普通化学课件(地质工程)-3.2 酸碱平衡

第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡ARRHENIUS理论阿仑尼乌斯（1887）BRNSTEDLOWRY理论布朗斯特（1923）LEWIS理论路易斯（1923）酸HCL、HAC、H2SO4碱NAOH、NH4OH盐NA2CO3酸HCL、HAC、H2O、HSO4、NH4碱OH、CO32、NH3、H2O酸BF3碱NH3321酸碱质子理论1酸碱质子理论的发展概况凡是在水溶液中能电离生成H物质叫酸，。酸碱中和实质是氢离子与氢氧根结合生成水，阿仑尼乌斯电离学说。凡是能给出质子的物质叫酸，能接受质子的物质叫碱。大拓宽酸碱范围更突破了水溶液的局限性。质子理论凡是能接受电子的物质叫酸，能给出电子的物质叫碱。摆脱体系必须具有某一离子或元素的限制，不受溶剂限制。电子理论第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡2酸碱质子理论为了说明物质的一些反映性质，1923年两位科学家（丹麦的BRONSTED和英国的LOWRY各自独立提出了“酸碱质子理论”。其内容是凡是能给出质子的物质都是酸；酸是质子的给予体。凡是能接受质子的物质都是碱；碱是质子的接受体。根据酸碱质子理论，酸和碱之间有如下的“共轭关系”HAHA酸碱共轭酸碱对共轭酸碱对左边的HA称为碱A的“共轭酸”；右边的A称为酸HA的“共轭碱”。酸给出质子后剩余的部分就是碱；碱接受质子后酸给出质子后剩余的部分就是碱；碱接受质子后就变成了酸。就变成了酸。第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡举例说明HCLHCLHSO4HSO42NH4HNH3ALH2O63HALH2O5OH2NH3HNH2从上面的例子可以看出酸和碱都可以是分子、正离子、负酸和碱都可以是分子、正离子、负离子。离子。有些物质，既可以接受质子，也可以给出质子，这类物质叫两性物质两性物质。例如类似的还有HSO4、NH3等，都可作为两性物质。第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡3质子酸、质子碱强弱酸和碱的强度，就是它们给出或接受质子的倾向的衡量尺度。凡是容易给出质子的是强酸强酸，它的共轭碱就是弱碱。凡是容易接受质子的碱就是强碱强碱，它的共轭酸就是弱酸。例如HCL是强酸，CL就是弱碱；HAC是弱酸，AC就是强碱；OH是强碱，H2O就是弱酸。第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡电离水解HACH2OH3OAC酸1碱2酸2碱1H2OACHACOH酸1碱2酸2碱1中和H3OOHH2OH2O酸1碱2酸2碱1解离H2OH2OH3OOH酸1碱2酸2碱1反应实质质子的传递反应实质质子的传递。电离、水解、中和及解离过程都是酸碱反应电离、水解、中和及解离过程都是酸碱反应4酸碱反应实质第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡5盐的水解平衡强酸强碱盐弱酸强碱盐强酸弱碱盐弱酸弱碱盐中性碱性酸性中性盐的酸碱性主要取决于该盐如易结合质子，则显碱性，如易给出质子显酸性。第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡HACH2OH3OAC简写HACHACH2OACHACOHCH3O/CCAC/CKACHAC/CCHCACKACHACCHAC/CCOH/CKBCAC/CCHACCOHKBCACKAKBCHCOHKW弱酸的酸性越强、则其共轭碱的碱性越弱弱酸的酸性越强、则其共轭碱的碱性越弱6酸碱的电离或水解平衡常数酸碱的电离或水解平衡常数（简写式中C的单位一定是MOLDM3）弱酸电离平衡常数与其共轭弱碱水解平衡常数乘积为水的离子积弱酸电离平衡常数KA0弱碱水解平衡常数KB0第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡注意要点KA、KB表示了弱酸电离平衡常数、弱碱的水解常数，均为该物质的电离方面的本质特性。只与温度有关，与浓度无关。常见弱酸电离平衡常数、弱碱的水解平衡常数，有表可查。对于共轭酸碱来说，则已知一个可求另一个；水的浓度不包括在平衡常数表达式内。KW称为水的离子积常数。实质上它是水的电离平衡常数水的电离平衡常数。它只与温度有关。虽然是通过纯水的实验计算得来的，但对于水溶液，不论是酸性的，还是碱性的，溶液的不论是酸性的，还是碱性的，溶液的H值或值或OH值可以变化，但它们的乘积总是等于常数值可以变化，但它们的乘积总是等于常数KW。第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡例1计算下列酸（碱）共轭碱酸的酸碱平衡常数（1）NH3KB17105（2）H2CO3KA143107KA2561011KB1CO32KB2CO32KANH4第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡人们为了使用的方便，常采用PH值来表示水溶液的酸碱性。即定义PHLGHPOHLGOHPKWLGKW根据水的电离平衡关系，他们之间有如下的联系HOHKW1001014PHPOHPKW14对于纯水，或中性的水溶液PHPOH70对于酸性溶液H107,OH107,H706水溶液酸碱性的强弱表示水溶液酸碱性的强弱表示第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡1电离度与平衡常数的关系电离度即电离的百分数。它与电离平衡常数之间的关系，分析如下设有弱电解质（弱酸）的电离平衡HAHA未电离时的浓度C00电离达到平衡时的浓度1CCC322酸碱溶液中酸碱溶液中PH的计算的计算此式说明电解质溶液的电离度与浓度的平方根成反比电解质溶液的电离度与浓度的平方根成反比，即浓度越稀，电离度越大，以离子形式存在于溶液中的比例越多稀释定律稀释定律。当很小KA2总的CH可近似用一级解离的CH代替H2SAQHAQS2AQHSAQ第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡注意多元酸电离平衡常数与相应的共轭碱的水解平衡常数关系例题34第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡4溶液PH及各种离子浓度的计算例计算CH2S010MOLL1的H2S水溶液的CH3O、CHS、CS2。CHCHS103104MOLL1解KA1107107KA21231013第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡HSS2H第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡（能给出质子，也能接受质子的物质）常见的两性物质有酸式盐（HCO3，弱酸弱碱盐NH4AC两性物质水溶液的酸碱性由什么决定5两性物质水溶液的酸碱性第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡如分析H2PO4水溶液的酸碱性电离质子H2PO4H2OH3OHPO42KA2631108结合质子H2PO4H2OOHH3PO4KB31411013KA2KB3酸性两性物质水溶液的酸碱性定性分析溶液的酸碱性第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡KAKB酸性酸性KACHACCHKACACCHAC如PH8溶液时，CH108KA，则以AC为主。6介质的酸碱度对弱酸（碱）存在型体的影响第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡如已知NH3的PKB475，当溶液的PH43时，溶液中NH3主要的以那种型体存在一元弱碱第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡2多元弱酸、碱存在型体例已知H3PO4KA175103KA262108KA3221013分析当溶液PH分别为2、5、7、12时主要存形式解PH2CH102KA1H3PO4H2PO4PH5KA2CH105KA1H2PO4PH7CH107KA2H2PO4HPO42PH12CH1012KA3HPO42PO43第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡练习药物是在胃中（PH122）通过胃肠道被吸收还是通过肠（PH8）被吸收取决于药物的结构。弱酸或弱碱溶解在胃壁或肠壁的油脂中再扩散进入血液。试分析以下药物是在胃、肠、还是两者被吸收。阿司匹林、盐酸麻黄素。已知；KA阿司匹林30103，KA盐酸麻黄素601010。第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡酸性吸收，胃吸收碱性吸收，肠吸收酸性愈高，愈有利水解麻黄酸生成酸性愈低，愈有利阿电离第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡7、同离子效应和缓冲溶液、同离子效应和缓冲溶液（1）什么是“同离子效应”在弱电解质溶液中，加入与弱电解质具有相同离子的强电与弱电解质具有相同离子的强电解质解质，而影响弱电解质的电离平衡，使其电离度降低，这种现象叫“同离子效应同离子效应”。第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡同离子效应结果结果弱电解质电离度降低；难溶电解质的溶解度大大降低；应用应用加入过量的沉淀剂使沉淀完全。如前面的例题，在MG2的溶液中加入过量的OH则MG2沉淀非常完全。由于X射线不能穿过BASO4，医药上将BASO4用于X射线检查的辅助剂。因BA2对人体具有很大的毒性，故医生给病人服用的辅助剂是BASO4与NA2SO4的化合物。请用沉淀溶解平衡的原理分析在辅助剂中加入NA2SO4的原因。神医胡万林治病用芒硝芒硝制百病（中药成份）第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡含有共轭含有共轭酸酸碱碱对的混合溶液对的混合溶液对外加少量强酸、强碱或稍加稀释有抵抗作用，而不引起PH值发生明显变化。这种作用叫缓冲作用缓冲作用，具有缓冲作用的溶液叫缓冲溶液缓冲溶液。A缓冲溶液的PH（2）缓冲溶液例题35第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡B缓冲溶液的选择和配制适当提高共轭酸碱对的浓度011MOLDM3保持共轭酸碱对的浓度接近，即CA/CB11缓冲范围PHPKA1常用缓冲体系中弱酸的PKA与缓冲范围322酸碱溶液中PH的计算例题36第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡练习1已知H3PO4的KA175103,KA262108,KA3221013。欲用磷酸盐配制缓冲液，若选用NAH2PO4作为酸，可配制成PH为_至_范围的缓冲液；若选用NAH2PO4作为碱，可配制PH为_至_范围内的缓冲液。如配制PH7左右，应用_与_；如配制PH12左右，应该选用_与_；第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡练习练习2有下列缓冲对有下列缓冲对HCOOHHCOONA、HACNAAC、NH3NH4CL，若，若配制配制PH50的缓冲溶液，应选哪一个缓冲对计算所选的缓冲溶液，应选哪一个缓冲对计算所选缓冲对共轭酸与共轭碱浓度的比值。如用缓冲对共轭酸与共轭碱浓度的比值。如用02MOLL1酸与酸与NAOH配置该缓冲溶液配置该缓冲溶液1L，应称取固体应称取固体NAOH多少克。多少克。PKAHCOOH375PKAHAC476PKBNH3476PKANH314476924解HAC的KA与所配制缓冲溶液的PH值最接近，所以应选用HACNAAC缓冲对。第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡CACB02MOLL1CB012MOLL1CA008MOLL1MNAOHMNAOHCBV40GMOL1012MOLL11L48G第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡练习3血液中（H2CO3NAHCO3）缓冲对的功能之一是从细胞组织中迅速地除去运动以后产生的乳酸（HLAC），已知KAHLAC84104,KA1H2CO343107,KA2H2CO3561011,1计算HLACHCO3H2CO3LAC的平衡常数。2正常血液的PH74，分析血液中H2CO3主要的存在形态。（3）若血液中碳酸的总浓度为28102MOLL1，计算血液中CH2CO3和CHCO3第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡解（2）PHPKA1主要存在形式为HCO3H2CO3CH2CO324103MOLL1CHCO326102MOLL1第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡重点酸碱的定义KA、KB（定义式、意义及相互关系）各种类型溶液酸度的计算（酸、碱、两性物质、共轭酸碱对共存）缓冲溶液（组成、有效的缓冲范围PH、选择、配制）第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡水溶液中常见的BRNSTED弱酸和弱碱第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡共轭酸碱对及其相对强弱第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡HAHA起始MOLDM3CA0CB平衡MOLDM3CACHCHCBCH由于弱酸HA的解离程度较弱，且体系中有较大量的A存在，抑制HA的离解使CACHCA、CBCHCB缓冲溶液的PH第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡常用缓冲体系中弱酸的PKA与缓冲范围第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡计算010MOLDM3HAC溶液的PH值解PH289例题32已知KAHAC176105，C（HA）/KA010/17610557103400已知KAHAC176105，第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡计算010MOLDM3NAAC溶液的PH值解POHLGCOH51PH14POH145189ACH2OHACOHHACHACAC的KB101014/1761055681010C（AC）/KB010/573101017108400例题33KAKBCHCOHKW101014已知KAHAC176105，第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡计算010MOLDM3NA2CO3溶液的PH值解POHLG42103）24PH14POH1424116CO32H2OHCO3OH例题34第3章溶液与离子平衡32酸碱平衡计算将100ML02000MOLDM3HAC和55ML02000MOLDM3NAOH溶液混合后溶液的PH值PKA475解CB020055