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第四章 酸碱平衡和沉淀溶解平衡

第四章酸碱平衡和沉淀溶解平衡
根据酸碱质子理论,酸碱反应的实质是质子的传递。

根据酸碱质子理论,在水溶液中,弱酸及其共轭碱的关系:KΘa·KΘb=KΘw
解离常数KΘa或KΘb:温度不变,解离常数不变。

已知弱酸的浓度和解离度,求弱酸的PH和解离常数?
解:因为α=√KΘa·CΘ/C。

C(H+)=√Ka·C。

/CΘ 得出C(H+)=α·C。

/CΘ
就可以求出PH,也可以求出解离常数。

酸碱平衡:
已知酸的解离常数,求已知浓度C的含酸根的盐的PH?
解:由酸的解离常数,根据Ka·Kb=Kw可得其共轭碱的解离常数Kb,代入得C(OH-)=√Kb·C/CΘ,所以C(H+)=Kw/C(OH-),PH=-lg(H+)
缓冲溶液:
配制缓冲溶液如何选择电解质及其对应的盐?
解:解离常数K所对应的p H或POH尽可能地接近缓冲溶液的p H或POH
缓冲方程PH=PKΘa(弱酸)-lgC弱酸/C共轭碱
当缓冲比C弱酸/C共轭碱=1时,缓冲溶液的缓冲能力最大。

此时PH=PKΘa(弱酸)
求缓冲溶液的PH值?
解:由弱酸(碱)及其共轭碱(酸)组成。

以弱酸及其共轭碱构成的缓冲溶液(强酸与过量弱碱反应)为例:弱酸的(解离程度很小)浓度近似为强酸的浓度,共轭碱(没有考虑弱酸中所含有的碱根)的浓度=(弱碱的物质的量-强酸的物质的量)/混合后的总体积,则根据缓冲方程PH=PKΘa(弱酸)-lgC弱酸/C共轭碱即得。

如果再向混合液中加入酸或碱,再求弱酸和其共轭碱的浓度,代入缓冲方程即可。

溶度积与溶解度的关系:
知溶解度求溶度积Ksp(生成的离子的乘积)?
解:在不考虑离子水解的情况下,AB型Ksp=s²
AB2或A2B型Ksp=4s³
AB3型Ksp=27s4
A2B3型Ksp=108s5 s是溶解度
知溶度积kΘsp求溶解度s?⚠️AB型或AB2型方程不同。

例如:AgCl在0.1mol·L-1的NaCl溶液中溶解度为1.77×10-9mol·L-1。

(已知AgCl的kΘsp为1.77×10-10)
解:由kΘsp=CΘ(Cl-)·CΘ(Ag+)=0.1·s得出s
溶度积规则:浓度商Q <K Өsp 溶液未饱和;Q=K Өsp 溶液饱和;Q>K Өsp 溶液有沉淀。

判断溶液中哪个离子先沉淀?
例如在0.001 mol·L -1Cl -和0.001 mol·L -1CrO 2-4的混合溶液中,逐滴加入AgNO3
溶液(设体积不变),回答Cl -和CrO 2-4哪个先沉淀? 当第二种离子开始沉淀时,第一种离子能
否沉淀完全? (K Өsp(AgCl)=1.77×10-10,K Өsp(Ag2CrO4)=1.12×10-12)
解:设Cl -开始沉淀时,需要Ag +的浓度为x ,CrO 2-4开始沉淀时,需要Ag+的
浓度为y , 根据溶度积规则Q≥K Өsp 出现沉淀。

所以, x/ c Ө≥K (AgCl)/C (Cl -)= 1.77×10-7 x =1.77×10-7mol·L -1(2分)
y/ c Ө≥ √K (Ag2CrO4)/C (CrO 2-4)= 3.35×10-5 y = 3.35×10-5 mol·L -1(2分)
由计算可知,沉淀Cl -所需Ag +的浓度比沉淀 CrO 2-4所需Ag +的浓度小得多,所以Cl -先沉淀,
当CrO 2-4开始沉淀时,Ag +浓度应该达到3.35×10-5 mol·L -1,此时溶液中残留C1-浓度为: c(Cl
-) / c Ө≤K Өsp(AgCl )/ y= 1.77×10-10/ 3.35×10-5 =5.28×10-6 c (Cl -)= 5.28×10-6 mol·L -1<1.0×10-5mol·L -1
可见,当CrO 2-4开始沉淀时,Cl -基本上已沉淀完全。

(2分)
求去除Fe2+溶液中的Fe3+的PH 变化范围?
解:①Fe3+完全沉淀,c<10-5mol/L
②Fe2+不沉淀,Q<ksp。

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