普通化学第五章 酸碱平衡ppt课件

1、2021-10-131第一节第一节 酸碱质子实际酸碱质子实际第二节第二节 水溶液的酸碱平衡水溶液的酸碱平衡第三节第三节 酸碱平衡的挪动酸碱平衡的挪动第四节第四节 缓冲溶液缓冲溶液第五章第五章 酸碱平衡酸碱平衡* *第五节第五节 酸碱电子实际酸碱电子实际2021-10-132掌握质子酸碱、酸碱共轭关系、酸碱离解常数等概念。掌握质子酸碱、酸碱共轭关系、酸碱离解常数等概念。熟练运用近似方法计算酸碱水溶液的酸度及有关离子熟练运用近似方法计算酸碱水溶液的酸度及有关离子浓度。浓度。掌握同离子效应、介质对酸碱平衡的影响，熟练掌握掌握同离子效应、介质对酸碱平衡的影响，熟练掌握和了解缓冲溶液的计算和原理；掌握简

2、单缓冲溶液的和了解缓冲溶液的计算和原理；掌握简单缓冲溶液的配制方法。配制方法。本章根本要求本章根本要求本章根本要求本章根本要求第五章第五章 酸碱平衡酸碱平衡2021-10-133根本要求根本要求1. 了解酸碱实际历史开展概略，掌握酸碱质子实了解酸碱实际历史开展概略，掌握酸碱质子实际际2. 掌握弱酸碱的离解平衡，离子酸碱的掌握弱酸碱的离解平衡，离子酸碱的离解平衡，离解平衡，pH及有关离子浓度的计算。及有关离子浓度的计算。3. 了解同离子效应、盐效应，掌握缓冲作用原理了解同离子效应、盐效应，掌握缓冲作用原理和有关计算及缓冲溶液的选择和配制。和有关计算及缓冲溶液的选择和配制。 教学重点、教学重点、*

3、难点难点酸碱质子实际酸碱质子实际 酸碱平衡及其计算酸碱平衡及其计算*酸碱平衡及其计算酸碱平衡及其计算 缓冲溶液缓冲溶液pH值及其配制值及其配制教学建议教学建议本章内容多，计算繁杂，讲解宜精勿繁，突出计本章内容多，计算繁杂，讲解宜精勿繁，突出计算实例，建议多讲解例题。边学边练，加大练习力算实例，建议多讲解例题。边学边练，加大练习力度，加强辅导。度，加强辅导。 本章学时本章学时 6 2021-10-134一、一、 酸碱实际开展史简述酸碱实际开展史简述实际称号实际称号 提出者提出者 论论 点点电离实际电离实际 S.A.ArrheniusW.ostwald凡是在水溶液中电离出的阳离子仅仅是凡是在水溶液

4、中电离出的阳离子仅仅是H+(aq)的物质称为酸；电离出的阴离子的物质称为酸；电离出的阴离子仅仅是仅仅是OH(aq)的物质称为碱的物质称为碱溶剂实际溶剂实际 E.C.Franklinet.凡能离解产生溶剂正离子的物质称为酸；凡能离解产生溶剂正离子的物质称为酸；能离解产生溶剂负离子的物质称为碱能离解产生溶剂负离子的物质称为碱质子实际质子实际 J.N.BronstedT.M.Lowry凡能给出质子凡能给出质子(H+)的物质称为酸；的物质称为酸；凡能接受凡能接受(H+)的物质称为碱的物质称为碱电子实际电子实际 G.N.Lewis凡是可以接受电子对的物质称为酸；凡凡是可以接受电子对的物质称为酸；凡是可以

5、给出电子对的物质称为碱是可以给出电子对的物质称为碱 第一节第一节 酸碱质子实际酸碱质子实际软硬酸碱软硬酸碱 R.G.Pearson 详见书中详见书中2021-10-135二、二、 酸碱质子实际酸碱质子实际一、酸碱的定义一、酸碱的定义 能给出质子的物质：能给出质子的物质： HCl、 HAc、 NH4+、 H2O等；叫质子等；叫质子酸。酸。 能接受质子的物质：能接受质子的物质：OH、 Ac、 NH3 、 HPO42、 H2O等；叫质子碱。等；叫质子碱。 有些物质如有些物质如 HPO42、HCO3、H2O等，既有给出质子的才等，既有给出质子的才干，又有接受质子的才干，因此它们在某些反响中能够是酸，而

6、在干，又有接受质子的才干，因此它们在某些反响中能够是酸，而在另外一些反响中能够是碱。这类物质称为两性物质。另外一些反响中能够是碱。这类物质称为两性物质。酸碱给出和接受质酸碱给出和接受质子反响可表示为：子反响可表示为：HAc H+ + AcNH4+ H+ + NH3HPO42 H+ + PO43酸碱半反响酸碱半反响 第一节第一节 酸碱质子实际酸碱质子实际2021-10-136酸碱反响的本质：酸碱反响的本质： 酸酸 H+ + 碱碱 质子酸与质子碱间的相互依存关系称为酸碱共轭关系。一对相质子酸与质子碱间的相互依存关系称为酸碱共轭关系。一对相应的酸和碱称为共轭酸碱对。酸碱半反响不能独立存在，有酸给出应

7、的酸和碱称为共轭酸碱对。酸碱半反响不能独立存在，有酸给出质子；一定就有碱接受质子。酸碱反响的本质是两个共轭酸碱对之质子；一定就有碱接受质子。酸碱反响的本质是两个共轭酸碱对之间进展的质子传送。例如间进展的质子传送。例如:1、 HCl (aq) H+ (aq) + Cl (aq) H2O (l) + H+ (aq) H3O+ (aq)反响为：反响为： HCl (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + Cl (aq)2、 H2O (l) H+ (aq) + OH (aq) NH3 (aq) + H+ (aq) NH4+ (aq)反响为：反响为： H2O (l) + NH3 (aq) NH

8、4+ (aq) + OH (aq) 第一节第一节 酸碱质子实际酸碱质子实际2021-10-137酸碱质子传送反响的通式：酸碱质子传送反响的通式：酸酸1 + 碱碱2 酸酸2 + 碱碱1 H+H+二、酸碱的强弱二、酸碱的强弱酸碱本身给出或接受质子的才干酸碱本身给出或接受质子的才干溶剂接受或给出质子的才干溶剂接受或给出质子的才干 酸碱强度酸碱强度由两方面决议由两方面决议 2. 影响要素影响要素1. 酸碱反响的方向酸碱反响的方向强酸强酸1) + 强碱强碱2 弱酸弱酸2 + 弱碱弱碱1 H+H+强酸与强碱相遇，前者极易给出质子强酸与强碱相遇，前者极易给出质子, 后者非常容易结合质子，后者非常容易结合质子

9、，这样强酸和强碱进展的反响程度就很大。这样强酸和强碱进展的反响程度就很大。 第一节第一节 酸碱质子实际酸碱质子实际2021-10-138 酸碱可以是分子、阴离子、阳离子， 如Ac是离子碱， 是离子酸； 两性物质，如 等。 质子实际中无盐的概念，电离实际中的盐，在质子实际中都是离子酸或离子碱，如 NH4Cl 中的 是离子酸， Cl是离子碱。OHHCO)OFe(OH)(H HSO232524、4NH4NH2021-10-139HA + B A + HB酸酸1碱碱2碱碱1酸酸2HB + C B + HC酸酸2碱碱3碱碱2酸酸3由于上述反响均正向进展，故以上一切酸碱的强弱序为：由于上述反响均正向进展，

10、故以上一切酸碱的强弱序为：HA酸酸1HB酸酸2HC酸酸3酸的强弱序酸的强弱序C 碱碱3B碱碱2A 碱碱1碱的强弱序碱的强弱序 规律：在恣意一对共轭酸碱对中，假设共轭酸的酸性很强，规律：在恣意一对共轭酸碱对中，假设共轭酸的酸性很强，那么其对应的共轭碱的碱性就很弱，反之亦然。那么其对应的共轭碱的碱性就很弱，反之亦然。例如：例如： 1溶剂一样时，酸碱的强弱决议于酸碱给出或接受质溶剂一样时，酸碱的强弱决议于酸碱给出或接受质子才干的强弱。给出质子才干强的酸是强酸，结合质子才干子才干的强弱。给出质子才干强的酸是强酸，结合质子才干强的碱是强碱。强的碱是强碱。 第一节第一节 酸碱质子实际酸碱质子实际2021-

11、10-1310酸越强，其共轭碱越弱；碱越强，其共轭酸越弱。OHNHCOHHAc POHSOHHClO 243243424酸性：OHNHHCOAc POH HSO ClO 334244碱性：2021-10-1311 2同一物质在不同溶剂中的酸碱性有很大的差别，甚同一物质在不同溶剂中的酸碱性有很大的差别，甚至于酸碱的性质会发生变化。至于酸碱的性质会发生变化。 水溶液中，水溶液中，HClO4 、HCl、 HBr、 HNO3、 H2SO4等等强酸均能与水作碱发生质子传送作用，反响通式为：强酸均能与水作碱发生质子传送作用，反响通式为： HB (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + B (a

12、q)H+ 由于上述酸给质子的才干特强，这些强酸一旦溶于水后，由于上述酸给质子的才干特强，这些强酸一旦溶于水后，立刻与水反响，生成酸性次于它们的弱酸立刻与水反响，生成酸性次于它们的弱酸 H3O+ (aq) 。这样，。这样，不论物质的酸性有多强当然要比不论物质的酸性有多强当然要比H3O+ (aq) 强在水溶液强在水溶液中，它们统统被水拉平到同一强度的酸中，它们统统被水拉平到同一强度的酸H3O+ (aq)程度。程度。 上述效应称为溶剂的拉平效应。上述效应称为溶剂的拉平效应。 第一节第一节 酸碱质子实际酸碱质子实际2021-10-1312 水溶液中有一些物质的酸性位于水溶液中有一些物质的酸性位于 H3

13、O+ (aq) 以下，它们以下，它们都是比都是比 H3O+ (aq)酸性更弱的酸，当它们溶于水后也与水发酸性更弱的酸，当它们溶于水后也与水发生质子传送反响，反响进展的程度很小，并会随它们与水作生质子传送反响，反响进展的程度很小，并会随它们与水作用的强弱而表达出水溶液的酸性大小，从而可以区别出它们用的强弱而表达出水溶液的酸性大小，从而可以区别出它们的酸性强弱。的酸性强弱。 这种溶剂能区别不同酸碱之间相对强度差别的作用叫做这种溶剂能区别不同酸碱之间相对强度差别的作用叫做溶剂的区分效应。溶剂的区分效应。问题：水溶液中同浓度的问题：水溶液中同浓度的 HClO4 的酸性比的酸性比 HCl强强吗？吗？ 第

14、一节第一节 酸碱质子实际酸碱质子实际2021-10-1313问题：水作溶剂时，溶液中最强的酸是什么？最强问题：水作溶剂时，溶液中最强的酸是什么？最强的碱是什么？的碱是什么？ 水作溶剂溶于强酸时，水是作为碱接受质子的，由于水的碱水作溶剂溶于强酸时，水是作为碱接受质子的，由于水的碱性比普通的弱酸要强，因此，水溶剂不能区别出性比普通的弱酸要强，因此，水溶剂不能区别出 HCl、H2SO4、HNO3、HClO4的酸性强弱。但假设将它们溶于纯醋酸中，由的酸性强弱。但假设将它们溶于纯醋酸中，由于醋酸的碱性比水弱，接受质子才干差，于醋酸的碱性比水弱，接受质子才干差，HClO4就比就比 HCl更易更易给出质子从

15、而表现出更强的酸性。给出质子从而表现出更强的酸性。 第一节第一节 酸碱质子实际酸碱质子实际HClO4 Ka = 2.0107、H2SO4 Ka = 1.3106HCl Ka = 1.0103、HNO3 Ka = 222021-10-1314一、一、 水的离解平衡水的离解平衡 纯水的离解反响在酸碱质子实际中也可以看成是水分纯水的离解反响在酸碱质子实际中也可以看成是水分子之间的质子自递反响，即：子之间的质子自递反响，即： H2O + H2O H3O+ + OH 上述自递反响在一定温度下到达平衡，其平衡常数为：上述自递反响在一定温度下到达平衡，其平衡常数为： (ceq(H3O+) /c ) (ceq

16、(OH) /c ) (ceq(H2O) /c )2K 第二节第二节 水溶液中的酸碱平衡水溶液中的酸碱平衡2021-10-1315 Kw = (ceq(H3O+) /c ) (ceq(OH) /c ) 由于由于 c = 1 moldm-3, 在不思索常数单位时，可将上式简化：在不思索常数单位时，可将上式简化： Kw = ceq(H3O+) ceq(OH) 温度一定时纯水中温度一定时纯水中 H3O+ 和和 OH 的浓度乘积为一常数，此常的浓度乘积为一常数，此常数不因体系中数不因体系中 H3O+ 和和 OH 的浓度改动而改动。的浓度改动而改动。 Kw只随温度只随温度变化而变化。变化而变化。 问题：水

17、的离子积常数只随温度变化，此常数是不是只适用于问题：水的离子积常数只随温度变化，此常数是不是只适用于纯水中？当水溶液中引入其它离子如纯水中？当水溶液中引入其它离子如 H3O+ 或或 OH时，此常时，此常数还是不变吗？数还是不变吗？Kw称为水的离子积常数，简称水的离称为水的离子积常数，简称水的离子积。子积。 第二节第二节 水溶液中的酸碱平衡水溶液中的酸碱平衡温度 / K 273 295 373 Kw0.13 10 -141.0 10 -147.4 10 -142021-10-1316二、二、 水溶液的酸碱性及水溶液的酸碱性及pH 298.15K时：时： Kw = ceq(H+) ceq(OH)

18、= 1.001014 ceq(H+) ceq(OH) 或或 ceq(H+) = 1.00 107 呈中性呈中性 ceq(H+) ceq(OH) 或或 ceq(H+) 1.00 107 呈酸性呈酸性 ceq(H+) ceq(OH) 或或 ceq(H+) 1.00 107 呈碱性呈碱性 pH = lg (ceq(H3O+) /c ) or pH = lg ceq(H+) pKw = pH + pOH = 14.00 pH = pOH 或或 pH = 7.00 为中性为中性pH pOH 或或 pH 7.00 为酸性为酸性pH pOH 或或 pH 7.00 为碱性为碱性 第二节第二节 水溶液中的酸碱平

19、衡水溶液中的酸碱平衡2021-10-1317三、三、 水溶液中共轭酸碱对的水溶液中共轭酸碱对的 Ka与与 Kb的关的关系系共轭酸的反响共轭酸的反响 HB(aq) + H2O(l) B (aq) + H3O+(aq)共轭碱的反响共轭碱的反响 B (aq) + H2O(l) HB(aq) + OH(aq)Ka =ceq(B ) ceq(H3O+) ceq(HB)(1)Kb =ceq(HB) ceq(OH) ceq(B )(2)(1)式与式与(2)式相乘：式相乘： Ka Kb = Kw = ceq(H3O+) ceq(OH) 结论：对于共轭酸碱对来说它们有关结论：对于共轭酸碱对来说它们有关系：系：K

20、w = Ka KbpKw = pKa + pKb或或 第二节第二节 水溶液中的酸碱平衡水溶液中的酸碱平衡2021-10-1318 例题例题 知知 NH3 的的 Kb 为为1.8105，求弱酸，求弱酸 NH4+ 的的 Ka 为多少？为多少？ 解：知解：知 NH3 和和 NH4+ 是一对共轭酸碱对，故是一对共轭酸碱对，故 Ka Kb = Kw Ka = Kw /Kb = 1.01014 / 1.8105 = 5.6109 问题：质子实际中问题：质子实际中 CO32 是质子碱，但其是质子碱，但其 Kb 无法查出，无法查出，请问他会设法求出吗？请问他会设法求出吗？ 提示：提示： CO32 的共轭酸是的

21、共轭酸是HCO3 ，故，故 Kb(CO32 ) = Kw /Ka (HCO3 ) 第二节第二节 水溶液中的酸碱平衡水溶液中的酸碱平衡2021-10-1319一、一、 弱酸的离解平衡弱酸的离解平衡 强酸：在水溶液中全部离解的酸称为强酸，强酸水溶液的强酸：在水溶液中全部离解的酸称为强酸，强酸水溶液的酸度计算很容易。如酸度计算很容易。如0.10moldm-3 HCl, c (H3O+)=0.10 moldm-3。 弱酸：在水溶液中部分离解给出质子的分子、离子物质称弱酸：在水溶液中部分离解给出质子的分子、离子物质称为弱酸，弱酸离解只给出一个质子的称为一元弱酸，能给出两为弱酸，弱酸离解只给出一个质子的称

22、为一元弱酸，能给出两个或两个以上的质子称为多元弱酸。个或两个以上的质子称为多元弱酸。 一、一元弱酸的离解平衡一、一元弱酸的离解平衡HB(aq) + H2O(l) B (aq) + H3O+(aq)Ka =ceq(B ) ceq(H3O+) ceq(HB)(5-5) 第二节第二节 水溶液中的酸碱平衡水溶液中的酸碱平衡2021-10-1320 Ka为酸的离解常数，它与酸的本性及温度有关，而与为酸的离解常数，它与酸的本性及温度有关，而与物质的浓度无关。物质的浓度无关。 Ka愈大那么阐明酸的离解程度愈大，其酸愈大那么阐明酸的离解程度愈大，其酸性也就愈强。性也就愈强。 化学上还经常用离解度化学上还经常用

23、离解度来表示酸的离解程度。其值来表示酸的离解程度。其值为酸已离解的浓度与酸原始浓度之比。即为酸已离解的浓度与酸原始浓度之比。即 ： = (c0 ceq)/c0100% 一元弱酸溶液的酸度计算就是求算溶液中一元弱酸溶液的酸度计算就是求算溶液中H3O+(aq)的浓的浓度，当弱酸的酸性不是非常弱且弱酸的浓度又不是很小时，度，当弱酸的酸性不是非常弱且弱酸的浓度又不是很小时，水溶剂本身的质子传送反响所产生的水溶剂本身的质子传送反响所产生的H3O+(aq)可以忽略不计，可以忽略不计，溶液中的溶液中的H3O+(aq)主要来源于弱酸的离解，这样利用式主要来源于弱酸的离解，这样利用式5-5就可求算出溶液中的就可

24、求算出溶液中的H3O+(aq)浓度。浓度。 第二节第二节 水溶液中的酸碱平衡水溶液中的酸碱平衡2021-10-1321HB(aq) + H2O(l) B (aq) + H3O+(aq)c0 /(moldm-3) c0(HB) 0 0ceq /(moldm-3) ceq(HB ) ceq(B ) ceq(H3O+) Ka =ceq(B ) ceq(H3O+) ceq(HB) 对于纯酸来说，可以有：对于纯酸来说，可以有： ceq(HB) c0(HB) ceq(H3O+) ， ceq(H3O+) ceq(B )，上式为：，上式为：Ka = ceq2(H3O+) c0(HB) ceq(H3O+) ce

25、q2(H3O+) + Ka ceq(H3O+) Ka c0(HB) = 0解得：解得：+ceq(H3O+) = Ka2+ Ka c0(HB) Ka221/2 第二节第二节 水溶液中的酸碱平衡水溶液中的酸碱平衡2021-10-1322 假设弱酸的假设弱酸的 Ka很小，而浓度不是很小时，普通以为很小，而浓度不是很小时，普通以为 c0(HB)/Ka 500， 上式可以近似为：上式可以近似为：ceq(H3O+) = Ka c0(HB) = ceq(H3O+)c0(HB)100%= Ka /c0(HB) 100%而离解度：而离解度： 例题：计算例题：计算 0.10 mol/L的醋酸水溶液中的氢离子浓度、

26、溶的醋酸水溶液中的氢离子浓度、溶液的液的 pH 值及醋酸的离解度。知醋酸的值及醋酸的离解度。知醋酸的Ka为为1.7610-5。 解：由于解：由于 c0(HB)/Ka 500 ，故可以用近似式计算：，故可以用近似式计算： ceq(H3O+) = Ka c0(HB) = 1.7610-50.10 = 1.310-3 mol/L 问题问题一元弱碱溶液一元弱碱溶液 的酸度计算公的酸度计算公式与此式一样式与此式一样吗？吗？22 第二节第二节 水溶液中的酸碱平衡水溶液中的酸碱平衡 2021-10-1323 二、多元弱酸的离解平衡二、多元弱酸的离解平衡 多元弱酸的离解是分步进展的，每一级离解都给出一个多元弱

27、酸的离解是分步进展的，每一级离解都给出一个质子。如：质子。如：一级离解：一级离解： H2B(aq) + H2O(l) HB (aq) + H3O+(aq)二级离解：二级离解： HB(aq) + H2O(l) B2(aq) + H3O+(aq)Ka1 =ceq(H3O+) ceq(HB) ceq(H2B)Ka2 =ceq(H3O+) ceq(B2) ceq(HB) pH = lg ceq(H3O+) = lg 1.310-3 = 2.89 = Ka / c0(HB) 100% = 1.3% 第二节第二节 水溶液中的酸碱平衡水溶液中的酸碱平衡2021-10-1324 对无机弱酸来说，对无机弱酸来说

28、， 普通普通Ka1 远远大于远远大于Ka2 。因此多元弱酸溶。因此多元弱酸溶液中的液中的 H3O+(aq) 主要来自于其一级离解，计算该溶液的酸度时只主要来自于其一级离解，计算该溶液的酸度时只须计算一级离解出的须计算一级离解出的 H3O+(aq) ， 例题：计算例题：计算 0.10 mol/L H2S 溶液中的溶液中的 H3O+(aq)、HS (aq)、 S2(aq) 的浓度和溶液的的浓度和溶液的 pH 值。值。( Ka1 = 1.32 10-7, Ka2 = 7.10 10-15) 解：计算二元弱酸的解：计算二元弱酸的 H3O+(aq) 和和 HS (aq) 浓度可用近似法浓度可用近似法H2

29、S(aq) + H2O(l) HS (aq) + H3O+(aq)c0 /(mol/L) 0.10 0 0ceq /(mol/L) 0.10 ceq(H3O+) ceq(HS ) ceq(H3O+) Ka1 =ceq(H3O+) ceq(HS) ceq(H2B) =ceq2(H3O+) 0.10 ceq(H3O+) 第二节第二节 水溶液中的酸碱平衡水溶液中的酸碱平衡2021-10-1325 = ( 1.32 10-7 0.10) = 1.15 10-4 ceq(H3O+) = ceq(HS) = 1.15 10-4 mol/L pH = lg ceq(H3O+) = lg 1.15 10-4

30、= 3.94Ka2 =ceq(H3O+) ceq(S2) ceq(HS)1.15 10-4 ceq(S2) 1.15 10-4 =ceq(S2) = Ka2 = 7.10 10-15 mol/L由于由于 c0(HB)/Ka 500 ，故可以用近似式计算：，故可以用近似式计算： ceq(H3O+) = Ka1 c0(H2S) 第二节第二节 水溶液中的酸碱平衡水溶液中的酸碱平衡要求要求 S2(aq) 的浓度必需用到二级离解平衡式：的浓度必需用到二级离解平衡式： HS(aq) + H2O(l) S2(aq) + H3O+(aq)2021-10-1326围绕上一例题，我们还可以进展以下讨论：围绕上一例

31、题，我们还可以进展以下讨论：(1) H2S(aq) + H2O(l) HS (aq) + H3O+(aq) Ka1 (2) HS(aq) + H2O(l) S2(aq) + H3O+(aq) Ka2(1)+(2) H2S(aq) + 2H2O(l) S2(aq) + 2H3O+(aq) K 由平衡合成原理有：由平衡合成原理有： K = Ka1 Ka2ceq2(H3O+) ceq(S2) ceq(H2S)=ceq(S2) =Ka1 Ka2 ceq(H2S) ceq2(H3O+) 结论：在饱和的硫化氢水溶液中，硫离子的浓度结论：在饱和的硫化氢水溶液中，硫离子的浓度取决于该溶液的酸度，酸度越大，硫离

32、子的浓度就取决于该溶液的酸度，酸度越大，硫离子的浓度就越小。越小。 第二节第二节 水溶液中的酸碱平衡水溶液中的酸碱平衡2021-10-1327ceq(H3O+) Ka1 c0(H2S) 。 1 对多元无机弱酸来说，对多元无机弱酸来说， 普通普通 Ka1 Ka2 Ka3 , 因此因此,多元弱酸溶液中的多元弱酸溶液中的 H3O+(aq) 主要来自于其一级离解，计主要来自于其一级离解，计其计算方法同一元弱酸的计算方法。其计算方法同一元弱酸的计算方法。2 ) 对二元弱酸来说，其溶液中酸根浓度对二元弱酸来说，其溶液中酸根浓度ceq(B2) Ka2 3 调整溶液的酸度调整溶液的酸度pH，可以控制酸根浓度，

33、可以控制酸根浓度ceq(B2) 。 如：如： H2S(aq) 中参与强酸中参与强酸HCl ，ceq(S2) 明显下明显下降。降。 小结小结 第二节第二节 水溶液中的酸碱平衡水溶液中的酸碱平衡2021-10-1328 三、离子酸的离解平衡三、离子酸的离解平衡 定义：假设强电解质阳离子或阴离子在水溶液中能离解给出质定义：假设强电解质阳离子或阴离子在水溶液中能离解给出质子，那么它们就称为离子酸。同样道理，阳阴离子能接受质子，子，那么它们就称为离子酸。同样道理，阳阴离子能接受质子，那么此离子就称为离子碱。那么此离子就称为离子碱。 当某强电解质溶液中的阴离子接受质子的才干很弱，而阳离子当某强电解质溶液中

34、的阴离子接受质子的才干很弱，而阳离子或水合阳离子给出质子的才干很强时，就可以忽略阴离子或水合阳离子给出质子的才干很强时，就可以忽略阴离子(碱碱)的离的离解作用，而只须思索阳离子或水合阳离子解作用，而只须思索阳离子或水合阳离子(酸酸)的离解作用。的离解作用。 例如，例如，NH4Cl 溶液中存在溶液中存在 NH4+(aq) 和和 Cl (aq) ， NH4+(aq)是离子酸能给出质子，是离子酸能给出质子， Cl (aq) 是极弱的碱，几乎不能从水中获得是极弱的碱，几乎不能从水中获得质子，故忽略不作思索。与水发生的质子传送反响：质子，故忽略不作思索。与水发生的质子传送反响： NH4+(aq) + H

35、2O(l) NH3 (aq) + H3O+(aq)Ka =ceq(NH3 ) ceq(H3O+)ceq(NH4+) 第二节第二节 水溶液中的酸碱平衡水溶液中的酸碱平衡 2021-10-1329 Ka是离子酸是离子酸 NH4+(aq) 的离解平衡常数，其值在的离解平衡常数，其值在有关手册中并未列出，但由于有关手册中并未列出，但由于 NH4+(aq) 与与 NH3 (aq) 是共轭关系，故可利用是共轭关系，故可利用 NH3 (aq) 的的 Kb 来求得：来求得： Ka = Kw/ Kb 例题：例题：298K时，时，0.10 mol/L的的NH4Cl溶液的溶液的pH值值为多少？为多少？ 解：解： C

36、l (aq) 离子几乎不与水作用，只需离子几乎不与水作用，只需 NH4+(aq) 离子与水进展质子传送反响。此时离子与水进展质子传送反响。此时 NH4+(aq) 的的 Ka 为：为： Ka = Kw/ Kb = 1.0 10-14 / 1.76 10-5 = 5.68 10-10 Ka =ceq(NH3 ) ceq(H3O+)ceq(NH4+)= ceq2 (H3O+) / 0.10ceq(H3O+) = 7.54 10-6 , pH = lg 7.54 10-6 = 5.12 第二节第二节 水溶液中的酸碱平衡水溶液中的酸碱平衡 2021-10-1330二、二、 弱碱的离解平衡弱碱的离解平衡

37、一、一元弱碱的离解平衡一、一元弱碱的离解平衡 一元弱碱的离解平衡同一元弱酸的离解平衡类似，在大多数情一元弱碱的离解平衡同一元弱酸的离解平衡类似，在大多数情况下可以用最简式进展计算：况下可以用最简式进展计算：B(aq) + H2O(l) HB+ (aq) + OH (aq)c0 /(moldm-3) c0(B) 0 0ceq /(moldm-3) ceq(B ) ceq(HB+) ceq(OH) Kb =ceq(HB+) ceq(OH) ceq(B) 假设弱碱的假设弱碱的 Kb 很小，弱碱的浓度又不是很小时，普通以为很小，弱碱的浓度又不是很小时，普通以为 c0(B)/Kb 500 时上式可以近似

38、为：时上式可以近似为：ceq(OH) = Kb c0(B)此时溶液中氢离子此时溶液中氢离子H3O+(aq)浓度为：浓度为： ceq(H3O+) = Kw /ceq(OH) 第二节第二节 水溶液中的酸碱平衡水溶液中的酸碱平衡2021-10-1331 例题：例题：298K时，时，0.10 mol/L的氨水溶液的的氨水溶液的pH值和值和离解度为多少？离解度为多少？ 解：由于解：由于c0(NH3)/Kb 500 ,故计算可用最简故计算可用最简式：式： ceq(OH) = Kb c0(NH3) = (1.76 10-5 0.10) = 1.33 10-3 pOH = lg 1.33 10-3 = 2.8

39、8 , pH = 14.00 2.88 = 11.12 = Kb /c0(NH3) 100% = 1.33%or = ceq(OH) /c0(NH3)100% = 1.33% 第二节第二节 水溶液中的酸碱平衡水溶液中的酸碱平衡 2021-10-1332 二、离子碱的离解平衡二、离子碱的离解平衡 能接受质子的离子溶于水后与水发生质子传送反响，夺能接受质子的离子溶于水后与水发生质子传送反响，夺取水中的质子而成离子碱。例如取水中的质子而成离子碱。例如 Ac 、 CN 、 F 等。等。 B(aq) + H2O(l) HB (aq) + OH (aq)Kb =ceq(HB) ceq(OH) ceq(B)

40、 由于由于 B(aq) 的共轭酸是的共轭酸是 HB (aq) ，故这对共轭酸碱的离，故这对共轭酸碱的离解平衡常数有关系，解平衡常数有关系， Kb (B) = Kw/ Ka(HB) 关于离子碱的有关计算，在求得关于离子碱的有关计算，在求得 Kb (B) 后就同前面一后就同前面一元弱碱的计算完全一样了，此处不再反复。元弱碱的计算完全一样了，此处不再反复。 在离子碱中有不少是属于多元离子碱，此类多元碱的离解在离子碱中有不少是属于多元离子碱，此类多元碱的离解也是分步进展的且普通来说一级离解远远大于二级及三级离解，也是分步进展的且普通来说一级离解远远大于二级及三级离解，故多元碱的离解的有关碱度计算中应以

41、一级离解为主。故多元碱的离解的有关碱度计算中应以一级离解为主。 第二节第二节 水溶液中的酸碱平衡水溶液中的酸碱平衡 2021-10-1333三、三、 离子酸、离子碱的共离解平衡离子酸、离子碱的共离解平衡 1、假设物质在水中溶解为阴、阳离子后，阴、阳离子均、假设物质在水中溶解为阴、阳离子后，阴、阳离子均能与水发生质子传送作用，那么此溶液中同时存在离子酸和离能与水发生质子传送作用，那么此溶液中同时存在离子酸和离子碱，此溶液的酸碱性就由溶液中的离子酸和离子碱的强度来子碱，此溶液的酸碱性就由溶液中的离子酸和离子碱的强度来共同决议。例如共同决议。例如NH4Ac、NH4CN、(NH4)2CO3等。等。 2

42、、另外，水溶液中还有一种单一离子它既可以给出质子、另外，水溶液中还有一种单一离子它既可以给出质子给水，又可以接受来自水的质子，这种两性物质的水溶液的酸给水，又可以接受来自水的质子，这种两性物质的水溶液的酸碱性也由它们作为离子酸和离子碱的共离解来决议。碱性也由它们作为离子酸和离子碱的共离解来决议。 以上两类溶液的酸碱性计算是比较复杂的，仅借助于离解以上两类溶液的酸碱性计算是比较复杂的，仅借助于离解方程是不能解出结果的，还要用质子衡等式协助。此处就不作方程是不能解出结果的，还要用质子衡等式协助。此处就不作讨论。讨论。 第二节第二节 水溶液中的酸碱平衡水溶液中的酸碱平衡 2021-10-1334一、

43、一、 同离子效应同离子效应 定义：定义： 在弱酸或弱碱的溶液中，参与与这些弱酸或弱在弱酸或弱碱的溶液中，参与与这些弱酸或弱碱离解后具有一样离子的强电解质，那么会降低这些弱酸或碱离解后具有一样离子的强电解质，那么会降低这些弱酸或弱碱的离解度，此景象称为同离子效应。弱碱的离解度，此景象称为同离子效应。醋酸溶于水后会与水发生质子传送反响：醋酸溶于水后会与水发生质子传送反响：HAc(aq) + H2O(l) Ac (aq) + H3O+(aq) 在醋酸水溶液中参与强电解质在醋酸水溶液中参与强电解质 NaAc 时，溶液中时，溶液中Ac (aq)离子浓度大大添加，呵斥上述平衡向左挪动，离子浓度大大添加，呵

44、斥上述平衡向左挪动，pH升高。升高。 与同离子效应作用相反的另一种效应为异离子效应与同离子效应作用相反的另一种效应为异离子效应 (也称也称盐效应盐效应)。它是指在弱酸或弱碱溶液中参与与其离解后的离。它是指在弱酸或弱碱溶液中参与与其离解后的离子相异的强电解质引起的弱酸弱碱离解度增大的景象。子相异的强电解质引起的弱酸弱碱离解度增大的景象。 第三节第三节 酸碱平衡的挪动酸碱平衡的挪动 2021-10-1335二、二、 缓冲作用原理缓冲作用原理 HAc NaAc、NH3H2O NH4Cl、NaHCO3 Na2CO3是由一对共轭酸碱组成的共轭酸碱体系。是由一对共轭酸碱组成的共轭酸碱体系。 此体系的组成特

45、点：此体系的组成特点：“两大一小。即共轭酸碱体系中两大一小。即共轭酸碱体系中酸的浓度大，碱的浓度也大，氢离子的浓度却小。例如：酸的浓度大，碱的浓度也大，氢离子的浓度却小。例如： HAc(aq) + H2O(l) Ac (aq) + H3O+(aq) NaAc(s) Ac (aq) + Na+(aq)两大两大HAc(aq) Ac (aq) 抵抗碱的作用抵抗碱的作用抵抗酸的作用抵抗酸的作用一小一小 H3O+(aq)几乎不几乎不变变 第四节第四节 缓缓 冲冲 溶溶 液液 2021-10-133650mLHAcNaAc 0.1molL-1pH = 4.74 缓冲溶液：具有能坚持本身缓冲溶液：具有能坚持

46、本身pH值相对稳定性能的溶值相对稳定性能的溶液液(也就是不因参与少量强酸或强碱而显著改动也就是不因参与少量强酸或强碱而显著改动pH值的溶值的溶液液)。参与参与1滴滴(0.05ml) 1molL-1 HCl参与参与1滴滴(0.05ml) 1molL-1 NaOH实验：实验：50ml纯水纯水pH = 7 pH = 3 pH = 11 pH = 4.73 pH = 4.752021-10-1337三、三、 缓冲溶液的缓冲溶液的 pH一、缓冲方程一、缓冲方程 缓冲方程是指缓冲溶液的缓冲方程是指缓冲溶液的pH计算方程，实践上就是在同离子效计算方程，实践上就是在同离子效应存在下对酸碱平衡的酸碱度计算。以应

47、存在下对酸碱平衡的酸碱度计算。以 HAc NaAc 缓冲体系为例：缓冲体系为例：HAc(aq) + H2O(l) Ac (aq) + H3O+(aq)c0 /(moldm-3) c0(HAc) c0(Ac ) 0ceq /(moldm-3) ceq(HAc ) ceq(Ac ) ceq(H3O+) ceq(Ac ) = c0(Ac ) + ceq(H3O+) c0(Ac ) ceq(HAc ) = c0(HAc ) ceq(H3O+) c0(HAc )Ka =ceq(Ac ) ceq(H3O+) ceq(HAc)=c0(Ac ) ceq(H3O+) c0(HAc) ceq(H3O+) =Kac0(HAc) c0(Ac ) 第四节第四节 缓缓 冲冲 溶溶 液液 2021-10-1338pH = pKa lgc0(HAc) c0(Ac )pH = p