KJ-酸碱平衡理论(共41张PPT)

第一部分酸碱平衡理论

3.1酸碱平衡的理论基础

3.2弱酸（碱）溶液的型体分布

3.3溶液中的三大平衡

3.4酸碱溶液中H+浓度计算第三章酸碱滴定法第1页，共41页。

3.1酸碱平衡的理论基础质子理论对酸碱的定义：凡是能给出质子（H+）的物质就是酸

凡是能接受质子的物质就是碱

共轭酸碱对:如HAc和Ac-

两性物质:同一种物质在不同的介质或反应中具有不同的酸碱性。如HCO3-H2PO42-HPO42-第2页，共41页。问题：指出下列酸的共轭碱：

HAc、H2SO4、HCO3-、HS-、NH4+答案：Ac-、HSO4-

、CO32-、S2-、NH3问题：指出下列碱的共轭酸：

H2O、SO32-、HS-

、HCO3-、HPO42-、H2PO4-答案：H3O+(即H+)、HSO3-、H2S

、H2CO3、H2PO4-、H3PO4第3页，共41页。酸碱反应的实质——质子的转移第4页，共41页。

酸碱质子平衡

1.对于酸的离解：2.对于其共轭碱的离解：

称为酸碱离解的标准平衡常数，其数值大小表明了酸碱离解反应能力的强弱程度。第5页，共41页。3.水的质子自递反应：共轭碱标准平衡常数换算

对于多元弱酸及其共轭碱标准平衡常数之间换算（以三元酸为例）：第6页，共41页。零水准：HAcH2O得失质子的数目作为平衡浓度的系数，等式两边分别用加号连接1mol/L的HAc溶液，0.以表示?两性物质溶液pH的计算若将H2PO4-看作酸，其离解平衡常数为10-7.零水准：溶液中大量存在，参与了质子转移或传递反应的物质。1mol/L,即总浓度。1酸碱平衡的理论基础

3.3溶液中的三大平衡

3.零水准：溶液中大量存在，参与了质子转移或传递反应的物质。Ac-OH-

化学反应等温式，标准吉布斯函数与标准平衡常数的关系。

最早的关于化学平衡的概念只是实验事实的总结，因而得到的是实验平衡常数。以K表示，量纲为。在SI和国家标准中不存在K这样的物理量。

严格讲，对于实际溶液的反应，在表达式中应使用活度。若不涉及严密的理论处理，一般使用相对浓度。第7页，共41页。思考题：1已知NH3的离解平衡常数为10-4.74，求NH4+的离解平衡常数为多少？若将H2PO4-看作酸，其离解平衡常数为10-7.2，求其共轭碱的离解平衡常数。

（H3PO4的三级电离平衡常数分别为：

）

NH4+的离解平衡常数为：H2PO4-的共轭碱为HPO42-,HPO42-作为碱时，其离解平衡常数为：

第8页，共41页。

3.2弱酸（碱）溶液的型体分布浓度为0.1mol/L的HAc溶液，0.02mol/LHAc电离HAc以两种型体存在，HAc和Ac-1．平衡浓度

=0.08mol/L

=0.02mol/L。2．分析浓度=0.1mol/L,即总浓度。3．型体分布系数用δ表示

第9页，共41页。一元弱酸溶液中各型体的分布HA为一元弱酸，在溶液中有两种型体存在，HA,A-其分布系数分别为

第10页，共41页。影响大小的因素?以

表示?第11页，共41页。当时，?当时，?当时，?。例1

，分别计算pH为3.0，4.0，5.0，6.0，7.0时各型体分布系数。

第12页，共41页。pH=4.74的溶液中，HAc的分析浓度为0.2mol/L，求HAc和Ac-的平衡浓度分别是多少？（已知：HAc的电离平衡常数为：4.74）pH=9.26的溶液中，NH3的分析浓度为0.02mol/L，求NH3型体和NH4+型体的分布系数分别是多少？(其中，NH3的)课堂练习第13页，共41页。多元酸溶液中各型体的分布H2A为二元酸，分析浓度为c，在溶液中存在三种型体H2A、HA-和A2-，其分布系数分别为2、1和o。上式分子分母同时乘以，变为第14页，共41页。同理，并且，2+1+o=1第15页，共41页。从图中可看到，没有使单独存在的pH区间，这也是后面将要谈到的为什么草酸不能分步滴定的直观解释。当时，，为主要存在形式。当时，为主要存在形式。当时，为主要形式。

草酸的型体分布曲线

第16页，共41页。

磷酸的型体分布曲线磷酸各级离解常数值相差较大，使H2PO4-和HPO42-单独存在的范围较宽。只有H2PO4-只有HPO42-第17页，共41页。3.3溶液中的三大平衡

物料平衡式在平衡状态下某一组分的分析浓度应等于该组分各种型体的平衡浓度之和。其数学表达式就是物料平衡式。醋酸溶液：草酸溶液：c(H2C2O4)=ceq(H2C2O4)+ceq(HC2O4-)+ceq(C2O42-)第18页，共41页。电荷平衡式在平衡状态下，正电荷的总量应等于负电荷的总量，溶液总是呈电中性。醋酸溶液

氢氧化钠溶液碳酸钠溶液

第19页，共41页。质子条件式

在平衡状态下，酸失去质子的总数与碱得到质子的总数应相等。这种平衡的数量关系就是质子条件式。

确立零水准建立质子条件式写出得失质子后所形成的产物的平衡浓度，分别放在等式的两边得失质子的数目作为平衡浓度的系数，等式两边分别用加号连接零水准：溶液中大量存在，参与了质子转移或传递反应的物质。第20页，共41页。得：H3O+（H+）零水准：HAcH2O

失：Ac-OH-质子条件式:如一元弱酸醋酸水溶液:第21页，共41页。得：H3O+(H+)零水准：H2CO3H2O

失：HCO3-CO32-OH-质子条件式:如二元弱酸碳酸水溶液:第22页，共41页。得：HAcH3O+（H+）零水准：Ac-H2O

失：OH-质子条件式:ceq(OH-)/

cө=ceq(H+)/ceq(OH-)=ceq(H+)+ceq(HAc)

如一元弱碱醋酸钠水溶液:第23页，共41页。得：HCO3-H2CO3H3O+（H+）零水准：CO32-H2O

失：OH-质子条件式:ceq(OH-)/

cө=ceq(H+)/ceq(OH-)=ceq(H+)+ceq(HCO3-)

+2ceq(H2CO3)

+2H+如二元弱碱碳酸钠水溶液:第24页，共41页。得：H3PO4H3O+（H+）零水准：H2PO4-H2O

失：HPO42-PO43-OH-

质子条件式:－H+－2H+－H+

+H++H+两性物质溶液-NaH2PO4溶液:第25页，共41页。

HCl=H++Cl-H2O=H++OH-质子条件式:HCl水溶液:第26页，共41页。

NaOH=Na++OH-H2O=H++OH-质子条件式:ceq(OH-)=c(NaOH)+ceq(H+)NaOH水溶液:第27页，共41页。强酸和弱酸混合溶液（HCl+HAc）HCl=H++Cl-HAc=H++Ac-H2O=H++OH-质子条件式:第28页，共41页。强碱和弱碱混合溶液（NaAc+NaOH）质子条件式:第29页，共41页。3.4酸碱溶液中H+浓度计算一元弱酸溶液pH的计算设为HA溶液，其质子条件式为：

一元弱酸pH的精确式。第30页，共41页。（1）如果酸不太弱，水的离解≤5%

（2）酸的离解度≤5%得到一元弱酸计算H+浓度的最简式

第31页，共41页。一元弱碱（A-）pH计算最简式第32页，共41页。以二元弱酸H2A为例，其质子条件式一般情况下，ceq(OH-)很小，可以略去。二级离解很小时，可以作为一元弱酸处理。

最简式

多元酸（碱）溶液pH计算第33页，共41页。两性物质溶液pH的计算最简式第34页，共41页。1.强碱与弱碱混合液以NaOH与NaAc混合液为例，其质子条件式为忽略水电离产生的OH-NaAc离解出的OH-也甚少，最简式

混合酸和混合碱溶液的pH计算第35页，共41页。草酸溶液：c(H2C2O4)=ceq(H2C2O4)+ceq(HC2O4-)+ceq(C2O42-)混合酸和混合碱溶液的pH计算2，求其共轭碱的离解平衡常数。NH4+的离解平衡常数为多少？一元弱酸溶液pH的计算为主要存在形式。混合酸和