酸碱解离平衡学习教案

1、会计学1酸碱解离酸碱解离(ji l)平衡平衡第一页，共66页。第2页/共66页第二页，共66页。酸 碱H（一）酸和碱的定义(dngy)第3页/共66页第三页，共66页。1212ABBA+H 酸碱反应(fnyng)的实质是两对共轭酸碱对之间的质子传递：（二）酸碱反应(fnyng)的实质第4页/共66页第四页，共66页。第5页/共66页第五页，共66页。第6页/共66页第六页，共66页。 根据路易斯碱的性质的不同(b tn)，分为硬碱、软碱和交界碱三类： （1）硬碱；硬碱中给出电子的原子或阴离子的电负性大、半径小，不易失去电子。 （2）软碱；软碱中给出电子的原子或阴离子的电负性小、半径大，易失去电

2、子。 （3）交界碱：介于硬碱和软碱之间的碱称为交界碱。第7页/共66页第七页，共66页。第8页/共66页第八页，共66页。（二）软硬酸碱规则(guz)第9页/共66页第九页，共66页。第10页/共66页第十页，共66页。eqeq3aeq(A )/ (H O )/(HA)(HA)/ccccKcc+23HAH OAH O（一）一元(y yun)弱酸的解离平衡第11页/共66页第十一页，共66页。 一元弱酸的相对强弱，还可以用解离度来表征(bio zhn)。一元弱酸的解离度定义为： 一元弱酸的解离度与标准平衡常数的关系为：当 5% 时，11，由上式得：eqeq(HA)(HA)(HA)(HA)100%

3、100%(HA)(HA)NNccNc22a(/)/(HA)(1)/1ccccKcca(HA)/Kc c第12页/共66页第十二页，共66页。越大，它的碱性就越强。+2AH OHAOHeqeqeq(HA )/ (OH )/(A)(A)/ccccKccb（二）一元(y yun)弱碱的解离平衡第13页/共66页第十三页，共66页。+342243H POH O H POH O+eq24eq3a134eq34(H PO )/ (H O )/(H PO )(H PO )/ccccKcc（一）多元弱酸的解离(ji l)平衡第14页/共66页第十四页，共66页。23+4243HPOH OPOH O3+eq4e

4、q3a3342eq4(PO )/ (H O )/(H PO )(HPO )/ccccKcca1Ka1K 第二步解离(ji l)：2+24243H POH OHPOH O2+eq4eq3a234eq24(HPO )/ (H O )/(H PO )(H PO )/ccccKcc第15页/共66页第十五页，共66页。2323COH OHCOOHb1eq3eq232eq3(HCO )/ (OH )/(CO )(CO )/ccccKcc 多元弱碱在水溶液中的质子转移反应也是分步进行(jnxng)的。例如 的质子转移反应是分成两步进行(jnxng)的。23CO（二）多元弱碱的解离(ji l)平衡第16页/

5、共66页第十六页，共66页。b1K23COb1Kb2eq23eq23eq3(H CO )/ (OH )/(CO )(HCO )/ccccKcc3223HCOH OH COOH第二步解离(ji l)：第17页/共66页第十七页，共66页。+23HAH OAH O2AH OHAOHaKbK达到平衡时，存在下列定量(dngling)关系：eqeq3aeq(A )/ (H O )/(HA)(HA)/ccccKcc第18页/共66页第十八页，共66页。eqeqbeq(HA)/ (OH )/(A )(A )/ccccKccabw(HA)(A )KKK第19页/共66页第十九页，共66页。wba14105(

6、Ac )(HAc)1.0 105.6 101.8 10KKK解： Ac- 的标准(biozhn)解离常数为：第20页/共66页第二十页，共66页。计算五、两性物质(wzh)溶液H3O+ 浓度的计算六、同离子效应和盐效应第21页/共66页第二十一页，共66页。第22页/共66页第二十二页，共66页。+23HAH O AH O+223H OH O OHH O+eq3eqeq(H O )(A )(OH )ccc当 ，即 时， 可以(ky)忽略不计。上式简化为：eqeq(A )20(OH )ccaw(HA)(HA)/20KccK+eq3eq(H O )(A )cceq(OH )c第23页/共66页第二

7、十三页，共66页。+eq3eqaeq3a+eqeq3(HO )(HA)(HA) (HA)(HO )(HA)(A )(HO )ccKccKccc+2eq3aaa(H O )(HA)(HA)4 (HA)(HA)/2cKKcKcc 当 ，即 时， 。eqeq3(HA)20(H O )cca(HA)/400(HA)ccK+eq3(HA)(H O )(HA)ccc+eq3a(H O )/(HA)(HA)/cccKc例题(lt)第24页/共66页第二十四页，共66页。解：且 可以(ky)用最简溶液的 pH 为：35a(HAc)/0.105.6 10400 ,(HAc)1.8 10ccK+eq3a53(H

8、O )/(HAc)(HAc)/0.10 1.8 101.3 10cccKceq33(H O )pHlglg1.3 102.89cc 式进行计算(j sun)。溶液中 H3O+ 浓度为：第25页/共66页第二十五页，共66页。+eqeqeq3(OH )(HA )(H O )ccc移平衡(pnghng)：溶液中存在下列关系：+223H O H O H OOH+2AH O HAOH当 时：当 时：例题bw(A)(A)/20cKcK2eqbbb(OH )(A)(A)4 (A)(A)/2cKKcKccb(A)/(A)400cc Keqb(OH )/(A)(A)/cccKc第26页/共66页第二十六页，共

9、66页。25 C73b3w(NH )(NH )/1.81020,cKcK23b3(NH )/(NH )5.610400,cKceq3b3(OH )/(NH )(NH )/cccKc540.010 1.8 104.2 104wpHppOH14.00lg4.2 1010.62K解： 且 可利用最简公式计算。溶液(rngy)中 OH- 浓度为：溶液(rngy)的 pH 为：第27页/共66页第二十七页，共66页。2+23HAH O AH O+223H OH O OHH O+223H AH O HAH O+2eq3eqeqeq(H O )(HA )2(A)(OH )cccc第28页/共66页第二十八页

10、，共66页。2a12w(H A)(H A)/20cKcK+2eq3eqeq(H O )(HA )2(A)ccc+eqeq32eqa22(HA )(H O )/2(A)2(H A)ccccKa122a22(H A) (H A)/20 ,2(H A)KccKa2240(H A)K+eq3eq(H O )(HA )cc即a122(H A) (H A)/Kcc当 时，可以(ky)忽略，上式可以(ky)进一步简化为：第29页/共66页第二十九页，共66页。+2eq3a12a122a12(HO )(H A)(H A)4 (H A)(H A)/2cKKcKcc2a12 (H A)/(H A)400ccK+e

11、q32a12(H O )/(H A)(H A)/cccKc第30页/共66页第三十页，共66页。a13434(H PO ) (H PO )/Kcca13434a234(H PO ) (H PO )/40(H PO )KccK34a134(H PO )/(H PO )13400,cc Kw20;K第31页/共66页第三十一页，共66页。+33 23eq32(H O )6.7 10(6.7 10 )4 0.10 6.7 1022.3 10cc +2eq3pHlg(H O )/lg2.3 101.64cc 第32页/共66页第三十二页，共66页。b1bw/20K ccKb1bb2/40K ccK2e

12、qb1b1bb1(OH )()4/2cKKc Kcceqbb1(OH )/ccc KcOHOH例题(lt) 若 ，上式可进一步简化为：bb1/400cK c 第33页/共66页第三十三页，共66页。25 C25a1224a2224(H C O )5.4 10 ,(H C O )5.4 10KK。14210wb1245a22241.0 10(C O )1.9 10(H C O )5.4 10KKK14213wb2242a12241.0 10(C O )1.9 10(H C O )5.4 10KKK解： 的第一级标准解离常数(chngsh)和第二级标准解离常数(chngsh)分别为：第34页/共6

13、6页第三十四页，共66页。2224b124w(C O )(C O )/20cKcK；22224b124b224(C O )(C O )/40(C O )cKcK；2224b124 (C O )/(C O )400ccK。106eq(OH )/0.10 1.9 104.4 10cc6wpHppOH14.00lg4.4 108.64K第35页/共66页第三十五页，共66页。+2eq3eq2eqeq(H O )(H A)(A )(OH )cccc2+23HAH OAH O22HAH OOHH A+223H OH OOHH O第36页/共66页第三十六页，共66页。+eq3eq+eq3a12eqa22

14、w+eq3eq3(H O )(HA )(H O )(H A)(HA )(H A) (H O )(H O )/cccKccKcK cccc +eq3a12weqa22a12eq(H O )(H A)(HA )(H A)/(H A)(HA )/cKKcKccKcceq(HA )(HA )cc上式可改写(gixi)为：第37页/共66页第三十七页，共66页。+eq3a12wa22a12(H O )(H A)(HA )(H A)/(H A)(HA )/cKKcKccKcca1220(H A)Ka22w(HA )(H A)/20,cKcK+eq3a12a22(H O )/(H A)(H A)ccKK如果

15、则上式可以简化为：(HA )/cc第38页/共66页第三十八页，共66页。25 C5+10aa4(HAc)1.8 10 ,(NH )5.6 10KK。+4a4w(NH )(NH )/20,cKcKa20(HAc),K+eq3aa45107(H O )/(HAc)(NH )1.8 105.6 101.0 10ccKK7pHlg1.0 107.00 溶液(rngy)的 pH 为：(Ac )/cc第39页/共66页第三十九页，共66页。在弱电解质溶液中加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，使弱电解质解离度降低的现象称为同离子效应。例题+23HAcH OAcH O（一）同离子效应(xioyng)第40

16、页/共66页第四十页，共66页。解：HAc 与 Ac- 在溶液中存在下列解离(ji l)平衡： 溶液(rngy)中 H3O 相对浓度为：+eq3eqaeq(H O )(HAc)(HAc)(Ac )ccKcc1+eq351+eq30.10 mol L(H O )1.8 100.10 mol L(H O )cc+23HAcH O AcH O第41页/共66页第四十一页，共66页。+1eq3551(H O )0.10 mol L1.8 101.8 100.10 mol Lcc HAc 的解离(ji l)度为：51111.8 10 mol L(HAc)100%0.018%0.10 mol L 已知 0

17、.10 molL-1 HAc溶液(rngy)中ceq(H3O)为 1.310-3 molL-1。 HAc 的解离度为：31211.3 10 mol L(HAc)100%1.3%0.10 mol L第42页/共66页第四十二页，共66页。解离度影响较小，因此在计算中常忽略盐效应。（二） 盐效应第43页/共66页第四十三页，共66页。pH第44页/共66页第四十四页，共66页。且它们的浓度都比较大。习惯上把组成缓冲溶液的共轭酸碱对称为(chn wi)缓冲对，缓冲溶液是由足够浓度的缓冲对组成的混合溶液。（一）缓冲溶液(hun chn rn y)的组成第45页/共66页第四十五页，共66页。，pH 也

18、基本不变。共轭酸 HA 起到抵抗少量强碱(qin jin)的作用，称为缓冲溶液的抗碱成分。+23HAH O H OA（二）缓冲作用机理(j l)第46页/共66页第四十六页，共66页。+23HAH O H OA+223H OH O OHH O第47页/共66页第四十七页，共66页。+eq3eqaeq(H O )/ (A )/(HA)(HA)/ccccKcc+eq3eq3eqa+eq3eq(H O )(HA)(H O )(OH )(HA)(A )(H O )(OH )ccccKcccc 在 缓冲溶液(hun chn rn y)中： HA-A由上式得： 缓 冲 溶 液 ( h u n c h n

19、r n y ) 中 较大：(HA)(A )cceq3eqeq3eq(HA)20(H O )(OH )(A )20(H O )(OH )cccccc、第48页/共66页第四十八页，共66页。+eq3a(H O )(HA)(HA)(A )ccKcca(A )pHp(HA)lg(HA)cKcapHplgcKc共轭碱弱酸apHplgnKn共轭碱弱酸第49页/共66页第四十九页，共66页。25 C第50页/共66页第五十页，共66页。a(Ac )pHp(HAc)lg(HAc)cKc1510.20 mol Llg1.8 10lg5.050.10 mol L 111100 mL 0.10 mol L10 m

20、L 0.10 mol L(HAc)100 mL 10 mL0.10 mol Lc111100 mL 0.20 mol L10 mL 0.10 mol L(Ac )100 mL 10 mL0.17 mol Lc第51页/共66页第五十一页，共66页。1510.17 mol LpHlg1.8 10lg4.980.10 mol L （3）加入10 mL 0.10 molL-1 NaOH 溶液(rngy)后，HAc和 Ac- 的浓度分别为： 111100 mL 0.10 mol L10 mL 0.10 mol L(HAc)100 mL 10 mL0.082 mol Lc111100 mL 0.20 m

21、ol L10 mL 0.10 mol L(Ac )100 mL 10 mL0.19 mol Lc第52页/共66页第五十二页，共66页。1510.19 mol LpHlg1.8 10lg5.110.082 mol L 缓冲溶液(hun chn rn y)的 pH 为：131100 mL 0.10 mol L(HAc)9.1 10 mol L100 mL 1000 mLc121100 mL 0.20 mol L(Ac )1.8 10 mol L100 mL 1000 mLc （4）加入(jir) 1.0 L 水稀释后，HAc 和 Ac- 的浓度 分别为：215-311.8 10 mol LpHl

22、g1.8 10lg5.059.1 10 mol L 第53页/共66页第五十三页，共66页。defbadddpHdpHnnVV 22.3 (HA)(A )(1)rccr第54页/共66页第五十四页，共66页。max0.575 (HA)(A )cc第55页/共66页第五十五页，共66页。解：(1) 缓冲(hunchng)溶液的总浓度和缓冲(hunchng)比分别为： 11111(Ac )0.10mol L1(HAc)0.10mol Lcrc11112.30.20 mol L0.115 mol L1 12（）缓冲溶液(hun chn rn y)的缓冲容量为： c1(HAc) + c1(Ac-) =

23、 0.10 molL-1 + 0.10 molL-1 = 0.20 molL-1第56页/共66页第五十六页，共66页。 (2) 缓冲(hunchng)溶液的总浓度和缓冲(hunchng)比分别为： c2(HAc) + c2(Ac-) = 0.010 molL-1 + 0.010 molL-1 = 0.020 molL-112212(HAc)0.010mol L1(Ac )0.010mol Lcrc缓冲溶液(hun chn rn y)的缓冲容量为：11212.30.020 mol L0.0115 mol L1 12（）第57页/共66页第五十七页，共66页。 (3) 缓冲溶液(hun chn

24、rn y)的总浓度和缓冲比分别为： c3(HAc) + c3(Ac-) = 0.050 molL-1 + 0.15 molL-1 = 0.20 molL-113313(Ac )0.15mol L3(HAc)0.050mol Lcrc缓冲溶液(hun chn rn y)的缓冲容量为：11332.30.20 mol L0.086 mol L1 32（）第58页/共66页第五十八页，共66页。aapHp(HA)1 p(HA)1KK第59页/共66页第五十九页，共66页。 （3）缓冲对不能与反应物或生成物发生作用，药用缓冲溶液还必须考虑是否(sh fu)有毒性等。 （4）计算出所需共轭酸、碱的量。 （5）