无机及分析化学-4 解离平衡

1、2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡掌握沉淀溶解平衡的特点和有关计算掌握沉淀溶解平衡的特点和有关计算掌握溶度积的概念掌握溶度积的概念了解了解 酸碱理论酸碱理论掌握缓冲溶液的原理和计算掌握缓冲溶液的原理和计算 熟悉弱电解质解离平衡的计算熟悉弱电解质解离平衡的计算 本本 章章 要要 求求2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-1 弱电解质的解离平衡和强电解质溶液弱电解质的解离平衡和强电解质溶液电解质电解质在水溶液中在水溶液中/熔融状态下能够导熔融状态下能够导 电的一类电的一类化合物。化合物。电解质导电的原因电解质导电的原因-电离电离。衡量电离或解离程度衡量电离或解离程度

2、-电离度或解离度电离度或解离度，符号：符号：。 %100/数溶液中原有电解质分子已电离电解质分子数解离度电离度%100%100电离弱电解质：理论上部分电离强电解质：理论上完全电解质分类2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-1 弱电解质的解离平衡和强电解质溶液弱电解质的解离平衡和强电解质溶液一、一元弱电解质的解离平衡一、一元弱电解质的解离平衡（一）解离平衡的建立（一）解离平衡的建立一元弱酸：HBH+B-HBBHKcHBcBcHKaa或 HB H+ B-平衡浓度平衡浓度MOHOHMKcMOHcOHcMKbb或一元弱碱：MOHM+OH- MOH M+ OH-2021-12-21第四章

3、第四章 解离平衡解离平衡4-1 弱电解质的解离平衡和强电解质溶液弱电解质的解离平衡和强电解质溶液解离常数的说明解离常数的说明1）Ka、Kb与酸碱的与酸碱的本性本性有关，同时与有关，同时与 温度温度 有关，而与有关，而与 浓度浓度 无关；无关；（通常（通常Ki=10-210-7弱酸弱酸/弱碱）弱碱）3）pKi=-lgKip451附录：一些弱电解质的标准解离常数附录：一些弱电解质的标准解离常数2）解离常数）解离常数/离解常数离解常数越大越大，解离程度，解离程度 越大越大 ，酸，酸/碱的碱的强度强度 越大越大 ；2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-1 弱电解质的解离平衡和强电解质溶

4、液弱电解质的解离平衡和强电解质溶液一、一元弱电解质的解离平衡一、一元弱电解质的解离平衡（二）稀释定律（二）稀释定律以一元弱酸以一元弱酸HB为例，设起始浓度为为例，设起始浓度为c，解离度为，解离度为，解，解离常数为离常数为KacKKcaa时，或当380%5同理，对于一元弱碱同理，对于一元弱碱MOH，设起始浓度为，设起始浓度为c，解离度为，解离度为，解离常数为解离常数为KbcKKcbb时，或当380%52021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-1 弱电解质的解离平衡和强电解质溶液弱电解质的解离平衡和强电解质溶液浓度越大，解离度越小浓度越小，解离度越大稀释定律cKcOHcKcHba :

5、:一元弱碱一元弱酸近似公式cKacKb时，或当380%5aKc2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-1 弱电解质的解离平衡和强电解质溶液弱电解质的解离平衡和强电解质溶液一、一元弱电解质的解离平衡一、一元弱电解质的解离平衡 小结小结温度一定时，对于某一弱电解质（弱酸或弱碱）温度一定时，对于某一弱电解质（弱酸或弱碱）1）解离常数解离常数为为 定值定值 ，与，与 浓度浓度 无关；无关；2）电离度电离度随浓度减小而随浓度减小而 增大增大 ；3）H+或或OH-随弱电解质浓度减小而随弱电解质浓度减小而 减小减小 。 相关习题：相关习题：P96 5,6,72021-12-21第四章第四章 解

6、离平衡解离平衡4-1 弱电解质的解离平衡和强电解质溶液弱电解质的解离平衡和强电解质溶液二、多元弱酸的解离平衡二、多元弱酸的解离平衡如：H2CO3H+HCO3-H+CO32-HCO3-7323103 . 41COHHCOHKa11323106 . 52HCOCOHKaK=17104 . 221aaKK对于对于饱和饱和CO2水溶液水溶液，H2CO30.04molL-1两式相加得：H2CO32H+CO32-1732232104 . 2COHCOHKH+2CO32- 9.610-192021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-1 弱电解质的解离平衡和强电解质溶液弱电解质的解离平衡和强电解质溶

7、液同理，对于同理，对于饱和饱和H2S水溶液水溶液，H2S0.1molL-1H+2S2-1.110-22注意：注意：酸的酸的浓度、浓度、酸的酸的强度强度和和酸度酸度的区分的区分酸的酸的浓度浓度：酸的酸的强度强度：酸的酸的酸度酸度：以HAcH+Ac-为例c/ molL-1Ka=1.8 10-5为弱酸为弱酸H+或或pH饱和饱和H2S水溶液体系的解离平衡水溶液体系的解离平衡2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-2 溶液的酸碱性溶液的酸碱性一、水的解离与一、水的解离与pHH2OH+OH- r Hm =57.4kJ mol-10)22(108 . 1162时CKOHOHHc已知已知1升水中

8、升水中H2O的物质的量为：的物质的量为：mol54.551810001254.55LmolOHKc很小，wcKOHKOHH（室温时）14162100 . 154.55108 . 1Kw水的离子积常数水的离子积常数说明：说明：14100 . 1)214pOHpHOHH或（室温时）对于任何一种水溶液1)TKw2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-2 溶液的酸碱性溶液的酸碱性溶液酸碱性讨论溶液酸碱性讨论14100 . 1 :14pOHpHOHH（室温时）或根据讨论：讨论：1）若）若H+OH- 即即H+ 10-7 或或pH7溶液呈溶液呈酸性酸性2）若）若H+=OH- 即即H+ =10-

9、7 或或pH=7溶液呈溶液呈中性中性3）若）若H+OH- 即即H+ 7溶液呈溶液呈碱性碱性水溶液的水溶液的酸碱性酸碱性取决于：取决于： 水溶液中水溶液中H+离子和离子和OH-离子浓度的离子浓度的相对大小相对大小2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-2 溶液的酸碱性溶液的酸碱性0.1molL-1盐溶液盐溶液pH值值NaCl7.0NH4ClNaAc8.9NH4Ac7.05.2二、盐类水溶液的酸碱性（盐类水解）二、盐类水溶液的酸碱性（盐类水解）定义：定义：盐类水解盐类水解指溶液中盐的离子与水电离出的指溶液中盐的离子与水电离出的H+或或OH-结合结合 生成弱电解质的反应。生成弱电解质的

10、反应。2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-2 溶液的酸碱性溶液的酸碱性（一）（一）一元强碱弱酸盐一元强碱弱酸盐的水解的水解如：如：NaAcAc-+H2OHAc+OH-水解反应：（二）（二）一元强酸弱碱盐一元强酸弱碱盐的水解的水解如：如：NH4ClNH4+H2ONH3 H2O+H+水解反应：（三）（三）一元弱酸弱碱盐一元弱酸弱碱盐的水解的水解如：如：NH4AcNH4+Ac-+H2ONH3 H2O+ HAc水解反应：（四）（四）多元弱酸强碱盐多元弱酸强碱盐的水解的水解 如：如：Na2CO3awhKKK bwhKKK bawhKKKK 21awhKKK12awhKKKCO32-+H

11、2O分步水解：HCO3-+ OH-HCO3-+H2OH2CO3+ OH-盐类水解后溶液的酸碱性与盐类水解后溶液的酸碱性与盐的组成盐的组成有关有关2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-2 溶液的酸碱性溶液的酸碱性 小结小结1、水的电离水的电离任何水溶液中任何水溶液中14100 . 114pOHpHKwOHH或水溶液的水溶液的酸碱性酸碱性取决于：水溶液中取决于：水溶液中H+和和OH-浓度浓度的的相对大小相对大小2、盐的水解、盐的水解【溶液中盐的离子与水电离出的溶液中盐的离子与水电离出的H+或或OH-结合生成弱电解质的反应结合生成弱电解质的反应】盐类水解后溶液的酸碱性与盐类水解后溶液

12、的酸碱性与盐的组成盐的组成有关有关盐类盐类水解反应方程式水解反应方程式盐类盐类水解平衡常数的确定水解平衡常数的确定2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡自测题：自测题：1、电解质的强弱是根据它在水溶液中的导电能力强弱来划分的，、电解质的强弱是根据它在水溶液中的导电能力强弱来划分的，导电能力强则为强电解质，导电能力弱则为弱电解质导电能力强则为强电解质，导电能力弱则为弱电解质 （）（）2、酸性溶液中不含酸性溶液中不含OH-，碱性溶液中不含，碱性溶液中不含H+。 （）（）3、中和、中和0.1mol/L的氨水和的氨水和NaOH，所需要的，所需要的HCl量相同。（）量相同。（）4、下列物质、

13、下列物质pH值相同，物质的量浓度最大的是（）值相同，物质的量浓度最大的是（） A HCl B H2SO4 C H3PO4 D CH3COOH5、一种酸的强度与它在水溶液中性质有关的是（）、一种酸的强度与它在水溶液中性质有关的是（） A 浓度浓度 B 解离度解离度 C 解离常数解离常数 D 溶解度溶解度6、计算、计算0.1mol/LH2S溶液中的溶液中的H+、HS-、S2-的平衡浓度及的平衡浓度及溶液的溶液的pH值。（值。（Ka1=9.1*10-8, Ka2=1.1*10-12）2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-3 缓冲溶液缓冲溶液同离子效应同离子效应 在弱酸或弱碱的电解质溶

14、液中，加入与其具有在弱酸或弱碱的电解质溶液中，加入与其具有共同共同离子的强电解质使电离平衡向左移，从而降低离子的强电解质使电离平衡向左移，从而降低了弱电解质的电离度，这种影响叫了弱电解质的电离度，这种影响叫同离子效应同离子效应。 例例 在在0.10moldm-3的的HAc溶液中加入固体溶液中加入固体NaAc，使，使NaAc的浓度达的浓度达0.20 moldm-3，求溶液中的，求溶液中的H+和电离度和电离度 。2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-3 缓冲溶液缓冲溶液一、缓冲作用原理和基本公式一、缓冲作用原理和基本公式缓冲对抗碱成分抗酸成分 弱碱弱碱 弱碱盐弱碱盐 NH3H2O

15、NH4Cl 弱酸盐弱酸盐 弱酸弱酸 NaAc HAc多元弱酸盐多元弱酸盐 多元弱酸多元弱酸 NaHCO3 H2CO3 多元酸次级盐多元酸次级盐 多元酸酸式盐多元酸酸式盐 Na2HPO4 NaH2PO4缓冲溶液缓冲溶液-能够抵抗外加能够抵抗外加少量酸少量酸、少量碱少量碱或或稀释作用稀释作用而而本身本身pH值保持基本不变的溶液。值保持基本不变的溶液。 1、组成、组成2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-3 缓冲溶液缓冲溶液2.原理（以原理（以HAc+NaAc为例）为例）HAcH+Ac- （电离平衡）NaAcNa+Ac-（完全电离）溶液组成：溶液组成： Ac-离子离子大量存在；大量存

16、在；HAc分子分子大量存在。大量存在。当加入少量当加入少量酸酸时：时：HAcH+Ac-当加入少量当加入少量碱碱时：时：Ac-+H2OOH-+HAc抗酸成分抗酸成分抗碱成分抗碱成分2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-3 缓冲溶液缓冲溶液2.原理（以原理（以HAc+NaAc为例）为例）HAcH+Ac- （电离平衡）NaAcNa+Ac-（完全电离）当加入少量当加入少量酸酸时：时：HAcH+Ac-当加入少量当加入少量碱碱时：时：Ac-+H2OOH-+HAc抗酸成分抗酸成分抗碱成分抗碱成分 酸（或碱）和盐的浓度越大，则缓冲能力强，但在酸（或碱）和盐的浓度越大，则缓冲能力强，但在C酸酸/

17、C碱碱的比值为的比值为1时，缓冲性能最好。时，缓冲性能最好。 2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-3 缓冲溶液缓冲溶液3.pH值计算（以值计算（以HAc+NaAc为例）为例）始态始态 c(酸酸) 0 c(盐盐)平衡平衡HAc H+ + Ac- Ka -)c()(HHcHHAcAcHKa酸盐式中：式中：c(盐盐)+ H+ c(盐盐)，c(酸酸)- H+ c(酸酸) )()(盐酸ccKHa)()(lg酸盐或ccpKpHa（弱酸弱酸盐体系）（弱酸弱酸盐体系）同理，对于弱碱弱碱盐体系：同理，对于弱碱弱碱盐体系：)()(lg碱盐或ccpKpOHb)()(盐碱ccKOHbH+ c(盐盐)

18、+H+ c(酸酸)-H+2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-3 缓冲溶液缓冲溶液缓冲溶液计算应用举例缓冲溶液计算应用举例例例2：将：将2molL-1的的NH3H2O溶液和溶液和2molL-1的的NH4Cl溶液溶液等体积混合后，求：等体积混合后，求： 1）混合液的）混合液的pH值；值； 2）90mL混合液中加入混合液中加入10mL0.1 molL-1HCl后的后的pH值；值； 3）90mL混合液中加入混合液中加入10mL0.1 molL-1NaOH后的后的pH值；值； 4） 混合溶液稀释一倍后的混合溶液稀释一倍后的pH值。值。例例1：P85/例例4-10小结：缓冲溶液具有保持小

19、结：缓冲溶液具有保持pH值值 的特性。的特性。相对稳定相对稳定2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-3 缓冲溶液缓冲溶液二、缓冲溶液的配制二、缓冲溶液的配制)碱()盐(lgpKpOH弱碱盐：弱碱)酸()盐(lgpKpH弱酸盐：弱酸baccccpKa或或pKb对对pH值或值或pOH值具有值具有决定作用决定作用c(盐盐)/c(酸酸)或或c(盐盐)/c(碱碱)对对pH值或值或pOH值具有值具有调节作用调节作用缓冲溶液配制方法缓冲溶液配制方法/原则：原则：选择选择pKapKb与所配溶液与所配溶液 pHpOH相接近的相接近的弱酸弱酸弱碱弱碱及其盐组成缓冲对！及其盐组成缓冲对！所选择的缓冲

20、溶液，除了参与和所选择的缓冲溶液，除了参与和 H+或或 OH 有关的反应以有关的反应以外，不能与反应系统中的其它物质发生副反应外，不能与反应系统中的其它物质发生副反应 2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-3 缓冲溶液缓冲溶液缓冲溶液的配制应用举例缓冲溶液的配制应用举例例例2:已知下列弱电解质的已知下列弱电解质的pKi弱电解质弱电解质 HAc NH3H2O HClO HCN pKi 4.75 4.75 7.53 9.31(1)欲配制欲配制pH=4.0的缓冲溶液，选用哪种弱电解质最好？的缓冲溶液，选用哪种弱电解质最好？(2)所需弱电解质与盐的浓度比为多少？所需弱电解质与盐的浓度比

21、为多少？例例1：P87/例例4-112021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-3 缓冲溶液缓冲溶液三、三、缓冲作用在生物及其他方面的重要意义（自学）缓冲作用在生物及其他方面的重要意义（自学）四、四、活度和活度系数（自学）活度和活度系数（自学）2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-3 缓冲溶液小结缓冲溶液小结同离子效应同离子效应 在弱酸或弱碱的电解质溶液中，加入与其具有在弱酸或弱碱的电解质溶液中，加入与其具有共同共同离离子的强电解质使电离平衡向左移，从而降低了弱电解子的强电解质使电离平衡向左移，从而降低了弱电解质的电离度。质的电离度。缓冲溶液缓冲溶液能够抵抗外加能够抵

22、抗外加少量酸少量酸、少量碱少量碱或或稀释作用稀释作用而本身而本身pH值值保持基本不变的溶液。保持基本不变的溶液。缓冲原理缓冲原理抗酸成分抗酸成分抗碱成分抗碱成分2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-3 缓冲溶液小结缓冲溶液小结缓冲溶液的缓冲溶液的pH值计算值计算缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制)碱()盐(lgpKpOH弱碱盐：弱碱)酸()盐(lgpKpH弱酸盐：弱酸bacccc选择选择pKapKb与所配溶液与所配溶液 pHpOH相接近的相接近的弱酸弱酸弱碱弱碱及其盐组成缓冲对！及其盐组成缓冲对！所选择的缓冲溶液，除了参与和所选择的缓冲溶液，除了参与和 H+或或 OH 有关的反应有关

23、的反应以外，不能与反应系统中的其它物质发生副反应以外，不能与反应系统中的其它物质发生副反应 2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-4 酸碱理论（了解）酸碱理论（了解）酸碱质子理论酸碱质子理论要点要点1、酸：、酸：能释放能释放H+的物质的物质2、碱：、碱：能接受能接受H+的物质的物质3、两性物质：、两性物质：既能释放又能接受既能释放又能接受H+的物质的物质4、共轭关系：、共轭关系：酸碱对酸碱对5、酸碱反应、酸碱反应6、共轭酸碱的强度关系：、共轭酸碱的强度关系：酸强碱弱，酸弱碱强酸强碱弱，酸弱碱强酸酸 碱碱+H+2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-4 酸碱理论酸碱

24、理论酸碱电子理论要点酸碱电子理论要点1 1、酸：、酸：能接受外来电子对的物质能接受外来电子对的物质2 2、碱：、碱：能提供外来电子对的物质能提供外来电子对的物质3 3、酸碱反应：、酸碱反应：电子传递电子传递2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-5 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡 一、沉淀溶解平衡的建立一、沉淀溶解平衡的建立Ag+Cl-AgCl(aq)沉淀溶解AgCl(s)Ag+Cl-沉淀溶解AgCl(s)简写：)()()()(sAgClClAgK10108 . 1spKClAgK沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡( (四大平衡之一四大平衡之一) )AnBm(s)nAm+mBn-推广：对于mnn

25、mmnspBABAK)(2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-5 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡 二、溶度积的意义二、溶度积的意义意义：意义： 在一定温度下，难溶电解质处于沉淀溶解平衡时，其在一定温度下，难溶电解质处于沉淀溶解平衡时，其饱和饱和溶液溶液中离子浓度系数次方的乘积为一常数中离子浓度系数次方的乘积为一常数溶度积常数溶度积常数( (简称简称溶度积溶度积) )。说明：说明：1.1.溶度积常数溶度积常数表达式表达式的书写的书写2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-5 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡 2.溶解度与溶度积溶解度与溶度积的关系：的关系：AnBm(s)nAm+m

26、Bn-Ksp设难溶化合物设难溶化合物AnBm溶解度溶解度为为SmolL-1平衡平衡nSmS)()()(mnmnmnmnnmspSmnmSnSBAKmnmnspmnKS1条件：条件：1）不发生副反应）不发生副反应2）在溶液中完全解离）在溶液中完全解离2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-5 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡 溶度积应用举例溶度积应用举例假设没有副反应，完全解离的情况下，求假设没有副反应，完全解离的情况下，求1）Fe2S3的溶度积与溶解度的关系的溶度积与溶解度的关系2）CaF2饱和溶液的浓度为饱和溶液的浓度为2*10-4 mol/L,求它的溶度积求它的溶度积3）根据）根据A

27、gI的溶度积，计算在纯水中的溶解度（的溶度积，计算在纯水中的溶解度（g/L）在在0.0010mol/L KI溶液中的溶解度（溶液中的溶解度（g/L） 在在0.010mol/L AgNO3溶液中的溶解度（溶液中的溶解度（g/L） P89例例4-12、13、142021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡4-6 沉淀的生成和溶解沉淀的生成和溶解 AnBm(s)nAm+mBn-对于：平衡时：平衡时：spmnnmKBA某一时刻：某一时刻：离子积innQBcAcmm)()(1）2）3）根据根据spimrKQRTGlnQiKsp，沉淀析出；沉淀析出；Qi=Ksp，沉淀溶解平衡；沉淀溶解平衡；QiKsp，沉淀溶解。沉淀溶解。spKspmrKRTGln2021-12-21第四章第四章 解离平衡解离平衡 溶度积规则的应用举例溶度积规则的应用举例一、沉淀的生成一、沉淀的生成计算在计算在100mL0.2mol/LCaCl2溶液中分别加入溶液中分别加入下列溶液后残留的下列溶液后残留的Ca2+的浓度？的浓度？（1）100mL0.2mol/LNa2C2O4溶液；溶液；（2）150mL0.2mol/LNa2C2O4溶液。溶液。二、沉淀的溶解二、沉淀的溶解 欲使各为欲使各为0.1mol的的FeS、CuS分别溶于分别溶于1L盐酸中，问各需盐酸中，问各需要盐酸的最