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922898-医用化学-第三章 电解质溶液


对于纯的弱酸、弱碱,如起始浓度为c,则有解离

Ka
c0
称稀释定律,表明 c
该式的使用必须十分小心,它只适用于纯的弱
电解质,有同离子效应(如HAc+NaAc)发生时不
适用。
Ka
c2 (1 ) c (1)
c

Ka c
3.二元弱酸、弱碱溶液
二元弱酸、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或等于 102,说明二级离解困难,在实际计算[H+] 时, 通常忽略二级离解,从而把二元弱酸、弱碱当 作一元弱酸、弱碱近似处理。
一、强电解质和弱电解质 1、定义
强电解质: (例如NaCl) 在水溶液中能完全解离成离子的化合物。
弱电解质: (例如HAC) 在水溶液中只能部分解离成离子的化合物。
2、解离度的计算
解离度的定义:电解质达到解离平衡时,
已解离的浓度和初始浓度之比。

表示:
已解离浓度 初始浓度
100%
➢对于不同的电解质,由于其本性不同,解 离度有很大差别。通常按解离度大小,把 质量摩尔浓度为0.1 mol/Kg的电解质溶液 中解离度(表观解离度)大于30%的称为 强电解质,小于5%的称为弱电解质,介 于二者之间的称为中强电解质。
➢酸(HA)与碱(B- )会发生质子传递反
应,反应达平衡后反应物和产物的浓度都
不变。
HCl
NH 3
NH
4
Cl
➢达到平衡时,产物浓度(以计量系数为幂)的乘 积与反应物浓度的乘积之比为一常数,称 为质子传递平衡常数。
K
[
NH
4
][Cl
]
[ HCl ][ NH3 ]
关于平衡常数:
(1)一定温度下,传递平衡常数数值一定。 (不随反应物浓度变化而变化)
(1)Ka是水溶液中酸强度的量度, Ka值越大, 酸性越强。
(2)一些弱酸的Ka值非常小,为使用方便,常 用P Ka表示,P Ka为酸的解离平衡常数的负对 数。
碱B- 在水溶液中有下列平衡:
H+
B- + H2O HB + OHKb = [ 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。
25℃时,[H+][OH-]= 1.00×10-14 所以:pH+pOH=14
三、酸碱的强度
(一)酸和碱的解离平衡常数 在水溶液中,一定温度下,酸HB与水的质子传 递反应达到平衡,平衡常数表达式:
H+
HB + H2O B- +H3O+ Ka = [H3O+][B-] /[HB]
Ka称为酸的解离平衡常数,一定温度下,其值 一定。
如果是含c(NaAc)=0.2 mol·L-1的0.1 mol·L-1 HAc溶液,设
已解离部分浓度为y
HAc H+ + Ac-
起始浓度
0.1
0
0.2
平衡1K.a8浓1度00.105 .(10.2(000...1120-.1yy))y
0.1y 0.2
0.1
00..22+y
0.1 y
y 8.7 106
(二)共轭酸碱解离平衡常数的关系
通过推导共轭酸碱对的解离平衡常数存在如下 关系:
Ka ·Kb= [H+][OH-]= Kw= 1.00×10-14 (1)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。
(三) 弱酸和弱碱的平衡移动
解:c0 Ka
0.01 6.6 104
15 500
不能近似计算
HF H F
初始浓度
0.01 0
0
平衡浓度 0.01-x x
x
Ka
[H ][F ] [HF ]
x2 0.01
x
6.6 104
解得 x = 2.26 × 10-3 [ H+ ] = 2.26 × 10-3 mol.L-1 若近似计算 x = 2.57 × 10-3 ,相对误差为 14 % , 过大。
之间就存在如下的数量关系: [ H+ ][ OH- ]=Kw 不论溶液是酸性,碱性,还是中性。
例. 在纯水中,加入一些酸,其溶液的…( ) (A) [H+]与[OH-]乘积变大 (B) [H+]与[OH-]乘积变小 (C) [H+]与[OH-]乘积不变 (D) [H+]等于[OH-]
(二)水溶液的pH值 水溶液中同时存在H+, OH-,它们的含量不同, 溶液的酸碱性也不同。
和溶解达到动态平衡。即无沉淀析出又无沉 淀溶解。 • 当IP < Ksp 表示溶液是不饱和的,溶液无沉 淀析出,若加入难溶电解质,则会继续溶解。 • 当IP > Ksp表示溶液为过饱和,溶液会有沉 淀析出。
溶度积规则可以作为沉淀生成和溶解的依据。
例3-19、判断下列条件下是否有沉淀生成:将 0.020mol/L的CaCl2溶液10mL与等体积同浓度的 Na2C2O4溶液相混合。
xx
1.8105 x2 0.10 x
K
a
{c(H1.3)c3/(cHx1A}0{cc)13(/.A3cx3c10)110/.03c%33}110.33 3%
0.10
• 例:试计算0.10mol/L的HAC溶液的解离度。如在上述溶液中加 入固体NaAC并使其浓度为0.20mol/L,求这时HAC的解离度。 (Ka=1.8×10-5)
即成为酸,这种对应关系叫共轭关系。
HPO42- PO43- + H+

碱 质子
➢ 酸越强,它的共轭碱越弱,酸越弱它的共轭 碱越强。
关于酸碱质子理论:
(1)酸和碱可以是分子,也可以是阳离子或阴 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。(例如HCO3-)
二、强电解质溶液理论要点
(1)强电解质在水中是全部解离的。 (2)离子间通过静电力相互作用,每一个离子都
被周围电荷相反的离子包围,形成离子氛。
➢ 由于离子氛的存在,离子间相互作用而互相 牵制,强电解质溶液中的离子并不是独立的 自由离子,不能完全自由运动,因而不能百 分百地发挥离子应有的效能,测出的解离度 (表观解离度)往往不是100%。
(3)二元弱碱在水溶液中的分步解离与二元弱酸 的相似,根据类似的条件,可按一元弱碱溶液 计算。
第五节 难溶强电解质的沉淀溶解平衡
一、溶度积和溶度积规则
(一)溶度积
难溶物质溶于水时,部分发生溶解并解离。
AgCl(s)
Ag+(aq) + Cl-(aq)
当沉淀和溶解的速率相等时,反应达到平衡。 平衡常数的表达式: Ksp=[Ag+][Cl-]
例、求 0.05mol.L-1H2S溶液中的 [ H+ ] , [ HS-] 和
[S2-] , 已知 Ka1 = 1.3 × 10-7 , Ka2 = 7.1 × 10-15
解:
H2S
H HS
起始: 0.05
00
平衡: 0.05-x x x
c 500 可近似计算
K a1
K a1
x2
x2 1.3107
8.7 106 100% 0.0087%
0.10
无NaAc的纯HAc溶液解离度 1.32%;有以后为0.0087%
对应 pH值:
2.88
5.06
提示:同离子效应存在时,可采取近似计算
第三节 酸碱溶液的PH的计算
1.强酸,强碱溶液 当作完全电离处理,如HCl。
2.一元弱酸,弱碱溶液 近似计算公式:
已知:Ksp(CaC2O4)=2.6×10-9
CaC2O4的Ksp为2.6 10-9,要使0.020 mol·dm-3 CaCl2溶液生成沉淀,至少需要草酸根离子
已解离浓度 初始浓度
100%
• 例:试计算0.10mol/L的HAC溶液的解离度。如在上述 溶液中加入固体NaAC并使其浓度为0.20mol/L,求这 时HAC的解离度。(Ka=1.8×10-5)
解:设已解离部分浓度为x
HAc
H+ + Ac-
初始浓度/(mol·L-1) 0.10
00
平衡浓度/(mol·L-1) 0.10- x
第二节 酸碱质子理论
一、酸碱的质子理论 (一) 质子理论对酸碱的定义 酸碱质子理论认为: 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。
HCl、HAc、NH4+、H2SO3等都能给出质子,都是酸; OH、Ac、 NH3、 HSO3、 CO32等都能接受质子,都 是碱。
➢根据酸碱质子理论,酸和碱不是孤立的,酸给 出质ห้องสมุดไป่ตู้后所余下的部分就是碱,碱接受质子后
第三章 电解质溶液
【本章内容】 1. 强电解质溶液理论 2. 酸碱的质子理论 3. 一元酸碱溶液pH的计算 4. 二元酸碱溶液pH的计算 5. 沉淀与溶解平衡
【本章重点】 1. 酸碱的质子理论 2. 一元酸碱溶液pH的计算 3. 沉淀与溶解平衡
【本章难点】 1.二元酸碱溶液pH的计算
第一节 强电解质溶液理论
(2)平衡常数值越大,说明反应向右进行的 趋势越大,质子从HA中转移给B-的能力越 强。 H+
HCl
NH3
NH
4
Cl
K
[
NH
4
][Cl
]
[ HCl ][ NH3 ]
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