的解离度略有增大的现象称为盐效 应。 与同离子效应相比较,盐效应要小的多,所以 一般情况下,不考虑盐效应产生的影响。
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思考题 在氨水溶液中分别加入HCl, NH4Cl, NaCl, NaOH, H2O对氨水电离平衡有何影响 ?解离度,pH有何变化?
100℃时
Kw= 5.44×10-13
水的离子积不仅适用于纯水,也适用于所有稀水溶 液。
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25℃的纯水中 [H3O+] = [OH-] = K w =1.0×10-7
中性溶液中 [H3O+]=[OH-] =1.0×10-7mol·L-1 酸性溶液中 [H3O+]>1.0×10-7mol·L-1>[OH-] 碱性溶液中 [H3O+]<1.0×10-7mol·L-1<[OH-]
第三章 电解质溶液
教学要求:
1.掌握酸碱质子理论:质子酸碱的定义,共轭酸碱对、酸碱 反应的实质,共轭酸碱的解离平衡常数的关系。
2.掌握影响电离平衡的因素,了解同离子效应,盐效应。 3.运用最简式计算弱酸、弱碱水溶液的pH值及有关离子平
衡浓度。 4.掌握溶度积与溶解度的关系,掌握难溶电解质的溶度积规
则,掌握沉淀生成和溶解的方法并做简单计算,了解分 步沉淀的原理。
[OH ] Kbcb
例: 分别计算0.10mol .L-1 HAc 和 0.10mol .L-1 NaAc 溶液的pH值。
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4.多元弱酸、弱碱溶液
多元弱酸、弱碱在水溶液中是分级离解的。 若一级离解常数与二级离解常数之比大于等于102, 说明二级离解困难,在实际计算中,通常忽略二级 离解。
或阴离子。 (2)有的离子在某个共轭酸碱对中是碱,
但在另一个共轭酸碱对中却是酸。这种 物质称为两性物质。 (3)质子理论中没有盐的概念,酸碱电离 理论中的盐在质子理论中都是质子酸或 质子碱。
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2. 酸碱反应 根据酸碱质子理论,酸碱反应的实质就是两个共轭 酸碱对之间质子传递的反应。 任何一个酸碱反应都是由较强酸和较强碱反应生成 较弱的酸和碱。
如果溶液中[H3O+]或[OH-] >1 mol·L-1时,直接 用[H3O+]或[OH-]表示。
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人体各种体液的pH
体液 血清 成人胃液 婴儿胃液 唾液 胰液 小肠液
pH 7.35~7.45
0.9~1.5 5.0
6.35~6.85 7.5~8.0 ~7.6
体液 大肠液 乳汁 泪水 尿液 脑脊液
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第一节 强电解质溶液理论
1、电解质溶液 溶于水中或熔融状态下能导电的化合物。
• 强电解质: 在水溶液中能完全解离成离子的化合物。