溶液中的电子酸碱平衡ppt课件

1、第第10章章 溶液中的电子酸碱平衡溶液中的电子酸碱平衡10.1电子酸碱实际10.2沉淀溶解平衡10.3配位平衡10.1 电子酸碱实际1电子酸碱反响的本质2电子酸碱的定义Lewis酸：能接受电子对酸：能接受电子对 的分子、离子或原子团。的分子、离子或原子团。 如如 Fe, Fe3+, Ag+, BF3 Lewis碱：能给出电子对的分子、离子或原子团。碱：能给出电子对的分子、离子或原子团。 如如:X-, :NH3, :CO, H2O:酸即是电子对接受体 电子酸碱的定义：电子酸碱的定义：碱即是电子对给予体 电子酸碱反响的本质：电子酸碱反响的本质： H配位键Example酸酸 碱碱酸碱配合物酸碱配合物

2、H+ OH H OHHCl NH3H NH3Ag+ Cl Ag ClPb2+ S2 Pb SBF3 F F BF3Cu2+ NH3Cu( NH3)4酸碱电子实际优、缺陷酸碱电子实际优、缺陷10.2 沉淀溶解平衡1影响沉淀溶解平衡的要素23沉淀溶解平衡的建立分步沉淀4沉淀的转化 溶解度溶解度 在一定温度下，到达溶解平衡时，一定量的溶剂中含有溶质的质量，叫做溶解度，通常以符号 s 表示。 对水溶液来说，通常以饱和溶液中每100g 水所含溶质质量来表示，即以：g /100g水表示。沉淀溶解平衡的建立沉淀溶解平衡的建立25 C , 100克水中可溶解克水中可溶解 gZnCl2 432 ； PbCl2

3、0.99；HgS 1.47x10-25 易溶物：易溶物： 1 克克 微溶物：微溶物： 0.011 克克 难溶物：难溶物： 0.01 克克留意：绝对不溶的物质是不存在的留意：绝对不溶的物质是不存在的在一定温度下，将难溶电解质晶体放入水中时，就发生溶解和沉淀两个过程。溶解与沉淀过程溶解与沉淀过程 溶度积溶度积Ksp 在一定条件下，当溶解和沉淀速率相等时，便建立了一种动态的多相离子平衡： 溶解)(aqSO(aq)Ba (s)BaSO2424沉淀 这一平衡我们称为沉淀溶解平衡，此时的溶液称饱和溶液。根据平衡时服从化学平衡定律： )/(SO)/(Ba)BaSO( 2424=ccccKsp ：难溶电解质的

4、沉淀溶解平衡常数，称为溶度积常数，简称溶度积，简写为Ksp。Ksp)(SO)(Ba)BaSO(2424=cc可简写为：Ksp 溶度积常数的意义：一定温度下，难溶电解质饱和溶液中离子浓度严厉说应为活度的系数次方之积为一常数。它反映了难溶电解质的溶解才干。 Ksp是难溶盐的重要热力学性质。对于一个普通的难溶电解质AnBm： mnnmspKAB=( )()()mnnmA BsnAaqmBaq Ksp与溶解度与溶解度溶度积和溶解度的相互换算：溶度积和溶解度的相互换算：在有关溶度积的计算中，离子浓度必需是物在有关溶度积的计算中，离子浓度必需是物质的量浓度，其单位为质的量浓度，其单位为molL-1，而溶解

5、度的单位，而溶解度的单位往往是往往是g /100g水。因此，计算时有时要先将难溶水。因此，计算时有时要先将难溶电解质的溶解度电解质的溶解度 s 的单位换算为的单位换算为molL-1。溶解。溶解度可用度可用“饱和溶液的浓度表示。饱和溶液的浓度表示。 nmspKnSmS=spABSK= ，型2234spKA BABS = ，型( )()()mnnmA BsnAaqmBaq-1mol LnSmS例题：例题：25oC，AgCl的溶解度为的溶解度为1.9210-3 gL-1，求，求同温度下同温度下AgCl的溶度积。的溶度积。)aq(Cl(aq)Ag AgCl(s) 1021080. 1)Cl()Ag()

6、AgCl(=SccKsp解：知解：知M(AgCl)=143.3 s=1.9210-3/143.3=1.3410-3mol L-1平衡浓度/(molL-1) s s42331.7)CrO M(Ag=1215Lg102 . 2Lg 331.7105 . 6=s)aq(CrO(aq)2Ag (s)CrOAg4422解：解：24242)CrO()Ag()CrOAg(=ccKsp例题：例题：25oC，知，知 (Ag2CrO4)=1.110-12，求同，求同温下温下s(Ag2CrO4)/gL-1。Ksp平衡浓度/(molL-1) 2x x5312105 . 6 ,4101 . 1=xxmolL-1)CrO

7、Ag()AgCl(42ssKspKsp分子式溶度积Ksp溶解度/(molL-1)AgCl1.810-101.310-5AgBr5.010-137.110-7AgI8.310-179.110-10Ag2CrO41.110-126.510-5( )()()mnnmA BsnAaqmBaq 溶度积规那么溶度积规那么mnnm (A) (B)Qcc=离子积常数在难溶电解质的溶液中，假设Qi ，就会有沉淀生成。这是沉淀生成的必要条件。Ksp例题：等体积的例题：等体积的0.2M的的Pb(NO3)2和和KI水溶液混合能否会产水溶液混合能否会产生生PbI2沉淀？知沉淀？知Ksp(PbI2)=1.410-8 解：

8、解：PbI2 (s) = Pb2+ (aq) + 2I-(aq) c(Pb2+)=c(I-)=0.1mol L-1 Qi=c(Pb2+) c2(I-) =0.1 (0.1)2 =1 10-3 Ksp 会产生沉淀会产生沉淀23142 10AgCrOmol L= 224422432392(2 10)2 10)8 10Ag CrOAgCrOQAgCrO= ( 影响沉淀溶解平衡的要素：影响沉淀溶解平衡的要素：2244( ) 2()()Ag CrO sAgaqCrOaq6-15.2 10 xSmol L= 0.0100.010 xx很小 12sp2101 . 1)010. 0()2(=Kxx5-16.5

9、 10Smol L= 1224()1.1 10spKAg CrO=1() mol L1() mol LExample2-2+33BaCO (s)COaqBaaqH2-322CO2HH OCO平衡挪动的方向平衡挪动的方向-M(OH) ( )OH (aq)M(aq)nnsnHH2OmLMLm酸效应酸效应 (acid effect) 难溶强电解质的阴阳离子能够与难溶强电解质的阴阳离子能够与H+或或OH-发生反响，导致发生反响，导致Q发生变化，因此影响难溶电解发生变化，因此影响难溶电解质的溶解度。质的溶解度。在0.20L的 0.50molL-1 MgCl2溶液中参与等体积的 0.10molL-1的氨水

10、溶液，问有无Mg(OH)2沉淀生成？为了不使 Mg(OH)2沉淀析出，至少应参与多少克NH4Cl(s)？ (设参与NH4Cl(s)后体积不变)例题例题解：解：2+-10-103Mg0.25mol LNH0.050mol Lcc=-324(1) NHH ONHOH3-4-1b,NH(OH )0.0509.5 10 mol LcK=2242o711sp(Mg)(OH )0.25(9.510)2.3101.810QccK=所以有Mg(OH)2沉淀生成。2假设无Mg(OH)2沉淀生成，那么2sp,Mg(OH)QK2+2-110(Mg )(OH )1.8 10cc即：12-6-15.2 10(OH )4

11、.5 10 mol L0.25c=10-6 654.74 101.8 100.050 oc=4()(0.19 0.40 53.5)4.1m NH Clgg=140.19 NHmol L=324-()( )()()NH aqH O lNHaqOHaq) l (O2H)aq(2NH)aq(Mg )aq(2NH(s)Mg(OH)23242+222232243125 2() )()1.56 100.018(1.8 10 )spbKMg OHMgNHOHKNHOHKNH=214240.25 (0.050)0.018 0.19 ()0.19()(0.19 0.40 53.5)4.1yc NHmol Lym

12、 NH Clgg=此题也可以用双平衡求解： 温度：溶解多为吸热过程，温度：溶解多为吸热过程，T， s。 溶剂：类似者相溶，参与有机溶剂，溶剂：类似者相溶，参与有机溶剂，s 沉淀颗粒大小：沉淀颗粒大小： 同种沉淀，颗粒越小，溶解度越大。同种沉淀，颗粒越小，溶解度越大。 (“陈化有利于沉淀的过滤和洗涤陈化有利于沉淀的过滤和洗涤) 胶体溶液的构成：胶体微粒直径很小，可经过参与电解质和胶体溶液的构成：胶体微粒直径很小，可经过参与电解质和 加热使胶体微粒全部凝聚加热使胶体微粒全部凝聚 。 沉淀晶型：亚稳态晶型，溶解度较大；放置一段时间，稳定沉淀晶型：亚稳态晶型，溶解度较大；放置一段时间，稳定 晶型，溶解

13、度降低。晶型，溶解度降低。分步沉淀分步沉淀(fractional precipitate)3131.0 10 mol LAgNO 31311.0 101.0 10 mol LImol LCl1017()1.8 10()8.3 10spspKAgClKAgI=( )AgIs ( )AgCl s 实验：实验：317101103 . 8=() spIKAgIAgI=1418.3 10Agmol L=310101108 .1=() spClKAgClAgCl=711.8 10Agmol L=IClAgAg)aq(Cl(aq) Ag AgCl(s) -+()spKAgClAgCl=)aq( I(aq)A

14、g AgI(s) -+()spKAgIAgI=1051()4.6 101.0 10()spspKAgIIClmol LKAgCl=-()()spspKAgClKAgIClIClIClIAgAg61()2.2 10 ()spspKAgClClIImol LKAgI=612.2 10 ClImol L： 即分步沉淀的次序：分步沉淀的次序：与与Ksp及沉淀类型有关及沉淀类型有关沉淀类型一样，被沉淀离子浓度一样，沉淀类型一样，被沉淀离子浓度一样， Ksp小者先小者先沉淀，沉淀， Ksp大者后沉淀大者后沉淀;沉淀类型不同沉淀类型不同,要经过计算确定。要经过计算确定。与被沉淀离子浓度有关与被沉淀离子浓度有

15、关例如：例如：也能够先析出时当AgCl,)I ()Cl(cc101224()1.8 10()1.1 10spspKAgClKAg CrO=；1091()1.8 101.8 100.10spClKAgClAgmol LCl= 2412245124()1.1 103.3 100.0010spCrOKAg CrOAgmol LCrO= 24106155()1.8 105.5 101.0 103.3 10spCrOKAgClClmol LAg= 24Ag CrO24 ClCrOAgAg391632() )2.8 10() )5.0 10spspKFe OHKNi OH=；1255393() )2.8

16、10336.5 101.0 1014lg2.812.811.0 10spKFe OHOHpHOHpH=16282() )5.0 107.1 100.1014log6.856.85spKNi OHOHNipHOHpH=在含有沉淀的溶液中，参与适当试剂，与某在含有沉淀的溶液中，参与适当试剂，与某一离子结合成更难溶的物质，这一过程称为沉淀一离子结合成更难溶的物质，这一过程称为沉淀的转化。的转化。 例如：例如：PbCrO4(s) 黄色黄色= Pb2+ (aq) + CrO42 (aq) 参与参与 (NH4)2S 溶液：溶液：Pb2+ (aq) + S2 (aq) = PbS(s)黑黑色色总反响：总反响

17、：PbCrO4(s) + S2 (aq) = PbS(s) + CrO42 (aq)142914sp4sp222242241096. 11004. 91077. 1)PbS(K)PbCrO(KPbPbCrOCrO=SSKK很大，反响很彻底。很大，反响很彻底。 沉淀的转化 77.1 10 x=-17-1023-1(Na CO )0.010mol L7.1 10 mol L0.010mol Lc=在1LNa2CO3溶液中使0.010mol的CaSO4全部转化为CaCO3,求Na2CO3的最初浓度为多少? 解：解： 224343CaSOCOSOCaCOKss 转化435sp,CaSO49sp,CaC

18、O7.1 101.4 104.9 10KKK=转化ceq/molL-1 x 0.010 40.0101.4 10Kx=转化例题10.3 配位平衡1稳定常数的运用2配合物的解离常数和稳定常数 配合物的解离常数和稳定常数 Kd与与KfCu(NH3)42+ Cu2+ + 4NH3Cu2+ 4NH3 Cu(NH3)42+前者是配离子的解离反响，后者那么是配离子的生成反响。与之相应的规范平衡常数分别叫做配离子的解离常数 Kd和生成常数 Kf。配合物的生成反响是配合物解离反响的逆反响。23 4243Cu(NH )CuNH K=f24323 4CuNH Cu(NH )K=d1KK=fdlgpKK=fd逐级稳

19、定常数逐级稳定常数 在溶液中配离子的生成是分步进展的，每一步都有一个对应的稳定常数，我们称它为逐级稳定常数或分步稳定常数。例如：Cu2+NH3 Cu(NH3)2+ Kf1Cu(NH3)2+NH3 Cu(NH3)22+ Kf2Cu(NH3)22+NH3 Cu(NH3)32+ Kf3Cu(NH3)32+NH3 Cu(NH3)42+ Kf4总反响式：Cu2+4NH3 Cu(NH3)42+Kf= Kf1 Kf 2 Kf3 Kf4 稳定常数的运用稳定常数的运用比较同类型配离子的稳定常数比较同类型配离子的稳定常数例如：例如：Ag(CN)2 Kf为为1.01021，Ag(S2O3)23 Kf为为2.9101

20、3，Ag(NH3)2+ Kf为为1.7107，稳定性顺序为：稳定性顺序为：Ag(CN)2 Ag(S2O3)23 Ag(NH3)2+ 计算配离子溶液中有关离子的浓度计算配离子溶液中有关离子的浓度例题：将例题：将6mol/LNH3H2O与与0.2mol/LCuSO4等等体积混合，求混合溶液中的体积混合，求混合溶液中的Cu2+、SO42-、NH3各为多少？知各为多少？知Cu(NH3)42+的的Kf=3.491012解：混合后，Cu2+=0.1mol/L，NH3=3mol/L 因Kf=3.491012很大，且体系中NH3大大过 量，可以为Cu2+几乎完全配位构成Cu(NH3)42+， 设平衡时Cu2+

21、=x mol/L，那么有：2123 424312416216243Cu(NH )3.49 10CuNH 0.13.49 10(2.6)6.27 10Cu6.27 10mol/LSO0.1mol/LNH 2.6mol/LKxx=f即： Cu2+ + 4NH3 Cu(NH3)42+起始浓度 0.1 3 0反响后 0 340.1=2.6 0.1平衡时 x 2.64x2.6 0.1x0.1判别配位反响进展的方向判别配位反响进展的方向例题：有如下反响：例题：有如下反响： Ag(NH3)2+ + 2CN- Ag(CN)2- + 2NH3 判别反响进展的方向。判别反响进展的方向。23 222323 22Ag

22、(CN)2323 2Ag(NH )21147Ag(CN) NH KAg(NH ) CN Ag Ag(CN) NH Ag KAg(NH ) CN Ag 1.3 101.2 10 01.1 10KK=f，f，解：将上式右端分子和分母同乘以，得：反应向右进行。讨论难溶盐生成或溶解的能够性讨论难溶盐生成或溶解的能够性例题：求在例题：求在1.5L1.0mol/LNa2S2O3溶液中能溶解多少克溶液中能溶解多少克AgBr？ 知：知：Mr(AgBr)=188，K稳，稳，Ag(S2O3)23-=2.81013， Ksp(AgBr)=5.0101314KKKAgOSBr)OAg(SKsp稳22323232=，得：同乘以将上式右端分子和分母解：设溶解的解：设溶解的AgBr为为x mol/L， AgBr + 2S2O32 Ag(S2O3)23 + Br平衡浓度平衡浓度 1.02x x xx0.44mol