酸碱平衡和沉淀平衡学习教案

1、会计学1酸碱平衡酸碱平衡(pnghng)和沉淀平衡和沉淀平衡(pnghng)第一页，共76页。酸碱理论酸碱理论(lln)溶液溶液(rngy)的酸碱性的酸碱性作业作业本章要求本章要求弱电解质的电离弱电解质的电离缓冲溶液缓冲溶液盐类水解盐类水解沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡第1页/共76页第二页，共76页。一、酸碱的电离理论（阿累尼乌斯电离理论）一、酸碱的电离理论（阿累尼乌斯电离理论）、酸碱的定义、酸碱的定义电离时产生的阳离子全部是电离时产生的阳离子全部是H+离子的化合物叫离子的化合物叫酸；酸；电离时生成的阴离子全部是电离时生成的阴离子全部是OH-离子的化合物叫离子的化合物叫碱。碱。H+离子是酸的特征，

2、离子是酸的特征，OH-离子是碱的特征。中和离子是碱的特征。中和反应的实质是：反应的实质是：H+OH-=H2O。电离理论只适用电离理论只适用(shyng)于水溶液，但在非水于水溶液，但在非水溶剂和无水的情况下，电离理论又无法适应。如溶剂和无水的情况下，电离理论又无法适应。如HCl的苯溶液是酸还是碱。的苯溶液是酸还是碱。第2页/共76页第三页，共76页。二、酸碱质子理论二、酸碱质子理论1 1、酸碱的定义、酸碱的定义酸：凡能给出质子的物质都是酸。酸：凡能给出质子的物质都是酸。碱：凡能接受质子的物质都是碱。碱：凡能接受质子的物质都是碱。酸和碱可以是分子或离子。如酸和碱可以是分子或离子。如HClHCl、

3、NH4+NH4+、HSO4-HSO4-是酸；是酸；Cl-Cl-、NH3NH3、HSO4-HSO4-是碱。是碱。如：如：HCl HCl H+ + Cl- H+ + Cl- 酸酸 质子质子 + + 碱碱这样的一对酸碱，它们依赖这样的一对酸碱，它们依赖(yli)(yli)获得或给出获得或给出质子互相依存这样的酸碱对叫做共轭酸碱对，这里质子互相依存这样的酸碱对叫做共轭酸碱对，这里Cl-Cl-离子是离子是HClHCl的共轭碱，而的共轭碱，而HClHCl是是Cl-Cl-离子的共轭酸离子的共轭酸。即。即HA HA H+ + A- H+ + A-共轭酸共轭酸 共轭碱共轭碱第3页/共76页第四页，共76页。一般

4、来说：共轭酸越强，它的共轭碱就越弱一般来说：共轭酸越强，它的共轭碱就越弱；共轭碱越强，它的共轭酸就越弱。；共轭碱越强，它的共轭酸就越弱。如：如：H2OH+OH-水为最弱的酸，它的共轭碱是最强的碱。水为最弱的酸，它的共轭碱是最强的碱。酸的强度：用给出质子的能力来量度。酸的强度：用给出质子的能力来量度。强酸具有高度给出质子的能力。如强酸具有高度给出质子的能力。如HClO4、HCl、HNO3、H2SO4等。等。碱的强度：用接受碱的强度：用接受(jishu)质子的能力来量质子的能力来量度。度。强碱具有高度接受强碱具有高度接受(jishu)质子的能力。如质子的能力。如OH-、PO43-离子等。离子等。第

5、4页/共76页第五页，共76页。酸酸共轭碱共轭碱名称名称化学式化学式化学式化学式名称名称高氯酸高氯酸HClO4ClO4-高氯酸根高氯酸根硫酸硫酸H2SO4HSO4-硫酸氢根硫酸氢根硫酸氢根硫酸氢根HSO4-SO42-硫酸根硫酸根水合氢离子水合氢离子H3O+H2O水水水水H2OOH-氢氧根氢氧根铵离子铵离子NH4+NH3氨氨氨氨NH3NH2-氨基离子氨基离子氢溴酸氢溴酸HBrBr -溴离子溴离子酸及其共轭碱酸及其共轭碱第5页/共76页第六页，共76页。从表中的共轭酸碱对可以看出：从表中的共轭酸碱对可以看出：酸和碱可以是分子也可以是离子；酸和碱可以是分子也可以是离子；有的离子在某个共轭酸碱对中是碱

6、，但在另一有的离子在某个共轭酸碱对中是碱，但在另一个个(y )共轭酸碱对中却是酸，如共轭酸碱对中却是酸，如HSO4-等；等；质子论中没有盐的概念。质子论中没有盐的概念。第6页/共76页第七页，共76页。2、酸碱反应、酸碱反应(fnyng)根据酸碱质子理论，酸碱反应根据酸碱质子理论，酸碱反应(fnyng)的实质，的实质，就是两个共轭酸碱对之间质子传递的反应就是两个共轭酸碱对之间质子传递的反应(fnyng)。例如：例如： HCl + NH3 = NH4+ +Cl- 酸酸1 碱碱2 酸酸2 碱碱1NH3和和HCl的反应，无论在水溶液中或气相中，其的反应，无论在水溶液中或气相中，其实质都是一样的。实质

7、都是一样的。即即HCl是酸，放出质子是酸，放出质子(zhz)给给NH3，然后转变为，然后转变为它的共轭碱它的共轭碱Cl-；NH3是碱，接受质子是碱，接受质子(zhz)后转变为它的共轭酸后转变为它的共轭酸NH4+。强酸放出的质子强酸放出的质子(zhz)，转化为较弱的共轭碱。，转化为较弱的共轭碱。第7页/共76页第八页，共76页。酸碱质子理论不仅扩大了酸和碱的范围，还可酸碱质子理论不仅扩大了酸和碱的范围，还可以把电离理论中的电离作用、中和作用及水解作用以把电离理论中的电离作用、中和作用及水解作用，统统包括在酸碱反应，统统包括在酸碱反应(fnyng)的范围之内，都是的范围之内，都是可以看作是质子传递

8、的酸碱中和反应可以看作是质子传递的酸碱中和反应(fnyng)。 (1)电离作用：电离作用：根据酸碱质子理论的观点，电离作用就是水与根据酸碱质子理论的观点，电离作用就是水与分子酸碱的质子传递反应分子酸碱的质子传递反应(fnyng)。在水溶液中，酸电离时放出质子给水，并产生在水溶液中，酸电离时放出质子给水，并产生共轭碱。共轭碱。第8页/共76页第九页，共76页。强酸给出质子的能力很强，其共轭碱则较弱，几强酸给出质子的能力很强，其共轭碱则较弱，几乎不能结合质子，因此反应几乎完全进行乎不能结合质子，因此反应几乎完全进行(相当于电离相当于电离(dinl)理论的全部电离理论的全部电离(dinl)。HCl

9、+ H2OH3O+Cl- 酸酸1 碱碱2 酸酸2碱碱1 弱酸给出质子的能力很弱，其共轭碱则较强，因弱酸给出质子的能力很弱，其共轭碱则较强，因此反应程度很小，为可逆反应此反应程度很小，为可逆反应(kn-fnyng)(相当于相当于电离理论的部分电离电离理论的部分电离)。 HAc + H2O H3O+Ac- 酸酸1 碱碱2 酸酸2碱碱1 第9页/共76页第十页，共76页。氨和水的反应，氨和水的反应，H2O给出质子，由于给出质子，由于H2O是弱酸所以是弱酸所以反应程度也很小，是可逆反应反应程度也很小，是可逆反应(相当于相当于NH3在水中的电离在水中的电离(dinl)过程过程)。 H2O + NH3 N

10、H4+ +OH- 酸酸1 碱碱2 酸酸2 碱碱1 可见在酸的电离过程中，可见在酸的电离过程中，H2O接受质子，是一个接受质子，是一个碱，而在碱，而在NH3的电离过程中，的电离过程中，H2O放出质子，又是一放出质子，又是一个酸，所以水是两性物质个酸，所以水是两性物质(wzh)。 H2O + H2O H3O+OH-由于由于H3O+与与OH-均为强酸和强碱，所以平衡强均为强酸和强碱，所以平衡强烈向左移动。烈向左移动。 第10页/共76页第十一页，共76页。(2)水解反应水解反应质子论中没有盐的概念，因此质子论中没有盐的概念，因此(ync)，也没有盐的水解，也没有盐的水解反应。反应。电离理论中水解反应

11、相当于质子论中水与离子酸、碱的电离理论中水解反应相当于质子论中水与离子酸、碱的质子传递反应。质子传递反应。 H3O+ + Ac- HAc + H2O 酸酸1 碱碱2 酸酸2 碱碱1 NH4+ + OH- H2O + NH3 酸酸1 碱碱2 酸酸2 碱碱1 第11页/共76页第十二页，共76页。通过上面的分析看出，酸碱质子理论扩大了酸碱的通过上面的分析看出，酸碱质子理论扩大了酸碱的含义和酸碱反应的范围，摆脱了酸碱必须在水中发生的含义和酸碱反应的范围，摆脱了酸碱必须在水中发生的局限性，解决了一些非水溶剂或气体间的酸碱反应，并局限性，解决了一些非水溶剂或气体间的酸碱反应，并把水溶液中进行的离子反应系

12、统地归纳为质子传递的酸把水溶液中进行的离子反应系统地归纳为质子传递的酸碱反应。碱反应。这样，加深了人们对于酸碱和酸碱反应的认识。关这样，加深了人们对于酸碱和酸碱反应的认识。关于酸碱的定量标度问题，酸碱质子理论亦能象电离理论于酸碱的定量标度问题，酸碱质子理论亦能象电离理论一样，应用平衡常数来定量地衡量在某溶剂中酸或碱的一样，应用平衡常数来定量地衡量在某溶剂中酸或碱的强度，这就使酸碱质子理论得到广泛应用。强度，这就使酸碱质子理论得到广泛应用。但是但是(dnsh)，酸碱质子理论只限于质子的放出和，酸碱质子理论只限于质子的放出和接受，所以必须含有氢，这就不能解释不含氢的一类的接受，所以必须含有氢，这就

13、不能解释不含氢的一类的反应。反应。第12页/共76页第十三页，共76页。三、酸碱电子理论三、酸碱电子理论凡是可以接受电子对的物质为酸，凡是可以给出电子对凡是可以接受电子对的物质为酸，凡是可以给出电子对的物质称为碱。的物质称为碱。因此，酸又是电子对接受体，碱是电子对给予体。因此，酸又是电子对接受体，碱是电子对给予体。酸碱反应酸碱反应(fnyng)的实质是配位键的实质是配位键(两原子间的共用电子两原子间的共用电子对是由一个原子单独提供的化学键称为配位键，通常用对是由一个原子单独提供的化学键称为配位键，通常用表表示。的形成并生成酸碱配合物。示。的形成并生成酸碱配合物。 酸酸 碱碱 酸碱酸碱配合物。配

14、合物。(电子对接受体电子对接受体) (电子对给予体电子对给予体) H+ +:OH- H：OH HCl + :NH3 HNH3 BF3 + :F- FB3 Cu2+ + 4 :NH3 Cu(NH3)4第13页/共76页第十四页，共76页。由于在化合物中配位键普遍存在，因此路易斯酸由于在化合物中配位键普遍存在，因此路易斯酸、碱的范围极其广泛，酸碱配合物无所不包。凡金属、碱的范围极其广泛，酸碱配合物无所不包。凡金属离子都是酸，与金属离子结合的不管是阴离子或中性离子都是酸，与金属离子结合的不管是阴离子或中性分子分子(fnz)都是碱。都是碱。所以一切盐类所以一切盐类(如如MgCl2)、金属氧化物、金属氧

15、化物(CaO)及及其它大多数无机化合物都是酸碱配合物。其它大多数无机化合物都是酸碱配合物。有机化合物如乙醇有机化合物如乙醇CH3CH2OH可看作是可看作是(酸酸)和和OH-碱以配位键结合而成的酸碱配合物碱以配位键结合而成的酸碱配合物C2H5OH酸碱电子理论对酸碱的定义，摆脱了体系必须具酸碱电子理论对酸碱的定义，摆脱了体系必须具有某种离子或元素也不受溶剂的限制，以电子的给出有某种离子或元素也不受溶剂的限制，以电子的给出和接受来说明酸碱的反应，故它更能体现物质的本质和接受来说明酸碱的反应，故它更能体现物质的本质属性，较前面几个酸碱理论更为全面和广泛。但是由属性，较前面几个酸碱理论更为全面和广泛。但

16、是由其对酸碱的认识过于笼统，因而不易掌握酸碱的特征其对酸碱的认识过于笼统，因而不易掌握酸碱的特征。第14页/共76页第十五页，共76页。一、水的离子积一、水的离子积纯水有微弱的导电能力纯水有微弱的导电能力H2O + H2O H3O+OH- or H2O H+OH-实验测得实验测得295K时时1升纯水仅有升纯水仅有10-7mol水分子电离水分子电离，所以，所以H+=OH-=10-7mol/L由平衡原理由平衡原理Kw=H+OH-=10-14Kw为水的离子积常数。简称水的离子积。为水的离子积常数。简称水的离子积。Kw的意义为：一定温度的意义为：一定温度(wnd)时，水溶液中时，水溶液中H+和和OH-

17、之积为一常数。之积为一常数。水的电离是吸热反应，当温度水的电离是吸热反应，当温度(wnd)升高时升高时Kw增增大。大。第15页/共76页第十六页，共76页。水的离子积常数水的离子积常数(chngsh)与温度的关系与温度的关系T/KKw2731.510-152917.410-152951.0010-142981.2710-143235.610-143737.410-13第16页/共76页第十七页，共76页。二、溶液的酸度二、溶液的酸度水溶液中氢离子的浓度水溶液中氢离子的浓度(nngd)称为溶液的酸称为溶液的酸度。度。水溶液中水溶液中H+离子的浓度离子的浓度(nngd)变化幅度往变化幅度往往很大，

18、浓的可大于往很大，浓的可大于10molL-1，在，在H+1的酸称为强酸的酸称为强酸; Ka在在 110-3的酸称为中强酸的酸称为中强酸; Ka在在10-410-7的酸称为弱酸的酸称为弱酸(ru sun); Ka10-7的酸称为极弱酸的酸称为极弱酸(ru sun)，弱碱亦可按，弱碱亦可按Kb大小进行分类。大小进行分类。第18页/共76页第十九页，共76页。共轭酸碱对的解离常数之间的关系：共轭酸碱对的解离常数之间的关系： HBB-+H+ Ka=B-H+/HB其共轭碱的电离为：其共轭碱的电离为：B-+H2OHB+OH- Kb=HBOH-/B-两式相乘得：两式相乘得：KaKb=Kw即即Ka和和Kb成反

19、比关系，所以，弱酸成反比关系，所以，弱酸(ru sun)的的酸性越强酸性越强(Ka越大越大)，则其共轭碱的碱性越弱，则其共轭碱的碱性越弱(Kb越小越小)。Ka越大酸性越强越大酸性越强pKa定义为定义为pKa=-lgKa所以所以pKa值正值越大，对应的酸越弱。值正值越大，对应的酸越弱。对于多元弱酸对于多元弱酸(ru sun)如如H3PO4H2PO4-HPO42-酸度递减。酸度递减。第19页/共76页第二十页，共76页。酸酸KapKa碱碱KbpKbHIO31.6910-10.77IO3-5.110-1413.29HSO4-1.2010-21.92SO42-8.3310-1312.08H3PO47.

20、5210-32.12H2PO4-1.3310-1211.88HNO24.610-43.37NO2-2.1710-1110.66HF3.5310-43.45F-2.8310-1110.55HAc1.7610-54.76Ac-5.6810-109.26HClO2.9510-87.53ClO-3.3910-76.47NH4+5.6410-109.25NH31.7710-54.751HCN4.9310-109.31CN-2.0310-54.69HS-1.210-1514.92S2-8.33-0.92第20页/共76页第二十一页，共76页。2、解离度、解离度电离程度的大小电离程度的大小=(已电离的浓度已

21、电离的浓度(nngd)/弱电解质的初始浓弱电解质的初始浓度度(nngd)100molL-1HAc的的=1.33则表明每则表明每10000个个HAc分子分子中有中有133个分子发生了电离。个分子发生了电离。molL-1HAc的的=1.33则求则求HAc的平衡常数与的平衡常数与的的关系。关系。 HAc H+Ac- 初始浓度初始浓度(nngd) c 0 0平衡浓度平衡浓度(nngd) c - c c c Ka=c2/(1-) 当当 5或或c酸酸/Ka 400时时 1- 1 即即Kac 2 =cKa第21页/共76页第二十二页，共76页。例题例题:298K时时HAc的的Ka=1.7610-5molL-

22、1 HAc溶液的溶液的H+浓度和解离度。浓度和解离度。解：设平衡解：设平衡(pnghng)时时H+离子浓度为离子浓度为x HAc H+Ac- 初始浓度初始浓度 0.10 0 0 x x x Ka=x2x)当当5时或时或c酸酸/Ka400,则则c酸酸酸酸x0.10，这时上式为：，这时上式为：Ka=x2/(0.10)=1.7610-5H+=x=1.3310-3molL-1=H+/c酸酸100 =1.3310-3/0.1100=1.33答答:H+浓度为浓度为1.3310-3molL-1，解离度为，解离度为1.33第22页/共76页第二十三页，共76页。从上题中从上题中H+浓度为浓度为1.3310-3

23、molL-1，可知水的电，可知水的电离可以忽略。离可以忽略。当忽略水的电离时：当忽略水的电离时：对于一元对于一元(y yun)弱酸：若弱酸：若5时或时或c酸酸/Ka400则则H+=Kac酸酸对于对于(duy)一元弱碱：若一元弱碱：若K2K3时时,求求H+时当做一元酸处理时当做一元酸处理；二元酸中酸根的浓度近似于二元酸中酸根的浓度近似于K2，与酸的原始浓度，与酸的原始浓度关系不大。关系不大。第26页/共76页第二十七页，共76页。由化学平衡由化学平衡(pnghng)移动原理，改变多元弱酸溶液的移动原理，改变多元弱酸溶液的pH值，将使电离平衡值，将使电离平衡(pnghng)发生移动。发生移动。K1

24、K2=H+2S2-/H2SS2-=K1K2H2S/H+例题：饱和例题：饱和H2S，加酸使，加酸使H+molL-1这时溶液中这时溶液中S2-=？解：解：S2-=K1K2H2S/H+ =5.710-81.210-152 =1.210-22(molL-1)答：答：S2-=1.210-22molL-1 第27页/共76页第二十八页，共76页。一、同离子效应一、同离子效应HAc H+ + Ac-NaAc Na+ + Ac-HAc中加入少量中加入少量NaAc,由于醋酸根的浓度增大由于醋酸根的浓度增大,使使HAc的电离平衡向左移动，从而降低了的电离平衡向左移动，从而降低了HAc的解的解离度。离度。在已经建立

25、离子平衡的弱电解质溶液中在已经建立离子平衡的弱电解质溶液中,加入与加入与其其(yq)含有相同离子的另一强电解质含有相同离子的另一强电解质,而使平衡向而使平衡向降低弱电解质电离度方向移动的作用称为同离子效降低弱电解质电离度方向移动的作用称为同离子效应。应。第28页/共76页第二十九页，共76页。molL-1HAc溶液溶液(rngy)中加入少量中加入少量NaAc，molL-1求该溶液求该溶液(rngy)的的H+离子浓度和解离度。离子浓度和解离度。解：求解：求H+HAc H+ + Ac-x x 0.1+xmolL-1HAc的解离度更小的解离度更小 HAcxAc-=0.1+xH+Ac-/HAc=Kax

26、=H+=1.7610-5molL-1 =H+/c100=0.0176答答:H+为为1.7610-5molL-1，解离度，解离度为为0.0176第29页/共76页第三十页，共76页。通过上述计算通过上述计算(j sun)可以导出一元弱酸及其盐的混合可以导出一元弱酸及其盐的混合溶液中溶液中H+的一般近似公式：的一般近似公式：设酸设酸HAc的浓度为的浓度为c酸、盐酸、盐(Ac-)的浓度为的浓度为c盐盐HAc H+ + Ac-初初c酸酸 0 c盐盐平平 c酸酸-x x c盐盐+x c酸酸 c盐盐代入平衡关系式代入平衡关系式xc盐盐/c酸酸=Kax=Kac酸酸/c盐盐即即H+=Kac酸酸/c盐盐两边取负

27、对数两边取负对数 pH=pKa-lg(c酸酸/c盐盐)同理可推导出弱碱溶液中同理可推导出弱碱溶液中OH-的计算的计算(j sun)公式公式即即OH-=Kbc碱碱/c盐盐两边取负对数两边取负对数 pOH=pKb-lg(c碱碱/c盐盐)第30页/共76页第三十一页，共76页。二、缓冲溶液二、缓冲溶液 1、缓冲溶液的定义、缓冲溶液的定义molL-1HAcmolL-1NaAc溶液，混合后，用甲基红作溶液，混合后，用甲基红作指示剂指示剂(变色范围变色范围pH颜色红颜色红黄黄)分成四份，一份加分成四份，一份加1滴滴2molL-1HCl，另一份加，另一份加1滴滴2molL-1NaOH，第三份，第三份入等体积

28、的水稀释入等体积的水稀释(xsh)，第四份做比较。，第四份做比较。结果颜色均无变化。即溶液的结果颜色均无变化。即溶液的pH值基本不变。值基本不变。这种能抵抗外来少量强酸、强碱或稀释这种能抵抗外来少量强酸、强碱或稀释(xsh)的影的影响，而能保持响，而能保持pH值基本不变的溶液叫做缓冲溶液。缓值基本不变的溶液叫做缓冲溶液。缓冲溶液的这种作用叫做缓冲作用。冲溶液的这种作用叫做缓冲作用。第31页/共76页第三十二页，共76页。2、缓冲作用原理、缓冲作用原理在含有在含有HAc的的NaAc的溶液中存在下列电离过程的溶液中存在下列电离过程(guchng): HAc H+ + Ac-NaAc Na+ + A

29、c-NaAc完全电离，由于同离子效应，降低了完全电离，由于同离子效应，降低了HAc的电离度的电离度，这时，这时HAc和和Ac-都较大，而且存在着都较大，而且存在着HAc电离平衡。电离平衡。当加入少量当加入少量H+时，时，H+离子和溶液中的离子和溶液中的Ac-结合生成结合生成HAc，使电离平衡向左移动，达到新平衡时，使电离平衡向左移动，达到新平衡时H+离子浓度不会显著离子浓度不会显著增加；增加；如果在上述溶液中加入少量的碱，增加的如果在上述溶液中加入少量的碱，增加的OH-与溶液中的与溶液中的H+离子结合为水，这时离子结合为水，这时HAc的电离平衡向右移动，以补充的电离平衡向右移动，以补充H+离子

30、的减少。离子的减少。缓冲能力是有限的，只是少量酸碱。缓冲能力是有限的，只是少量酸碱。第32页/共76页第三十三页，共76页。3、缓冲溶液的、缓冲溶液的pH值值前面已经讨论了弱酸及其盐的前面已经讨论了弱酸及其盐的pH值为：值为：pH=pKa-lg(c酸酸/c盐盐)称为缓冲溶液公式称为缓冲溶液公式pH值决定于值决定于Ka和和(c酸酸/c盐盐)两个因素。两个因素。利用缓冲溶液公式，可以计算缓冲溶液的利用缓冲溶液公式，可以计算缓冲溶液的pH值和值和外加外加(wiji)酸碱后溶液酸碱后溶液pH的变化。的变化。第33页/共76页第三十四页，共76页。例题例题:乳酸乳酸HLac的的Ka=1.410-4，1升

31、含有升含有1mol的的HLac和和1molNaLacmolL-1的酸，溶液的的酸，溶液的pHmolL-1的的OH-,pH值又是几？值又是几？解：求缓冲溶液解：求缓冲溶液(hun chn rn y)的的pH:c酸酸=1molL-1；c=1molL-1pKa=-lg1.410-4pH=pKa-lg(c酸酸/c盐盐加酸使加酸使cH+=0.01molL-1则则H+与与Lac-结合生成结合生成HLaccHLac=1+0.01=1.01molL-1,cLac-=1-0.01=0.99molL-1pHlg加碱使加碱使cOH-=0.01molL-1pHlg第34页/共76页第三十五页，共76页。4、缓冲、缓冲

32、(hunchng)溶液的选择和配制溶液的选择和配制配制一定配制一定pH值的缓冲值的缓冲(hunchng)溶液，因当溶液，因当c酸酸=c盐时盐时按按:pH=pKa-lg(c酸酸/c盐盐)pH=pKa，选择，选择pKa与所需与所需pH值相等或接近的弱酸及其盐值相等或接近的弱酸及其盐，这时对外加酸、碱有同等的缓冲，这时对外加酸、碱有同等的缓冲(hunchng)能力。能力。如：如：HAc的的pKa=4.75，欲配制，欲配制pH值为值为5左右的缓冲左右的缓冲(hunchng)溶液，可选择溶液，可选择HAcNaAc缓冲缓冲(hunchng)对；对；H2PO4-的的pKa=7.21，欲配制，欲配制pH值为值

33、为7左右的缓冲左右的缓冲(hunchng)溶液，可选择溶液，可选择NaH2PO4Na2HPO4缓冲缓冲(hunchng)对；对；HCO3-的的pKa=10.25，欲配制，欲配制pH值为值为10左右的缓冲左右的缓冲(hunchng)溶液，可选择溶液，可选择NaHCO3Na2CO3缓冲缓冲(hunchng)对。对。再由再由pH=pKa-lg(c酸酸/c盐盐)适当调整适当调整(c酸酸/c盐盐)值。值。注：所选缓冲注：所选缓冲(hunchng)溶液不能与反应物或生成物起溶液不能与反应物或生成物起反应。反应。第35页/共76页第三十六页，共76页。 盐的离子与溶液中水电离出的盐的离子与溶液中水电离出的H

34、+离子或离子或OH-离子离子作用作用(zuyng)产生弱电解质的反应，叫做盐的水解。产生弱电解质的反应，叫做盐的水解。一、弱酸强碱盐一、弱酸强碱盐一元弱酸强碱盐的水解，以一元弱酸强碱盐的水解，以NaAc为例：为例：Ac-+H2OHAc+OH-即为即为NaAc的水解平衡，其在水溶液中有：的水解平衡，其在水溶液中有：H2O H+OH- KwH+Ac- HAc 1/Ka Ac-+ H2O HAc+OH-Kh=Kw/Ka =110-14/1.7610-5 =5.6810-10 第36页/共76页第三十七页，共76页。根据酸碱质子理论，弱酸强碱盐的水解常数根据酸碱质子理论，弱酸强碱盐的水解常数Kh就是就

35、是该弱酸的共轭碱的碱常数该弱酸的共轭碱的碱常数Kb。水解常数也是平衡常数的一种形式，水解常数也是平衡常数的一种形式，Kh与与Ka成反比成反比，所以生成的酸越弱，水解程度越大。，所以生成的酸越弱，水解程度越大。由水解常数可以计算由水解常数可以计算(j sun)溶液的酸碱性和水解度溶液的酸碱性和水解度h。水解度即水解百分率，它是转化率的一种形式。水解度即水解百分率，它是转化率的一种形式。h=已水解了的浓度已水解了的浓度/盐的初始浓度盐的初始浓度100第37页/共76页第三十八页，共76页。molL-1NaAc溶液溶液(rngy)的的pH值和值和h。已知。已知Ka(HAc)=1.7610-5解：求解

36、：求pH值值(忽略水的电离忽略水的电离) Ac-+ H2O HAc+OH-x x xKh=HAcOH-/Ac-=x2/0.1x=7.510-6molL-1H+=Kw/OH-=110-14/7.510-6pH求求hh=OH-/c盐盐100 =7.510-6/0.1100 =0.0075 第38页/共76页第三十九页，共76页。1、多元弱酸强碱盐的水解、多元弱酸强碱盐的水解多元弱酸强碱盐的水解是分步进行的，如多元弱酸强碱盐的水解是分步进行的，如Na2CO3的逐级水解过程为：的逐级水解过程为：CO32-+H2OHCO3-+OH-HCO3-+H2OH2CO3+OH-一级水解常数一级水解常数(chngs

37、h)Kh1=Kw/K2=110-14/5.6110-11=1.7810-4Kh1是弱酸是弱酸HCO3-的共轭碱的共轭碱CO32-的碱常数的碱常数(chngsh)。二级水解常数二级水解常数(chngsh)Kh2=Kw/K1=110-14/4.3010-7=2.3210-8Kh2是弱酸是弱酸H2CO3的共轭碱的共轭碱HCO3-的碱常数的碱常数(chngsh)。由于由于Kh1Kh2所以多元弱酸强碱盐一般只考虑一所以多元弱酸强碱盐一般只考虑一级水解，二级水解可忽略不计。级水解，二级水解可忽略不计。第39页/共76页第四十页，共76页。molL-1Na2CO3溶液的溶液的pH值和水解度值和水解度h。解：

38、解：Kh1Kh2当一元弱酸强碱当一元弱酸强碱(qin jin)盐处理盐处理求求pH值值OH-2=Kh1c盐盐=(Kw/K2)c盐盐 =(10-14/5.6110-11 =1.7810-5OH-=4.2210-3molL-1pOHpH求水解度求水解度hh=OH-/c盐盐100 =4.2210-3/0.10100 =4.22 第40页/共76页第四十一页，共76页。2、酸式盐的水解、酸式盐的水解多元弱酸的酸式盐如多元弱酸的酸式盐如Na2HPO4、NaH2PO4、NaHS、NaHCO3、NaHSO4等。等。它们在水溶液中的水解情况比较复杂，它们首先它们在水溶液中的水解情况比较复杂，它们首先(shux

39、in)完全电离为金属阳离子和完全电离为金属阳离子和HCO3-、HS-、H2PO4-等阴等阴离子，这些阴离子即能电离，又能水解。离子，这些阴离子即能电离，又能水解。这样的水溶液的酸性如何，主要看它们电离和水解这样的水溶液的酸性如何，主要看它们电离和水解度的相对大小。度的相对大小。如：如：NaHCO3HCO3-CO32-+H+K2=5.6110-11HCO3-+H2OH2CO3+OH-Kh2=Kw/K1 =1.010-14/4.3010-7 =2.3310-8第41页/共76页第四十二页，共76页。Kh2K2molL-1的的NaHCO3水溶液水溶液(rngy)的的pH值为值为8.3。如：如：NaH

40、2PO4H2PO4-H+HPO42-K2=6.2310-8H2PO4-+H2OH3PO4+OH-Kh2=Kw/K1 =1.010-14/7.5210-3 =1.3310-12Kh2Kb 时时 pH7 溶液呈酸性溶液呈酸性Ka7 溶液呈碱性溶液呈碱性 第47页/共76页第四十八页，共76页。中和反应与水解反应中，中和反应占了主导地位。水中和反应与水解反应中，中和反应占了主导地位。水解趋势较大的解趋势较大的Na2CO3，molL-1溶液中的水解度才百分溶液中的水解度才百分之四。之四。即虽可水解但水溶液中主要以盐的简单阴离子的形式即虽可水解但水溶液中主要以盐的简单阴离子的形式(xngsh)存在。存在

41、。只有少数几种在非水溶剂中得到的盐只有少数几种在非水溶剂中得到的盐,如如:Al2S3及及Cr2S3等，它们的阴、阳离子都水解且水解产物是易挥发等，它们的阴、阳离子都水解且水解产物是易挥发性的气体和沉淀，离开平衡体系，使水解反应进行完全。性的气体和沉淀，离开平衡体系，使水解反应进行完全。2Al3+3S2-+H2O=3H2S+2Al(OH)3四、酸碱中和四、酸碱中和第48页/共76页第四十九页，共76页。五、水解平衡移动五、水解平衡移动1、盐的浓度、盐的浓度盐的浓度越大，水解度越小；浓度越小，水解度盐的浓度越大，水解度越小；浓度越小，水解度越大。越大。即稀释溶液，平衡向水解方向移动。即稀释溶液，平

42、衡向水解方向移动。 2、温度、温度中和反应中和反应(fnyng)是放热反应是放热反应(fnyng)，水解，水解反应反应(fnyng)是吸热反应是吸热反应(fnyng)，升高温度将促，升高温度将促使水解。使水解。第49页/共76页第五十页，共76页。3、溶液、溶液(rngy)的酸碱度的酸碱度水解反应常使溶液水解反应常使溶液(rngy)呈现酸性或碱性，因呈现酸性或碱性，因此，控制溶液此，控制溶液(rngy)的酸碱度通常可以促进或抑制的酸碱度通常可以促进或抑制水解反应，在配制水解反应，在配制Sn2+、Fe3+、Bi3+、Sb3+和和Hg2+等盐类的水溶液等盐类的水溶液(rngy)时，由于水解生成沉淀

43、时，由于水解生成沉淀，不能得到所需溶液，不能得到所需溶液(rngy)。SbCl3+H2OSbOCl+2HCl加入相应的酸，可以使平衡向左移动，抑制水解加入相应的酸，可以使平衡向左移动，抑制水解反应。反应。所以在配制这些溶液所以在配制这些溶液(rngy)时，通常是将它们时，通常是将它们溶于较浓的酸中，然后再用水稀释到所需浓度。溶于较浓的酸中，然后再用水稀释到所需浓度。配制配制Na2S水溶液水溶液(rngy)时为防止时为防止Na2S水解逸水解逸出出H2S，必须加入，必须加入NaOH。第50页/共76页第五十一页，共76页。一、溶度积常数一、溶度积常数1、溶度积、溶度积一定温度下，难溶电解质饱和溶液

44、中离子浓度一定温度下，难溶电解质饱和溶液中离子浓度(nngd)的系数次方之积为溶度积，溶度积为一常数，在的系数次方之积为溶度积，溶度积为一常数，在数据表中可查得。如：数据表中可查得。如：PbCl2(s)Pb2+2Cl-Ksp=Pb2+Cl-2Ksp越大则难溶电解质在溶液中溶解趋势越大，反之越大则难溶电解质在溶液中溶解趋势越大，反之越小。【溶度积常数】越小。【溶度积常数】2、溶度积与溶解度的相互换算、溶度积与溶解度的相互换算溶解度溶解度s的单位的单位g/L或或mol/L,即饱和时的浓度即饱和时的浓度(nngd)。AaBb(s)aAb+bBa- s as bsKsp=Ab+aBa-b=asabsb

45、=aabbsa+b 第51页/共76页第五十二页，共76页。例例1:室温下室温下,AgCl的溶解度是的溶解度是1.9310-3g/L,求求AgCl的溶度积。已知的溶度积。已知AgClg/mol。解：解：把把AgCl溶解度单位溶解度单位(g/L)换算成换算成molL-1s=1.9310-3 =1.3510-5molL-1求求Ksp AgCl(s) Ag+ + Cl-饱和饱和(boh)、平衡、平衡 1.3510-5 1.3510-5Ksp(AgCl)=Ag+Cl- =(1.3510-5)2 =1.8210-10答：答：AgCl的的Ksp为为1.8210-10第52页/共76页第五十三页，共76页。

46、例例2:Mg(OH)2的的Ksp=1.2010-11在在298K时时,Mg(OH)2的溶解度为多少的溶解度为多少(dusho)?解：解：Mg(OH)2(s) Mg2+2OH- 设溶解度为设溶解度为s 平衡时平衡时 s 2sKsp=Mg2+OH-2 =s(2s)2 =4s3 =1.210-11 s=1.4410-4molL-1答答:氢氧化镁在氢氧化镁在298K时的溶解度为时的溶解度为1.4410-4molL-1。第53页/共76页第五十四页，共76页。例例3:Ag2CrO4在在298K时溶解度时溶解度s=1.3410-4molL-1求：求：Ksp解：解：Ag2CrO4(s) 2Ag+ + CrO

47、42-平衡时平衡时 21.3410-4 1.3410-4Ksp=Ag+2CrO42- =(21.3410-4)21.3410-4 =9.6210-12答：铬酸银在答：铬酸银在298K时的时的Ksp=9.6210-12由以上三个例题的结果可得到由以上三个例题的结果可得到(d do)如下结论：如下结论：同种类型的难溶电解质，在一定温度下，同种类型的难溶电解质，在一定温度下，Ksp越大越大则溶解度越大。则溶解度越大。不同类型则不能用不同类型则不能用Ksp的大小来比较溶解度的大小的大小来比较溶解度的大小，必须经过换算才能得出结论。，必须经过换算才能得出结论。第54页/共76页第五十五页，共76页。3、

48、溶度积规则、溶度积规则根据溶度积常数可以判断沉淀、溶解反应进行的根据溶度积常数可以判断沉淀、溶解反应进行的方向。方向。某难溶电解质溶液中，其离子浓度系数次方之积某难溶电解质溶液中，其离子浓度系数次方之积称离子积。用称离子积。用Qi表示。表示。如：如：Ag2CrO4任意情况下的离子积为：任意情况下的离子积为：Qi=c2(Ag+)c(CrO42-)当当Qi=Ksp是饱和溶液无沉淀析出即平衡状态；是饱和溶液无沉淀析出即平衡状态；当当QiKsp是过饱和溶液是过饱和溶液,向生成沉淀的方向移动向生成沉淀的方向移动。第55页/共76页第五十六页，共76页。4、同离子效应、同离子效应例例4: 298K时硫酸钡

49、的溶解度为时硫酸钡的溶解度为1.0410-5molL-1，molL-1的硫酸钠溶液的硫酸钠溶液(rngy)中的溶解度是多少？中的溶解度是多少？解：先求解：先求Ksp BaSO4Ba2+ + SO42- 1.0410-5 1.0410-5Ksp=Ba2+SO42- =1.0410-51.0410-5 =1.0810-10第56页/共76页第五十七页，共76页。 求求sNa2SO42Na+ + SO42-BaSO4 Ba2+ + SO42-平衡平衡 s sKsp=Ba2+SO42- s=Ksp =1.0810-10 =1.0810-8molL-1sKsp 有沉淀析出。有沉淀析出。答：能析出答：能析

50、出Ag2CrO4沉淀。沉淀。第58页/共76页第五十九页，共76页。molL-1的的SO42-mol氯化钡氯化钡(不考虑体积变化不考虑体积变化)，能否使，能否使SO42-离子沉淀完全？离子沉淀完全？Ksp(BaSO4)=1.0810-10解：由题意解：由题意(t y)可知可知Ba2+离子过量，为简便，可令离子过量，为简便，可令SO42-离子完全反应。离子完全反应。 BaSO4(s) SO42- + Ba2+ 初初2 0 0.01-0.001 平衡平衡 xx由由Ksp=Ba2+SO42- =0.009x=1.0810-10解得解得x=1.210-810-5由由x0.009，前面的近似是合理的，前

51、面的近似是合理的答：能使答：能使SO42-离子沉淀完全。离子沉淀完全。第59页/共76页第六十页，共76页。三、沉淀的溶解三、沉淀的溶解根据溶度积规则，要使沉淀溶解，必须减小该难根据溶度积规则，要使沉淀溶解，必须减小该难溶盐饱和溶液溶盐饱和溶液(bo h rn y)中某一离子的浓度，中某一离子的浓度，以使以使QiKsp。减小离子浓度的办法有：。减小离子浓度的办法有：1、生成弱电解质、生成弱电解质由于加入由于加入H+使使OH-和和H+结合成弱电解质水，溶液中的结合成弱电解质水，溶液中的OH-离子的浓度降低使平衡向着溶解方向离子的浓度降低使平衡向着溶解方向(fngxing)移动移动。从而使沉淀溶解

52、。从而使沉淀溶解。第60页/共76页第六十一页，共76页。2、氧化还原、氧化还原(hun yun)反应反应3CS+8HNO3=3C(NO3)2+3S+2NO+4H2O 3、生成配位化合物、生成配位化合物AgCl(s)+2NH3=Ag(NH3)2+Cl- 4、盐效应、盐效应第61页/共76页第六十二页，共76页。第62页/共76页第六十三页，共76页。四、酸度对沉淀和溶解的影响四、酸度对沉淀和溶解的影响通过控制通过控制pH值可使某些难溶的弱酸盐和难溶的氢氧值可使某些难溶的弱酸盐和难溶的氢氧化物沉淀或溶解。化物沉淀或溶解。molL-1Fe3+离子开始离子开始(kish)沉淀和完全沉淀的沉淀和完全沉

53、淀的pH值值。KspFe(OH)3=2.7910-39解：解：Fe3+离子开始离子开始(kish)沉淀所需要的沉淀所需要的pH值值:Fe(OH)3(s) Fe3+3OH- 0.01 x由由Ksp=Fe3+OH-3 =0.01x3=2.7910-39解得解得: x=OH-=6.510-13molL-1由由Kw可求得可求得H+pH第63页/共76页第六十四页，共76页。Fe3+离子沉淀完全所需要的离子沉淀完全所需要的pH值值Fe(OH)3(s) Fe3+ + 3OH- 110-5 由由Ksp=Fe3+OH-3 =110-53=2.7910-39解得解得:=OH-=6.510-12molL-1由由K

54、w可求得可求得H+pHmolL-1Fe3+离子开始沉淀的离子开始沉淀的pH值为值为2.68,完全沉完全沉淀的淀的pH值为值为3.68。注：由此可见注：由此可见:氢氧化物沉淀不一定在碱性环境氢氧化物沉淀不一定在碱性环境(hunjng)；不同氢氧化物的；不同氢氧化物的Ksp值不同沉淀的值不同沉淀的pH值值也不同，因此可通过控制也不同，因此可通过控制pH值分离金属离子。值分离金属离子。第64页/共76页第六十五页，共76页。 硫化物大部分为难硫化物大部分为难(winn)溶物，硫化物的溶物，硫化物的Ksp相差很大，其沉淀、溶解情况比较复杂。相差很大，其沉淀、溶解情况比较复杂。 在用酸溶解硫化物在用酸溶

55、解硫化物(或用或用H2S使金属离子沉淀为使金属离子沉淀为硫化物硫化物)时，体系中同时存在硫化物的沉淀溶解平衡及时，体系中同时存在硫化物的沉淀溶解平衡及H2S的电离平衡。的电离平衡。MS(s) M2+S2- KspS2-+2H+H2S K=1/(Ka1Ka2)其中其中Ka1=5.710-8；Ka2=1.210-15MS(s)+2H+M2+H2SK=Ksp/(Ka1Ka2)=M2+H2S/H+2KspKKaa2122SHMH第65页/共76页第六十六页，共76页。KspKKaa2122SHMH(1)硫化物开始沉淀(chndin)时, 氢离子的最大浓度:KspKKaa2122SHMH (2)若要使金

56、属离子完全(wnqun)沉淀, 应维持的氢离子的最大浓度:KspKKaa212-SH10H5 5 第66页/共76页第六十七页，共76页。(3)若使硫化物沉淀完全溶解所需要(xyo)的盐酸的浓度:KspKKaa2122SHMH 2M2M22硫化氢饱和溶液硫化氢饱和溶液(bo h rn y)的浓度是的浓度是0.1 molL-1第67页/共76页第六十八页，共76页。注：上式注：上式H+为平衡时的浓度。为平衡时的浓度。下面两个问题是一个下面两个问题是一个(y )意思吗？意思吗？mol硫化物硫化物ZnS溶解于溶解于1升盐酸中所需盐酸的最低浓度。升盐酸中所需盐酸的最低浓度。mol硫化物硫化物ZnS溶解于溶解于1升盐酸后盐酸的最低浓度。升盐酸后盐酸的最低浓度。常温下常温下,当当M2+=0.10molL-1,H2S0.1molL-1时平衡时平衡(pnghng)溶液中的溶液中的H+为：为：KspKspKKaa252122106.84SHMH第68页/共76页第六十九页，共76页。 MS(s)+2H+ M2+ + H2S初初 0.1 x 0 0平衡平衡 0 xH+=x所需盐酸所需盐酸(yn sun)的浓度的计算公式为：的浓度的计算公式为：Kspx2510