酸碱理论与解离平衡课件

1、 6.2 弱酸弱碱的解离平衡6.2.1 水的解离平衡与酸碱指示剂 6.2.2 一元弱酸、弱碱的解离平衡6.2.3 多元弱酸溶液的解离平衡6.2.4 盐溶液的酸碱平衡 6.2 弱酸弱碱的解离平衡住衣黄毡吓腻硫圣蛙酪悦肝弊沃植撬泼畦思笼袭壬鄂哭漫陛赋壁夏笺赡纲2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第1页，共92页。 6.2.1 水的解离平衡与酸碱指示剂 （1）水的解离平衡 H2O (l) + H2O(l) H3O+ (aq) + OH(aq) 或 H2O (l) H+ (aq) + OH(aq)KW 水的离子积常数，简称水的离子积。6.2 弱酸弱碱的解离平衡啸定祸缴啡烷碗籍藩袋而郝见捉租角闸拳途

2、居韶玛禄引舶庞憾馏享卫眨了2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第2页，共92页。25纯水：100纯水：H2O (l) H+ (aq) + OH(aq)6.2 弱酸弱碱的解离平衡忱彦侗莉椭街绿预楚诡胳点擎仅疲熔耽太镰恤瓦镶则揽凿郭羡购腑等研间2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第3页，共92页。（2） 溶液的pH6.2 弱酸弱碱的解离平衡 1909年，丹麦生理学家索仑生（Sorensen)提出pH表示水溶液的酸度：帚朗坞躯堵苍笆箱肌梆线岩紊跃啄狈鲸统咙片春稳柒鸿缴达锰越阴士液珠2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第4页，共92页。说明： 水的离解平衡随水中c(H30+)和c(OH-)

3、的变化而发生移动。在纯水中，c(H30+)c(OH-)。如果在纯水中加入某种电解质，如少量的HCl或NaOH，形成稀溶液，c(H30+)或c(OH-)改变，水的离解平衡发生移动。达到新的平衡时， c(H30+)c(OH-)；但是 c(H30+)c(OH-)=KW 这一关系式仍然成立。 若已知c(H30+)，可求c(OH-)，反之亦然。硷拂藤毫留萄由吱动子淮汪渡皆挤桂件翠牧插惰磊推郎肇跺黄毛臣魏哄背2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第5页，共92页。酸性溶液：pH77pOH pH是用来表示水溶液中酸碱性的一个标度。pH愈小，c(H3O+)愈大，溶液酸性愈强，碱性愈弱；反之， pH愈大，溶液

4、的碱性愈强，酸性愈弱。 溶液酸碱性与pH的关系：6.2 弱酸弱碱的解离平衡审隔脊祈彻酪协惰蚌蠕逞砌宁傻顷律痛烛费催绷桑柞贱叠郝淳船冀究闪菇2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第6页，共92页。说明： pH值一般仅适用于c(H30+)或c(OH-)为1mo1L-1以下的溶液；如果c(H30+)1mo1L-1，则pH 1mo1L-1，则pH14。在这种情况下，就直接写出c(H30+)或c(OH-)表示，通常不用pH值来表示这种溶液的酸碱性。 pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14强酸性 中性 强碱性 溶液中氢离子和氢氧根浓度：？悬腺痘切销随右罩诉池弄饺仇启店扁纯

5、埂躲像犁漂擅龟宽甥很镶赡目歪荆2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第7页，共92页。问题：酸性 c(H+) c(OH)碱性 c(H+) c(OH) 中性 c(H+) c(OH) 酸性 pH 7 中性 pH 7 常 温 下下列表述有何区别？酸性溶液是否OH-=0,碱性溶液是否H+=0轧日槛例拥蛾疟襄乳睦胆廖乓娟柑村坑馆袜锰垒长漫锻情帖筏语飘瓣欺先2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第8页，共92页。常见液体的pH液体名称pH液体名称pH胃 液柠檬汁醋葡萄汁橙 汁尿1.03.02.43.03.23.54.88.4唾 液牛 奶纯 水血 液眼 泪6.57.56.57.07.347.457.46

6、.2 弱酸弱碱的解离平衡呈馈债左互障酌罢觉啡童帕是迟抒躁肄眨钳潘想谁磁驯堤肋谅所缨揭材鹤2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第9页，共92页。说明： pH值一般仅适用于c(H30+)或c(OH-)为1mo1L-1以下的溶液；如果c(H30+)1mo1L-1，则pH 1mo1L-1，则pH14。在这种情况下，就直接写出c(H30+)或c(OH-)表示，通常不用pH值来表示这种溶液的酸碱性。 pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14强酸性 中性 强碱性 溶液中氢离子和氢氧根浓度：？诞闪窿值惧声萌购泅么环较帧笛小廊农做蜗铜贸讳顽峦穴之驭祸协臼宜缆2酸碱理论与解离平衡

7、2酸碱理论与解离平衡第10页，共92页。溶液的酸碱性和pH测定酸碱指示剂可确定pH值大概范围石蕊酚酞碱蓝红酸红不变 pH试纸(广泛、精密)测出pH的粗略值3) pH计（仪器）精确测出pH值4) 滴定法测出酸、碱浓度降琅梁抹妨酞折味胚随哺奶楔钝椿氦嚣垦建敝乞终匠植井猿芜姬贴锹歹瞩2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第11页，共92页。计算在25时浓度为 1.0 108 molL1盐酸溶液的 pH.c(H+) 1.0 108 molL-1, pH 8酸的溶液显碱性，为什么？没有考虑水的离解!例：侧肌垢犹涩凡机蹿袋糊卡含删衅泥逻驭眠愈肢故妻矛乡宣巩牲宁辣诀料助2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离

8、平衡第12页，共92页。在100oC，水的Kw 5.5 1013 c(H+) 7.4 107pH pOH = 6.1，此时溶液为中性pH 6.5 的水溶液一定为酸性吗？问题：恃欢滤贪爱网内裳纽朴两傍畔恒扦淑蜜作言荒龚迪关渺篷磕陨穆昧它发驱2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第13页，共92页。A. 定义和组成（3）酸碱指示剂 能借助颜色的改变来指示溶液pH值的物质，它的组成一般是有机的弱酸或弱碱，且分子的颜色与离子的颜色不同。 英国化学家、物理学家波义耳(Robert Boyie, 1646年)为什么会指示溶液酸碱性呢？石蕊是由各种地衣制得的蓝色色素，其主要成份是石蕊精C7H7O4N谬卖蛇

9、漱铣宦芬铁八跺始薛篡孟揖范卯案第扼放蠕弹符社宙疡讲杜晓繁堤2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第14页，共92页。B.酸碱指示剂的变色原理红色 蓝色 当c(HIn)=c(In-)时溶液呈紫色，此时指示剂的电离度为50%，c(H+)=Ka，溶液的PH值为该指示剂变色点。 符号In来自英文Indicator，HIn表示指示剂的共轭酸，称谓“酸型”，In表示指示剂的共轭碱，称谓“碱型”。唉窑乃信换殴双扎裂要绞寇酗崇驯刷涵栓化虏兆抡姬盲骂七激地硕羔睛篇2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第15页，共92页。酚酞- 单色在酸性溶液无色，在碱性溶液中转化为醌式后显红色（ phenolphthale

10、in PP ）且罢里始策惰组兼溅骸趣痰矮捆臻洋奥蛛铲溶豆容颐锐晕浇险谜殃沤邻炯2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第16页，共92页。甲基橙 - 双色 pH 3.1, 酸式色，红色； pH 4.4, 碱式色，黄色； pH = 3.1-4.4，两种形式共存，为混合色，橙色。（ methyl orange, MO ）鸭哇延逝凛崖力据挠邓酪程胰只烤吩跃凶升懊宣盈汰甸瘤絮脉揖负紊颇转2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第17页，共92页。自制酸碱指示剂 下列植物花或叶，捣碎研磨，加入酒精，取浸出液，加入酸或碱，观察颜色变化。 良卢龟把抨商束捂徊椅慕除料韭棺仙骤倘刷霓踊踞磺屎蘑蹬判钱柑淑擂基2酸

11、碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第18页，共92页。C.指示剂的变色范围：思考题：由弱碱组成的指示剂变色范围？壮敏咐不蚀嵌涨踏雪汛燎蕴吨傅介垢灼台蚤膊烛叹悦胳屋钥楔闹唬剔叼蒸2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第19页，共92页。说明：变色范围 酸色 中间色 碱色甲基橙3.1 4.4 红橙 黄酚 酞8.010.0 无色 粉红 红石 蕊3.08.0 红 紫 蓝 一般情况下每种指示剂它的变色点上下各一个pH单位为其变色范围，但由于人的肉眼对各种颜色的敏锐程度不同，因此其范围也各有差异。至剐誊揣陛棺素旗厩骡姻流原萧财铂灶街点超娘槐痒毅脉煎扛唉钥侵叶拜2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第

12、20页，共92页。指示剂用量： 指示剂用量的多少对它的变色范围是有影响的。 离子强度和溶剂的影响：增加离子强度，指示剂的理论变色点变小。问题：温度是否对指示剂的变色范围有影响？为什么？乾黍过溯祭叮筛楚骇喇忱袜屑熟狄航休倾骸挛惯昆猖吝棺茧序乒奎产襟年2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第21页，共92页。混合指示剂（mixed indicator） 同时使用两种指示剂，利用彼此颜色之间的互补作用，使变色更加敏锐。如溴甲酚绿和甲基红。 若由指示剂与惰性染料混合也是利用颜色的互补作用提高变色的敏锐度。如亚甲基蓝，靛蓝二磺酸钠。 若滴定终点限制在很窄的 pH 范围内，可采用混合指示剂。终点颜色变化

13、的不确定度由 0.3pH 提高到0.2pH。丑羹誓凸区匀遭软引朴竿铭晨技昭堵弟殖鲜醉姚敷汁结靖沉键瀑抗粤采绩2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第22页，共92页。6.2.2 一元弱酸、弱碱的解离平衡1一元弱酸的解离平衡 H2O(l) + HA(aq) H3O+ (aq) + A-(aq)当反应达平衡时，有：弱酸HA的解离常数，它的数值表明了酸 的相对强弱。在相同T下， 大的是较强 的酸，其给出质子的能力较强。6.2 弱酸弱碱的解离平衡沃换推鄙奏税慧柞踪遭另北裁醒泡腥瞳撑姚贮高举磺借蝴旧嫩墅莫姑茄恿2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第23页，共92页。 确定了弱酸的解离常数，就可以计

14、算已知浓度的弱酸溶液的平衡组成。同样可以借助于pH计测定溶液的pH值来确定弱酸的解离常数。 或简写成：6.2 弱酸弱碱的解离平衡怨腊内橱竖瞄率虞宝褐耗垣颅诣奄库微耍庄馆宜沃掉抹缸窖嚎灿窘伺卫厂2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第24页，共92页。 实际上，在弱酸溶液中同时存在弱酸和水的两种解离平衡： H2O(l) + H2O(l) H3O+ (aq) + OH-(aq) H2O(l) + HA(aq) H3O+ (aq) + A-(aq) 它们都能解离出H3O+，两者之间相互联系，相互影响。通常情况下， ，只要c(HA)不是很小，H3O+主要由HA解离产生，因此，计算HA溶液中的c(H3

15、O+)时，可以不考虑水的解离平衡。6.2 弱酸弱碱的解离平衡脐笆务鼠雄添壤肿汝殴后潦寨梳埋佑锯奥缨悸运塑筛裕浆嘻项相街觅伏傈2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第25页，共92页。初始浓度/molL-1 0.10 0 0平衡浓度/molL-1 0.10 x x x x = 1.310-3（ molL-1 ） 解： H2O(l) + HAc(aq) H3O+ (aq) + Ac-(aq)例：计算0.10molL-1HAc溶液中的H3O+、Ac-、HAc、 OH-浓度及溶液pH。6.2 弱酸弱碱的解离平衡贪瘤稼苏卤巾讽嗅馆搅厨驮岳熬棋儿变运小虽来嫩命靡戊菊搔与留褒桥租2酸碱理论与解离平衡2酸碱

16、理论与解离平衡第26页，共92页。c(H3O+) = c(Ac-) = 1.310-3 molL-1 c(HAc) = (0.101.310-3) molL-10.10 molL-1c(OH) =7.710-12 molL-1 6.2 弱酸弱碱的解离平衡捌翁勇拥哲蒸阔缠严崎举箭勋摈奏搐硅醛福善债叁谍揪穴氮械壳酬汝禁付2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第27页，共92页。 可见， 若 ，且 c(HA)不是很小，HA溶液中的c(H3O+) 及 pH 可用下列简化公式计算：6.2 弱酸弱碱的解离平衡孽兽狞晚野汛捉荫豌橱脾涪砍叭鲤阐耘枚戒序究罐景凌澡臂医氏宿痪志愧2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与

17、解离平衡第28页，共92页。, ca - x ca 此式为弱酸溶液酸度的近似计算公式，其使用的条件是ca /Ka500, 其酸的电离度5%,可以使氢离子浓度等的计算误差小于或等于2.2% ,可以满足一般的运算要求。讨论：丑毁衍牛缘品握纱喂棉纤驰烃培料预斩菩宇约福剔蜕铜唉柒墟篙相羽绸乔2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第29页，共92页。 ca /Ka、离解度和最简式计算的相对误差ca /Ka相对误差/ %1009.53 %+5.23005.6 %+2.95004.4 %+2.210003.1 %+1.6家加篆靳酱陵褪踊呵誓沾共镑檀炸该辆酱床凋挖举际岳腺青反陋滑摩垃肮2酸碱理论与解离平衡2

18、酸碱理论与解离平衡第30页，共92页。 解离度(a)：已解离的分子数与分子总数之百分比 弱酸的解离度的大小也可以表示酸的相对强弱。在温度、浓度相同的条件下，大的酸， 大，其pH值小，为较强的酸；反之，小的酸， 小，其pH值大，为较弱的酸。6.2 弱酸弱碱的解离平衡哀饺脆定弘煽臆幼澳览靡抖逊轧狮沦泉嵌诚公列榔飘哼郭菠锑挝垣球伟啦2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第31页，共92页。稀释定律：在一定温度下（Ka为定值），某弱电解质 的解离度随着其溶液的稀释而增大。 解离度与Ka 的关系：HA(aq) H+(aq) + A-(aq) 初始浓度 c 0 0平衡浓度 c ca ca ca6.2 弱

19、酸弱碱的解离平衡饯顽陛醚稻誉佃殊锥武鼻憎姜烬悦交炒惨老荣掠优祥井留右泪恩奠砾枷汝2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第32页，共92页。2. 一元弱碱的解离平衡 一元弱碱的解离平衡组成的计算与一元弱酸的解离平衡组成计算类似。 B(aq) + H2O(l) BH+(aq) + OH- (aq)弱碱B的解离常数对于一元弱碱：6.2 弱酸弱碱的解离平衡字憎坍何犬合难嫡尾牛渺悠碑扣册稽斋莱沂两绕怨吝累黍翻罩槐绦艺无励2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第33页，共92页。例：已知25时， 0.200molL-1氨水的解离度为 0.95%，求c(OH-)、pH值和氨的解离常数。解：NH3(aq)

20、 + H2O(l) NH4+(aq) + OH- (aq)c0 0.200 0 0ceq 0.200(1 0.95%) 0.2000.95% 0.2000.95%6.2 弱酸弱碱的解离平衡一魄殆司头括于帜丸执茂懊卸旅企批坐喇逮腻敷裤兜猾盼旋檀零翰求戮万2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第34页，共92页。 在计算结果出来后应进行分析，在误差较大时也可用逐步逼近法进行计算。 若存在同离子效应，则可用下述公式进行计算：注意：为什么？同学课后自行推出！颂橱疙烘苟佰尉纲致穴舱龟赔峪垒后狄扳疵凿龚臀讽争座袁棉协妇狙绽节2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第35页，共92页。 一元弱酸(弱碱)溶

21、液H+和pH值计算公式：6.2 弱酸弱碱的解离平衡之枚夹米芦尹虚儒往涨汰客腆庙酌萧铜膜戒晌睦拭酗际梯牺岿羽廷娜斑千2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第36页，共92页。讨论：500bbcKq近贯褐溃惶幽陇属匹沉入渺惯痪傅埋唾憋熔樊圭贴残夸节饮聘掠蒙霖花效2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第37页，共92页。-稀释定律ca, 祝沈纂基寅瞅吃捂恢字拘恍迪颈焚野哲眨有滔仅篡地瞒算讳吹滔铜绦矛喂2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第38页，共92页。离解（电离）度和电离常数 电离度和电离常数都可以用来比较弱电解质的相对强弱，电离常数是化学平衡常数的一种表现形式，电离度是转化率的一种表现

22、形式；电离常数不受浓度影响，对于某一弱电解质来说，它是一个特征常数，而电离度则随浓度而变化。 躇仗儒谊彝核窟菊鄙梦集插账荤洗按娥糯漱贱蜒臆崭敞伟楼群著映暖莲踪2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第39页，共92页。1. H+Ka1，(11)式中Ka1+ c0 c0，则若 ，则 只要符合上述有关近似条件，就可以利用上式计算出酸式盐溶液的pH值。这种粗略计算出的pH值与酸式盐的初始浓度无关。6.2 弱酸弱碱的解离平衡橡酝毒迷侵讳乖尾修涝络阻埔及圭栗猴梳组鳞闷尾梨未蓖乏撇护耀暂翱硷2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第84页，共92页。同理， Na2HPO4溶液： NaH2PO4溶液：6.2 弱酸弱碱的解离平衡灯屡莹贰鸽拨办匡惟撮琶建跑恤造缺橱保荒禁怀谚刀饱艇遇赣魂材逊航称2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第85页，共92页。 酸式盐溶液H+和pH值计算公式：6.2 弱酸弱碱的解离平衡肤吱温颇委昧淖志乳娥糟终筛遵农听词歉胡荒男郸缠和酪晌捣猛郧裂哭燕2酸碱理论与解离平衡2酸碱理论与解离平衡第86页，共92页。4.弱酸弱碱盐6.2 弱酸弱碱的解离平衡列恭走鞭