基础化学第三章(电解质溶液)

.,体液（血浆、胃液、泪水、尿液）含有许多电解质离子，如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、HCO3-、CO32-、HPO42-、H2PO4-、SO42-等，它们维持体液渗透浓度、pH值。体液中的电解质溶液是其他生理功能的必需成分，并对神经、肌肉等组织的生理、生化功能起着重要的作用,第三章电解质溶液（Electrolyticsolution）,.,细胞内、外液主要电解质离子含量,.,体液的电解质成分,Cl,Na,Na,Cl,K,HPO4,血浆,细胞间液,细胞内液,K,CaMg,K,CaMg,HCO3HPO4,HCO3HPO4,HCO3,SO4,SO4,SO4,Pr,Pr,有机酸,有机酸,Na,Ca,Mg,在细胞外液中，血浆、组织间液中的电解质种类一致；含量极为接近，蛋白质含量有明显差别。,细胞内液：阳离子：K+最主要；阴离子：有机磷酸和蛋白质负离子为主。,细胞外液：阳离子：Na+为主阴离子：Cl-和HCO3-为主,.,各种体液的电解质离子含量（mmol/L）,.,钠的生理作用：Na+是细胞外液（ECF）中含量最多的阳离子。主要作用是维持ECF的渗透浓度、容积，在神经肌肉和心肌的应激性中起重要作用。钠的代谢：来源：食物在空肠被吸收，摄入多余的NaCl主要通过肾脏从尿液排出。钠代谢主要通过肾脏调节。消化液中含钠量较高，腹泻、呕吐或胃肠引流时可从胃肠道丢失大量的钠。出汗失钠。,Na+,.,钾的生理作用：(1)细胞代谢：钾为糖代谢过程中某些酶的激动剂；(2)神经肌肉兴奋性和传导性；(3)是细胞内液的主要渗透物质，并参与酸碱平衡。钾的代谢：来源：食物，婴儿每天需2.0-3.0mmol/kg，成人只需1.0-1.5mmol/kg。饥饿者进食后，由于细胞代谢的需要，钾的需求增多。其中90%以上由尿排出，其余大部分由粪便排出。,K+,.,解离度：达到平衡时，已解离的分子数与原有分子总数之比。符号：,=,已解离的分子数原有分子总数,100%,与本性、温度、浓度有关。,第一节强电解质溶液,一、强电解质在溶液中的解离,.,电解质,非电解质：100%不解离,弱电解质：部分解离0.1molL-1HAc：1.32%,强电解质：全部解离(理论）0.1molL-1NaCl：100%,0.1molL-1NaCl：（理论）100%解离,实验测得：87%解离,.,1.强电解质在水溶液中是完全离解的。2.正负离子有相互作用(离子氛，离子缔合），离子不能全部自由移动（看上去似乎不是完全电离的）。,二、Debye-Huckel的离子相互作用理论,.,离子氛作用：离子自由运动能力下降，离子的有效浓度减低。,判断：由于离子氛的影响，0.1molL-1NaCl解离了87%,（-）,.,三、离子的活度和离子强度,1.离子活度离子的有效浓度（a）,a=c,-活度因子a-离子活度(有效浓度)c-离子真实浓度(理论浓度),活度因子反映了溶液中离子之间作用力的大小；活度因子越小，作用力越大；,离子浓度越大，越小离子的电荷越大，越小,.,2.离子强度I反映离子间作用力的强弱，I越大，作用力也越大，活度因子越小。,（2）一般来说，ac，1，但在下列情况认为=1，a=c。强电解质稀溶液弱电解质溶液和中性分子,注（1）对于溶液中的水以及纯液态、固态的物质（如AgCl等），认为a=1。,.,第二节酸碱理论,ArrheniusSA的“电离论”：酸：在水溶液中离解出的正离子全部为H+碱：在水溶液中离解出的负离子全部是OH-,1.NH3的碱性2.非水溶液中的酸碱反应,不能解释,反应实质：H+OH-H2O,.,BrnstedJN和LowryTM的“质子论”：酸：凡能给出H+碱：凡能接受H+LewisGN的“电子论”：酸：凡能接受电子对碱：凡能给出电子对,.,一、酸碱质子理论,酸：能给出质子的物质碱：能接受质子的物质,HAc,NH4+,OH-,NH3,Ac-,两性物质：既能给出质子又能接受质子的物质,中性物质：既不能给出质子又不能接受质子的物质,H2PO4-、HPO4-、HCO3-,Na+、K+,.,没有盐的概念,NH4ClNH4+：离子酸Cl-：中性,（酸）,NaAcAc-：离子碱Na+：中性,（碱）,NH4AcNH4+：离子酸Ac-：离子碱,（两性物质）,NaClNa+、Cl-：中性物质,（中性物质）,.,共轭关系：,1.有酸必有碱，有碱必有酸,2.共轭酸碱对只能相差一个质子,H2CO3的共轭碱是HCO3-，不是CO32-,酸质子+碱,HBH+B-,3.酸强碱必弱，碱强酸必弱；酸的强度用Ka表示，碱的强度用Kb表示，且KaKb=Kw=10-14,例如：HClHAcCl-1.010-7molL-1OH-,碱性溶液：H+Ka2Ka3,H3PO4H2PO4-+H+H2PO4-HPO42-+H+HPO42-PO43-+H+,Ka1Ka2,102,.,第二步、第三步解离可忽略，只要计算由第一步解离产生的氢离子。,0.1molL-1H3PO4,H+=Ka1c,=7.5210-30.10=0.027molL-1,pH=1.57,P38，例3-6,.,多元弱碱,0.1molL-1PO43-,Kb1Kb2,102,OH-=Kb1c,P38，例3-7,.,三、两性物质溶液,H+=Ka1Ka2,pH=(pKa1+pKa2),12,0.1molL-1NaHCO3,H+=4.310-75.610-11,=4.910-9molL-1pH=8.3,H2CO3-HCO3-，HCO3-CO32-,.,NH4+-NH3，HAc-Ac-Ka(NH4+)，Ka(Ac-),0.1molL-1NH4Ac,H+=Ka(NH4+)Ka(Ac-),12,pH=（pKa(NH4+)+pKa(Ac-)）,P39，例3-8,.,0.1molL-1甘氨酸（NH3+CH2COO-）、（NH2CH2COOH）NH3+CH2COO-NH2CH2COO-+H+Ka=1.5610-10NH3+CH2COO-+H2ONH3+CH2COOH+OH-Kb=2.2410-12,Ka=1.010-14/(2.2410-12)=4.4610-3,H+=KaKa,.,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(solubilityproductconstant)(一)溶度积,溶度积常数，简称溶度积,.,溶度积:在一定温度下,难溶电解质饱和溶液中各离子浓度幂之乘积,注意:1溶度积与温度大小有关。2饱和溶液中离子浓度幂之乘积；只有在饱和溶液,才达平衡,离子浓度幂的乘积才为常数。不饱和溶液中,离子浓度幂之乘积有无数个,不能称为溶度积。,.,表示溶解程度的两个物理量-溶解度和溶度积的关系（S为溶解度，单位mol/L）,如1-1型AgClBaSO4,.,表示溶解程度的两个物理量-溶解度和溶度积的关系（S为溶解度，单位mol/L）,1-2型或2-1型Mg(OH)2Ag2CO3,1-3型Ag3PO4,.,对同一类型电解质，Ksp小，溶解度小例AgClKsp=1.7710-10AgBrKsp=5.3510-13AgIKsp=8.5110-17BaSO4Ksp=1.0710-10SAgISAgBrSBaSO4Ksp(CaC2O4)为什么血液中没有形成结石？由于血液中含有蛋白质等结晶抑制剂，草酸钙难以形成沉淀。,.,医学上常用加快排尿速率(即降低滤液停留时间)，加大尿量(减少离子浓度)防治尿结石。生活中多饮水，也是防治尿结石的一种方法。预防：1、平时应多饮水2、不要大吃大喝3、避免吃含草酸较多的食物，如菠菜、甜菜、香菇、土豆、粟子、浓红茶、咖啡、可可、巧克力、柿子和杨梅等；4、结石病人少饮矿泉水,.,黑木耳的作用：黑木耳中含有发酵素和植物碱，能促进消化道与泌尿系统多种腺体分泌并协助这些分泌物质催化结石，润滑管道，使结石排出。黑木耳还含有多种矿物质，也能对各种结石产生强烈的化学反应，剥脱、分化、浸蚀结石，使结石不断缩小，然后排出。体内有微小结石的患者，每天吃上1-2次黑木耳，疼痛、恶心、呕吐等症状可在2-4天内缓解。长期坚持吃，会使结石渐渐变小。经常食用还能消除血液中的有害物质和体内毒素。,.,1.electrolyticsolution（电解质溶液）2.activity（活度）3.protontheoryofa