当缓冲对浓度比接近1 的时候, 当缓冲对浓度比接近 1 的时候 , 缓冲溶液对酸碱 都具有良好的缓冲能力,这时, 都具有良好的缓冲能力,这时, pH = pKa 在缓冲溶液选择时, 总是选用 选用p 在缓冲溶液选择时 , 总是 选用 pKa 尽可能接近预 期的pH的缓冲对 例如HAc~Ac 的缓冲对. (HAc)=4 75, 期的pH的缓冲对. 例如HAc~Ac , pKa(HAc)=4.75,对 pH近于 75时使用最佳 近于4 时使用最佳. 于pH近于4.75时使用最佳.
溶度积: 简化为:
Ks(AgCl) = {ceq(Ag+)/c}{ceq(Cl-)/c} {c }{c Ks(AgCl) = ceq(Ag+)ceq(Cl-) )c
二,溶度积规则
1.溶度积规则定义 1.溶度积规则定义 用溶度积来判断沉淀的生成或者溶解的规则, 用溶度积来判断沉淀的生成或者溶解的规则 , 称为溶度积规则. 称为溶度积规则. 难溶电解质AnBm与水组成的两相体系,存在着:
2.一元酸溶液中的离子平衡 2.一元酸溶液中的离子平衡
对于: HAc(aq) = H+(aq)+Ac-(aq) 对于: 如果一元酸的浓度为c 解离度为a 则有: 如果一元酸的浓度为c ,解离度为a , 则有: Ka = ceq(H+)ceq(Ac-)/ceq(HAc) = ca2/(1-a) )c )/c /(1 如果解离度很小, 如果解离度很小, 则: 1- a ≈ 1 Ka = ca2/(1-a) ≈ ca2 , /(1 a ≈ (Ka /c)1/2 (此式说明,溶液的浓度越稀, 此式说明,溶液的浓度越稀,
第三章 水化学
第一节溶液通性 依数定律: 依数定律: 对于难挥发非电解质溶液的性质(蒸汽压下降, 对于难挥发非电解质溶液的性质(蒸汽压下降, 沸点上升,凝固点下降,以及渗透压等) 沸点上升,凝固点下降,以及渗透压等)与溶液浓 度成正比,而与溶质本性无关. 度成正比,而与溶质本性无关. 理想溶液: 理想溶液: 凡是遵循依数定律的溶液称为理想溶液. 凡是遵循依数定律的溶液称为理想溶液. 本节要掌握: 本节要掌握: 1)蒸汽压与温度的关系 1)蒸汽压与温度的关系 2)等浓度的强,弱,非电解质的蒸汽压降,沸 2)等浓度的强 等浓度的强, 非电解质的蒸汽压降, 点升高,凝固点下降,渗透压的相对大小的顺序. 点升高,凝固点下降,渗透压的相对大小的顺序. 比如:测定分子量;制作防冻剂, 以及应用原理(比如:测定分子量;制作防冻剂,干燥
二,酸碱溶液中的离子平衡及其pH计算 酸碱溶液中的离子平衡及其pH计算 pH
1.用热力学数据计算酸碱的解离常数 1.用热力学数据计算酸碱的解离常数
Ka表示酸的解离常数, 表示酸的解离常数, Kb表示碱的解离常数. 表示碱的解离常数.
则: lnKa (T) = -rGm/RT lnK lnK lnKb (T) = -rGm/RT
2,溶度积规则应用 (1)沉淀转化 例如, (1)沉淀转化 例如,锅炉清洗 (2)沉淀溶解 沉淀溶解——经常使用的溶解方法: (2)沉淀溶解——经常使用的溶解方法:
利用酸碱反应 利用氧化还原反应 利用配位反应:很重要, 利用配位反应:很重要,第六章介绍
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eq eq eq + eq eq eq + eq eq
当弱酸与强碱, 或者弱碱与强酸之间的中和反应不 完全时, 所得溶液是缓冲溶液! 但完全中和后,则不是缓 冲溶液. 有些文献也把c(共轭酸)/c(共轭碱)也称为c(酸)/c(盐) )/c )/c
5.缓冲溶液的选择 5.缓冲溶液的选择
由于pH 由于pH = pKa - lg{ceq(共轭酸)/ceq(共轭碱)} lg{c 共轭酸)/c 共轭碱)}
4.缓冲溶液pH计算 很重要) 4.缓冲溶液pH计算(很重要) 缓冲溶液pH计算( 对于一般的缓冲溶液,存在着下面的解离平衡: 对于一般的缓冲溶液,存在着下面的解离平衡: 共轭酸(aq) 共轭酸(aq) = H+(aq) + 共轭碱(aq) 共轭碱(aq) 所以有: 所以有: Ka= c (H )c (共轭碱)/c (共轭酸) )c 共轭碱)/c 共轭酸) c (H ) = Kac (共轭酸)/c (共轭碱) 共轭酸)/c 共轭碱) pH = pKa - lg{c (共轭酸)/c (共轭碱)} lg{c 共轭酸)/c 共轭碱)} 注意: 注意:
剂,冷冻剂,低温度融盐等) 冷冻剂,低温度融盐等)
第二节 水溶液中的单相离子平衡
一,酸,碱的概念
1.酸碱的早期概念 2.酸碱的电离理论 3.酸碱的质子理论 凡是可以给出质子的物质都是酸. 酸:凡是可以给出质子的物质都是酸. 凡是可以与质子结合的物质都是碱. 碱:凡是可以与质子结合的物质都是碱. 4.酸碱的电子理论
溶解 结晶 离子积为:Q = {ceq(Am+)/c}n{ceq(Bn-)/c}m {c {c AnBm(s) nAm+(aq)+mBn-(aq)
或简写为: Q = {c (A )}n{c (B )}m {c {c
eq m+ eq n-
根据化学平衡移动规则: 根据化学平衡移动规则: 平衡正向移动, 当: Q < Ks 时, 平衡正向移动, 沉淀发生溶解 Q = Ks 时, 平衡状态, 为饱和溶液 平衡状态, 平衡逆向移动, Q > Ks 时, 平衡逆向移动, 有新沉淀生成
在计算的时候, 在计算的时候 , 需要注意共轭酸碱解离平衡常 数,氢离子与氢氧根离子浓度,水的离子积之间的 氢离子与氢氧根离子浓度, 关系. 关系.
第三节 难溶电解质的多相离子平衡
一,多相离子平衡和溶度积
1衡, 该平衡的平衡常数( 难溶电解质在水中存在溶解平衡, 该平衡的平衡常数(Ks) 称为"溶度积" 称为"溶度积". 例如: 溶解 AgCl(s) 结晶 Ag+(aq)+Cl-(aq)
解离度越大,称:稀释定律) 解离度越大, 稀释定律)
ceq(H+)=ca≈(Ka c)1/2 )=ca≈ pH = -lg{ceq(H+)} lg{c = -{pKa + lg(c)}/2 {pK lg(c)}/2
3.碱溶液解离平衡 3.碱溶液解离平衡(以NH3为例) 碱溶液解离平衡( 为例)
解离平衡: 解离平衡: NH3(aq)+ H2O (l) = NH4+(aq)+OH-(aq) 如果一元碱的浓度为c 解离度为a 则有: 如果一元碱的浓度为c ,解离度为a , 则有: Kb = ca2/(1-a) ≈ ca2 (碱解离度很小时, 则 1-a ≈ 1 ) /(1 a ≈ (Kb /c)1/2 (稀释定律) 稀释定律) ceq(OH-) = ca ≈ (Kb c)1/2 借助水的离子积可得: 借助水的离子积可得: ceq(H+) = Kw /ceq(OH-) pH = -lg{ceq(H+)} lg{c = pKw + lg{ceq(OH-)} = 14 – pOH lg{c 注意: 注意: 水的离子积是水的解离平衡常数, 它与温度有关, 水的离子积是水的解离平衡常数, 它与温度有关, 不同温 的数值有变化, 也会有变化. 度下 Kw = ceq(H+) ceq(OH-) 的数值有变化, ceq(H+) 也会有变化. 不过,任何水溶液中, 总是同时存在, 浓度积永不为0 不过,任何水溶液中, H+和OH-总是同时存在, 浓度积永不为0