第六章电解质ppt课件

1、第一节第一节 强电解质溶液理论强电解质溶液理论一、电解质溶液的依数性1. i的测定电解质稀溶液 : Tf(电)= iKfbB.i 校正因子. 极稀: i 整数;若不稀, i = ?BfBfff电(bKbiKTT（非）（非）ff电(TTi（非）（非）非）TTppi电(电(电(bbl溶液越稀溶液越稀, i , i 一分子解离出粒子个数一分子解离出粒子个数00100解离前的分子总数已解离的分子数解离度若若HB的浓度为的浓度为c ，解离度为，解离度为，校正因子，校正因子i，那么，那么 HB H+ + B- = i1 表观解离度，即实际表现出的解离度表观解离度，即实际表现出的解离度l例例1 0.10mo

2、lL-1 NaCl溶液的凝固点为溶液的凝固点为-0.348，试求，试求其解离度。其解离度。l 解：解： Tf=TfTf= 0 - (-0.348 ) = 0.348l Tf = Kf b = 1.86 0.10 = 0.186 87.1186.0348.0 ffTTi = i1 = 1.87 1 = 87%电解质电解质强电解质强电解质 30% 中强电解质中强电解质 5% 30% 弱电解质弱电解质 5%NaCl :强电解质强电解质 X射线射线:离子晶体离子晶体:不存在分子不存在分子,完全解离：完全解离： NaCl = Na+ + Cl 100%解离解离 理论解离度为理论解离度为100% why

3、表观解离度表观解离度 100% ？二二.强电解质溶液理论强电解质溶液理论Debye 和和 Hckel 强电解质溶液理论强电解质溶液理论(离子互吸说离子互吸说)： 1. 强电解质在水溶液中都是全部解离的强电解质在水溶液中都是全部解离的; 2.离子间存在库仑作用力。离子间存在库仑作用力。 离子氛离子氛ion atmosphere）:在水溶液中每个离在水溶液中每个离子都被带相反电荷的离子所包围子都被带相反电荷的离子所包围, 形成了一个球形的形成了一个球形的反离子氛围反离子氛围. 离子对离子对:溶液不很稀，若即若离。溶液不很稀，若即若离。 离子氛、离子对离子氛、离子对每个离子都不是完全的每个离子都不是

4、完全的自由离子自由离子:微观微观:每个离子的活动能力下降了每个离子的活动能力下降了; 宏观宏观:整个自由离子的浓度降低了。整个自由离子的浓度降低了。 i 打了折扣打了折扣 表观解离度表观解离度 理论解离度理论解离度(二二)离子的活度和活度因子离子的活度和活度因子1.活度活度:离子的有效浓度离子的有效浓度 aB = B cB B溶质溶质B的活度因子的活度因子 活度因子活度因子()：离子活度与浓度之比：离子活度与浓度之比BBaca c ， 1 ; 极稀溶液中极稀溶液中 a c (a c)3.3.影响活度因子的因素影响活度因子的因素 溶液愈稀溶液愈稀 , ,离子间距离愈远，离子氛与离子对出离子间距离

5、愈远，离子氛与离子对出现的机会愈小，活度就愈接近浓度。现的机会愈小，活度就愈接近浓度。4. 离子强度离子强度 I (1)定义定义: I = 1/2c1z12+c2z22+c3z32+） = 1/2 cizi2 c ,b: SI单位单位 :molkg-1 (2)意义意义:指示溶液中所有离子产生的电场强度指示溶液中所有离子产生的电场强度总量度。总量度。 298K时，时， A = 0.509Izz|509. 0lgIzzA|lg c HCl HClO4 HCl、HNO3HNO3、H2SO4 HAc HCNH2SO4 HAc HCN拉平效应拉平效应 HClO4 HClO4、HClHCl、HNO3HNO

6、3、H2SO4H2SO4、HCNHCN、HAcHAc以液以液氨为溶剂，溶液中最强酸全为氨为溶剂，溶液中最强酸全为NH4+NH4+学生分数学生分数 第三节 水溶液中的质子转移平衡一、水的质子自递平衡和水溶液的pH值1水的质子自递平衡+-w3=H O OH KwKKw 水的离子积常数，简称水的离子积+-322H O OH H OH OKH+H2O + H2O H3O+ + OH-2.水溶液的水溶液的pH值值 25水水 H+=1.010-7molL-1 pH = - lg(H+/c)=7.00 二、酸碱在水溶液中的质子转移平衡二、酸碱在水溶液中的质子转移平衡（一弱酸、弱碱的质子转移平衡（一弱酸、弱碱

7、的质子转移平衡 1 1一元弱酸、弱碱在水中的质子转移平衡一元弱酸、弱碱在水中的质子转移平衡 H+HB + H2O H3O+ + B-3H O B HBaKK a弱酸的质子转移平衡常数 Ka 、Kb 表示的意义：表示的意义： Ka 表示酸在水中释放质子能力大小。表示酸在水中释放质子能力大小。 Ka 愈大，酸性愈强。愈大，酸性愈强。 例如例如 KaHAc）=1.7610-5 Ka （HCN）=4.9310-10 酸性酸性:HAcHCNKb 表示碱在水中接受质子能力大小。表示碱在水中接受质子能力大小。 Kb 愈大，碱性愈强。愈大，碱性愈强。H+NH3 + H2O NH4+ + OH-NHOHNH3-

8、4b K弱碱的质子转移平衡常数弱碱的质子转移平衡常数KbKb2共轭酸碱对Ka与Kb的关系Kw = Ka Kb 酸碱的共轭酸碱的共轭关系关系例例5 已知已知HCN的的Ka为为6.210-10，试求，试求CN-的的Kb。 解解: CN-是是HCN的共轭碱的共轭碱 ，故，故145wb10a100 1016 1062 10K.K.K.3.多元弱酸、弱碱在水溶液中的质子转移平衡 H3PO4 + H2O H3O+ + H2PO4-Ka1 = H3O+H2PO4- H3PO4 H2PO4- + H2O H3O+ + HPO4 2- H3O+HPO42- H2PO4-Ka2 = HPO42- + H2O H3

9、O+ + PO43-Ka3 = H3O+ PO43- HPO42-多元弱酸、弱碱在水溶液中的质子转移平衡多元弱酸、弱碱在水溶液中的质子转移平衡lPO43- + H2O HPO42- + OH- Kb1 = Kw Ka3lHPO4 2- + H2O H2PO4 - + OH- Kw Ka2 Kb2 = lH2PO4- + H2O H3PO4 + OH- Kb3 = Kw K a 1 (二二)电解质对质子转移平衡的影响电解质对质子转移平衡的影响 1.浓度的影响浓度的影响 HB + H2O H3O+ + B- 初始浓度初始浓度 cA 0 0平衡浓度平衡浓度 cA c cA cAcA2 = Ka ,稀

10、释定律：在一定温度下，弱电解质的解离稀释定律：在一定温度下，弱电解质的解离度随溶液的稀释而增大。度随溶液的稀释而增大。12acccccK当当cA/ Ka500时时 ,102，看作一元弱酸的解离。，看作一元弱酸的解离。例例8：在常温下，饱和：在常温下，饱和H2CO3水溶液中，水溶液中，H2CO3的浓度的浓度为为 0.0400molL-1。求该溶液中。求该溶液中H+，HCO3-、CO32-和和OH-离子浓度。离子浓度。 解：解： Ka1 / Ka2= 4.2010-7 / 5.6110-11 102 ， 可忽略第二步质子转移所产生的可忽略第二步质子转移所产生的 H3O+; 那么那么 H+ HCO3

11、- ，A7a10.0400 5004.20 10cK故可用最简式计算：故可用最简式计算：a1A741 H 4.20 100.04001.31 10 (mol L )KcHCO3 - H+=1.3110-4molL-1）CO32是第二步质子转移反应的产物是第二步质子转移反应的产物 HCO3- + H2O H3O+ + CO32-21133a232113H O CO5.61 10HCO CO5.61 10K14w431111.00 10OH H O 1.31 10 7.63 10(mol L )K四四.两性物质溶液不要求）两性物质溶液不要求）1.分类分类 (1)两性阴离子溶液两性阴离子溶液: HC

12、O3-、H2PO4-、HPO42-; (2)弱酸弱碱盐溶液弱酸弱碱盐溶液:NH4Ac; (3)氨基酸溶液。氨基酸溶液。第五节第五节 难溶电解质的沉淀难溶电解质的沉淀-溶解平衡溶解平衡 BaSO4 ， CaC2O4， Ca5PO43OH 难溶性强电解质在水溶液中沉淀难溶性强电解质在水溶液中沉淀-溶解平衡溶解平衡 是一种多相平衡是一种多相平衡一、沉淀一、沉淀-溶解平衡的平衡常数溶解平衡的平衡常数溶度积溶度积1.沉淀沉淀-溶解平衡的平衡常数溶解平衡的平衡常数AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)溶解溶解沉淀沉淀 平衡：平衡： K = Ag+ Cl-Ag Cl(s)Ksp = Ag+ Cl

13、- （/c）Ksp 称为溶度积常数称为溶度积常数, 简称溶度积简称溶度积 (aq)B(aq)A (s)BAmn nmmn溶解溶解沉淀沉淀3.定义：在一定温度下，难溶电解质饱和溶液中定义：在一定温度下，难溶电解质饱和溶液中 离子浓度幂的乘积，离子浓度幂的乘积， 为一常数。为一常数。2. Ksp的一般表达式的一般表达式Ksp = Am+n Bn-m 其溶度积表达式为其溶度积表达式为 Ksp只与难溶电解质本性和温度有关，而只与难溶电解质本性和温度有关，而与与 离子浓度及固体量无关。离子浓度及固体量无关。二、溶度积与溶解度的关系二、溶度积与溶解度的关系 Ksp :反映难溶电解质的溶解能力反映难溶电解质

14、的溶解能力 对组成类型相同的难溶电解质对组成类型相同的难溶电解质, 其其Ksp较较大者，则其大者，则其S较大较大; 对组成类型不同的难溶电解质对组成类型不同的难溶电解质, 不能以不能以Ksp 大小直接比较其大小直接比较其 S大小。大小。1.离子积离子积 :难溶电解质离子浓度幂的乘积，即反难溶电解质离子浓度幂的乘积，即反应商应商Q。 如如Mg (OH)2：Q= c(Mg2+)c2(OH-)2.离子积与溶度积的关系离子积与溶度积的关系* (1) Q Ksp 过饱和溶液，沉淀析出。过饱和溶液，沉淀析出。三、溶度积规则三、溶度积规则1.同离子效应同离子效应例例10分别计算分别计算Ag2CrO4在在 (

15、1)纯水中的溶解度；纯水中的溶解度； (2)0.10molL-1 AgNO3溶液中的溶解度；溶液中的溶解度；(3)0.10molL-1 Na2CrO4溶液中的溶解度。溶液中的溶解度。 解解(1) Ag2CrO4 2Ag+(aq) +CrO42- (aq) 2S S Ksp = (2S)2 S = 4S31 2s p31 .1 21 03 44KS = 6.5410-5 mol L-1（2） Ag2CrO4 2Ag+(aq) + CrO42- (aq) 2S+0.10 S Ksp =(2S +0.10 )2S = 0.010S S = Ksp /0.010 = 1.1210-12/0.010 =

16、 1.1210-10 mol L-1 (3） Ag2CrO4 2Ag+(aq) + CrO42- (aq) 2S S +0.10 Ksp =(2S)2 (S +0.10 )= 0.40 S2 S = (Ksp /0.40 )1/2 = (1.1210-12/0.40) 1/2 = 1.710-6 mol L-1 同离子效应：因加入含相同离子的强电解质而使难溶同离子效应：因加入含相同离子的强电解质而使难溶电解质的溶解度降低的现象。电解质的溶解度降低的现象。 沉淀完全：沉淀完全：c Ksp )例例11在含有在含有Cl-和和I-各为各为0.0100molL-1的溶液中，逐滴的溶液中，逐滴加入加入Ag

17、NO3溶液，问溶液，问(1)何种离子先沉淀？何种离子先沉淀？(2)当后沉淀当后沉淀的离子开始沉淀时，先沉淀的离子是否已沉淀完全的离子开始沉淀时，先沉淀的离子是否已沉淀完全?解解 (1)何种离子沉淀需要何种离子沉淀需要AgNO3溶液浓度小，则其先沉淀。溶液浓度小，则其先沉淀。生成生成AgCl沉淀时，所需沉淀时，所需Ag+浓度为浓度为 Ag+= Ksp, AgCl/Cl- = 1.7710-10/0.0100 = 1.7710 -8 molL-1 生成生成AgI沉淀时，所需沉淀时，所需Ag+浓度为浓度为 Ag+= Ksp, AgI/I- = 8.5110 -17/0.0100 = 8.5110 -

18、15 molL-1 由于生成由于生成AgI所需所需Ag+小，小， I-先生成沉淀。先生成沉淀。 当当Ag+达到达到1.7710-8molL-1 时，时， AgCl开始析出。此时，开始析出。此时， I- = Ksp , AgI / Ag+ = 8.5110 -17 / 1.7710 -8 = 4.8110 -9 molL-1 10 -5 molL-1 故当故当Cl-开始沉淀时，开始沉淀时， I-已沉淀完全了。已沉淀完全了。(2)随随I- ， Ag+ ，4.沉淀的溶解：沉淀的溶解： Q Ksp（1生成难离解的物质生成难离解的物质 使沉淀溶解使沉淀溶解 Fe(OH)3 Fe(OH)3溶于盐酸溶于盐酸 Fe(OH )3 Fe3+ + Fe(OH )3 Fe3+ + 3OH- 3OH- HCl = Cl- + HCl = Cl- + H+H+H2O PbSO4 PbSO4s s） Pb2+ + Pb2+ + SO42-SO42- + + 2Ac-2Ac- Pb PbAcAc2 2（2生成逸出平衡系统的物质生成逸出平衡系统的物质