无机及分析化学-第4章-酸碱平衡ppt课件

,第四章酸碱平衡,掌握酸碱质子理论的基本概念。掌握弱酸、弱碱解离平衡及影响因素。掌握质子平衡式的书写，会用近似式和最简式计算溶液的pH。掌握缓冲溶液的基本原理和缓冲溶液的配制原则。,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,重点内容：酸碱质子理论；弱酸弱碱溶液的解离平衡；稀释定律；各类酸碱溶液pH的计算；缓冲溶液的配制。难点内容：质子平衡式；各类溶液体系pH的计算。,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,教学重点和难点,9.1核外电子的运动状态,主要章节,4.1酸碱理论,1.氢原子光谱特征:,酸碱电离理论(18801890年阿伦尼乌斯),4.1酸碱理论,酸碱理论简介,酸：解离的正离子全部为H+的物质。碱：解离的负离子全部为OH的物质。,酸碱质子理论(1923年布朗斯特、劳莱),酸：能提供质子(H+)的物质。碱：能接受质子(H+)的物质。,酸碱电子理论(1923年路易斯),酸：能接受电子对的物质。碱：能给出电子对的物质。,4.1酸碱理论,4.1.1酸碱质子理论,酸：凡能提供质子的物质，即质子给予体,碱：凡能接受质子的物质，即质子接受体,例：,+质子,注意：共轭酸碱对之间仅相差一个质子。例如，H2SO4的共轭碱是，而不是。,4.1酸碱理论,两性物质：既可以得到质子又可以失去质子的物质,例：,盐：在酸碱质子理论中没有“盐”的概念,例：NH4Cl中，NH4+是酸NaAc中，Ac是碱,4.1.1酸碱质子理论,4.1酸碱理论,酸碱反应实质：酸碱之间质子的传递,酸1+碱2碱1+酸2,注意：质子传递发生在酸、碱之间，而不是共轭酸碱对内部,HCl-Cl-NH4+-NH3,共轭酸碱对,4.1.1酸碱质子理论,4.1酸碱理论,酸解离反应,碱解离反应,4.1.1酸碱质子理论,4.1酸碱理论,4.1.2酸碱电子理论,路易斯酸：能接受电子对的物质,路易斯碱：能给予电子对的物质,注意：所有金属离子都是酸，与金属离子结合的物质都是碱。,4.1酸碱理论,酸碱反应实质：酸碱之间以共价配位键（由路易斯碱提供）相结合形成酸碱加合物,4.1.2酸碱电子理论,4.2水溶液中的酸碱平衡,1水的解离平衡与离子积常数,水的离子积常数,4.2水溶液中的酸碱平衡,4.2.1水的解离平衡与离子积常数,水的离子积常数与温度关系,室温下常采用此数值,水的解离是吸热反应，温度升高，离子积常数也升高。,4.2水溶液中的酸碱平衡,4.2.2弱酸、弱碱的解离平衡,酸的解离常数,不是纯液体，此项一定要书写,不考虑单位前提下，可以简化为,大小可以衡量酸的强弱，其值越大，代表酸越强；其值越小，则酸越弱。,4.2水溶液中的酸碱平衡,碱的解离常数,大小可以衡量碱的强弱，其值越大，代表碱越强。及可查阅附录四,4.2.2弱酸、弱碱的解离平衡,4.2水溶液中的酸碱平衡,4.2.2弱酸、弱碱的解离平衡,4.2水溶液中的酸碱平衡,4.2.2弱酸、弱碱的解离平衡,4.2水溶液中的酸碱平衡,多重平衡规则,4.2.2弱酸、弱碱的解离平衡,4.2水溶液中的酸碱平衡,、和关系,4.2.2弱酸、弱碱的解离平衡,4.2水溶液中的酸碱平衡,、和关系,4.2.2弱酸、弱碱的解离平衡,4.2水溶液中的酸碱平衡,4.2.3解离度和稀释定律,解离度：弱电解质的解离程度,解离常数属平衡常数，其值不受电解质浓度的影响；解离度属平衡转化率，表示弱电解质在一定条件下的解离百分数，大小与电解质浓度有关。,4.2水溶液中的酸碱平衡,稀释定律：溶液的解离度近似与其浓度平方根成反比，浓度越稀，解离度越大。,起始浓度/molL-1c000平衡浓度/molL-1c0-c0c0c0,4.2.3解离度和稀释定律,例1氨水是一弱碱，当氨水浓度为0.200molL-1时，NH3H2O的解离度为0.946%，问当浓度为0.100molL-1时NH3H2O的解离度是多少？,4.3酸碱溶液中pH计算,4.3.1强酸（碱）溶液,强酸（碱）：一般定义解离常数大于10的酸（碱），计算时看成完全解离。,（1）若cA10-6molL-1时，c(H+)=cA（2）若10-8molL-1cA10-6molL-1时，两项不可忽略，需解一元二次方程。（3）若cA10-8molL-1时，pH7,例22108molL1HCl溶液的pH是多少？或：将浓度为2105molL1的HCl溶液稀释1000倍，则pH是多少？,解：,4.3酸碱溶液中pH计算,4.3.2一元弱酸（碱）溶液,酸碱反应的实质是质子转移的反应，这类的反应中酸给出的质子数目和碱接受的质子数目应当是相等的。由此得出的质子平衡关系称为质子条件，它的数学表达式叫质子平衡式（protonbalanceequation），可用PBE表示。,4.3酸碱溶液中pH计算,选好质子参考水准（或零水准）。,通常是原始的酸碱组分及水。,将零水准得质子后的形式写在等式的左边,失质子后的形式写在等式的右边。,有关浓度项前乘上得失质子数。,在质子条件中不应出现作为质子参考水准的物质，因为这些物质不管失去质子或是接受质子都不会生成它本身。,质子平衡式的书写,4.3.2一元弱酸（碱）溶液,如HAc水溶液,如H2S水溶液,参考水准,质子平衡式,平衡方程式,4.3酸碱溶液中pH计算,4.3.2一元弱酸（碱）溶液,例3写出NaNH4HPO4水溶液的PBE式,参考水准,解：,4.3酸碱溶液中pH计算,一元弱酸（碱）,多元弱酸（碱）,两性物质,缓冲溶液,计算内容,计算方法,根据所给酸碱写出其PBE,根据平衡关系将PBE转化为c(H+)与分析浓度的代数式，即精确式,根据溶液的性质进行合理近似，获得近似解,检验近似解的合理性,H+浓度的计算,4.3.2一元弱酸（碱）溶液,4.3酸碱溶液中pH计算,H+浓度的计算,溶液中平衡：质子平衡式：,4.3.2一元弱酸（碱）溶液,4.3酸碱溶液中pH计算,近似式,最简式,4.3.2一元弱酸（碱）溶液,4.3酸碱溶液中pH计算,一元弱酸H+浓度的计算公式,4.3.2一元弱酸（碱）溶液,一元弱碱pH的计算方法与计算一元弱酸完全相同，只是将各公式中的c(H+)和分别以c(OH)和替换。,4.3酸碱溶液中pH计算,一元弱碱OH-浓度的计算公式,4.3.2一元弱酸（碱）溶液,例4计算25时0.10molL-1HAc溶液的pH和解离度。已知。,例5计算25时0.01molL-1CHCl2COOH（二氯代乙酸）溶液的pH。,例6计算25时0.10molL-1氨水溶液的pH。已知c0=0.10molL-1，=1.810-5。,例7计算25时0.10molL-1NaCN溶液的pH。,4.3酸碱溶液中pH计算,4.3.3多元弱酸（碱）溶液,例8计算25时0.10molL-1H2S水溶液的pH。,例9计算25时0.10molL-1Na2CO3溶液的pH。,4.3酸碱溶液中pH计算,4.3.4两性物质溶液,两性物质：一类既可以给出质子又能接收质子的物质,一般情况下，两性物质可采用最简式计算最简式计算公式中，c(H+)与溶液的浓度无关,例10计算25时0.20molL-1NaHCO3溶液的pH。,4.4酸碱平衡的移动,4.4.1同离子效应,回顾化学平衡移动：浓度、压力、温度改变平衡,-在弱电解质溶液中加入与弱电解质含有相同离子的强电解质，使弱电解质的解离度降低的现象称为同离子效应。,平衡逆向移动,例11向0.10molL-1的HAc溶液中，加入固体NaAc，使其浓度为0.10molL-1，求此混合溶液pH和解离度。（忽略溶液体积变化）,4.4酸碱平衡的移动,4.4.2盐效应,-如果在弱电解质溶液中加入的强电解质不具有与弱电解质含有相同离子，同样会破坏原有的平衡，但平衡向右移动，使弱酸、弱碱的解离度增大的现象称为盐效应。,注意：产生同离子效应的同时，必然伴随盐效应的发生，但同离子效应要大得多，二者共存时，常忽略盐效应，只考虑同离子效应。,50mLH2O,pH=7.0,50mL0.1mol/LHAc和NaAcpH=4.76,0.05mL1.0molL-1HCl,0.05mL1.0molL-1HCl,pH7.03.0,pH4.764.75,4.5缓冲溶液,4.5缓冲溶液,4.5缓冲溶液,4.5.1缓冲作用原理,当加入少量强酸时，c(H+)平衡左移，Ac是抗酸部分当加入少量强碱时，c(H+)平衡右移，HAc是抗碱部分,50mL0.1mol/LHAc和NaAc的混合溶液为什么具有缓冲能力呢？,由于，,所以，,c(HA)ca,c(A)cb,整理得,共轭酸浓度,共轭碱浓度,4.5缓冲溶液,4.5.2缓冲溶液pH的计算,例12某缓冲溶液由0.10molL-1的HAc和0.10molL-1的NaAc组成。试计算：（1）该缓冲溶液的pH；（2）在上述100mL缓冲溶液中加入0.001mol盐酸，求加入盐酸后pH（忽略体积变化）。,解：（1）,4.5缓冲溶液,4.5.3缓冲容量和缓冲范围,0.011.00M,缓冲容量取决于缓冲组分的总浓度和浓度比,缓冲容量：使缓冲溶液pH改变一个单位所需加入强碱（或强酸）的物质的量。,缓冲范围,4.5缓冲溶液,4.5.4缓冲溶液的配制,pH=5.0的缓冲溶液,pH=7.0的缓冲溶液,pH=9.0的缓冲溶液,HAc-NaAc,NaH2PO4-Na2HPO4,例13配制1.0LpH=9.80，c(NH3)=