电解质溶液和解离平衡

关于电解质溶液和解离平衡内容提要强电解质溶液理论：含义、活度、活度系数、离子强度等；掌握弱电解质解离平衡原理及计算；掌握一元弱酸弱碱、多元弱酸弱碱水溶液中H+浓度和pH的计算方法；缓冲溶液理论：组成、作用原理、性质及重要作用；掌握其pH的计算；掌握盐的水解平衡及其溶液pH的计算；酸碱溶液和难溶电解质的同离子效应。第2页,共33页，2024年2月25日，星期天第一节电解质的解离平衡强电解质定义：电解质是溶于水中或熔融状态下能导电的化合物，这些化合物的水溶液称为电解质溶液。

+第3页,共33页，2024年2月25日，星期天第一节电解质的解离平衡1.强电解质和弱电解质▪电解质可分为强电解质和弱电解质两类。在水溶液中能完全解离成离子的化合物就是强电解质。例如

Na+Cl-Na++Cl-(离子型化合物)HClH++Cl-(强极性分子)▪弱电解质在水溶液中只能部分解离成离子的化合物。例如：

HAcH++Ac-第4页,共33页，2024年2月25日，星期天第一节电解质的解离平衡强电解质溶液理论要点电解质离子相互作用，离子氛存在，致使离子间相互作用而互相牵制，表观解离度不是100%。德拜和休克尔提出的“离子氛”现象解释了一种现象。第5页,共33页，2024年2月25日，星期天第一节电解质的解离平衡离子的活度和活度因子活度：单位体积电解质溶液中，表观上所含的离子浓度，也称有效浓度。活度a与试剂浓度c的关系a=fcf为活度系数，反映电解质溶液中离子相互牵制作用的大小。由于离子的表观浓度小于理论浓度，一般f<1当溶液中的离子浓度很小，且离子所带的电荷数也少时，活度接近浓度，即f≈1。第6页,共33页，2024年2月25日，星期天第一节电解质的解离平衡离子强度：离子的活度系数是溶液中离子间作用力的反映，与离子浓度和所带电荷有关

ci和zi分别为溶液中第i种离子的质量摩尔浓度和该离子的电荷数，近似计算时。I的单位为mol·kg-1。第7页,共33页，2024年2月25日，星期天第一节电解质的解离平衡二.弱电解质弱酸、弱碱和极少数的盐都是弱电解质。第8页,共33页，2024年2月25日，星期天第一节电解质的解离平衡1L纯水相当于55.6mol的水，因此可将c(H2O)看成是常数，将它与KӨ合并，用KWӨ表示，则有：第9页,共33页，2024年2月25日，星期天第一节电解质的解离平衡第10页,共33页，2024年2月25日，星期天第一节电解质的解离平衡3.一元弱酸弱碱的解离平衡（1）解离平衡常数

第11页,共33页，2024年2月25日，星期天第一节强电解质溶液理论（2）解离度解离度：达解离平衡时，已解离的分子数和分子总数之比。单位为一，可以百分率表示。第12页,共33页，2024年2月25日，星期天第一节电解质的解离平衡（3）解离平衡常数与解离度的关系同一弱电解质的解离度与其浓度的平方根成反比，即浓度越稀，解离度越大；同一浓度的不同弱电解质的解离度与其解离平衡常数的平方根成正比。第13页,共33页，2024年2月25日，星期天第一节电解质的解离平衡4.多元弱酸弱碱的解离平衡第14页,共33页，2024年2月25日，星期天第一节电解质的解离平衡5.同离子效应在弱酸或弱碱的水溶液中，加入与弱酸或弱碱含有相同离子的易溶性强电解质，使弱酸或弱碱的解离度降低的现象称为同离子效应。

第15页,共33页，2024年2月25日，星期天第二节缓冲溶液缓冲溶液及其作用机制缓冲溶液（buffersolution）能够抵抗外来少量强酸、强碱，或稍加稀释时可保持其pH基本不变的溶液。缓冲作用（bufferaction）缓冲溶液对强酸、强碱或稀释的抵抗作用。第16页,共33页，2024年2月25日，星期天第二节缓冲溶液以HAc—Ac-体系为例当加入少量强酸时，外来H+将质子传给Ac-

，质子转移平衡左移，溶液的pH保持基本不变。当加入少量强碱时，OH-

接受H3O+传递的质子，质子转移平衡右移，补充消耗掉的H3O+离子，而溶液的pH保持基本不变。第17页,共33页，2024年2月25日，星期天第二节缓冲溶液用质子转移平衡式表示加少量强酸：H3O++Ac-HAc+H2O

(大量)加少量强碱:H3O++OH-2H2OHAc+H2OAc-+H3O++(大量)HAc+OH-Ac-+H2O抗碱成分抗酸成分第18页,共33页，2024年2月25日，星期天HAc

Ac-H3O+OH-HAcAc-HAc

Ac-示意图:第二节缓冲溶液第19页,共33页，2024年2月25日，星期天第二节缓冲溶液结论①缓冲溶液中同时含有较大量的抗碱成分和抗酸成分，对抗的只是外来的少量强酸、强碱。②通过弱酸解离平衡的移动，使溶液中H+离子或OH-离子浓度无明显的变化，因此具有缓冲作用。第20页,共33页，2024年2月25日，星期天第一节缓冲溶液及缓冲机制缓冲溶液的组成一般由具有足够浓度和一定比例的共轭酸碱对的两种物质组成。共轭酸称为抗碱成分，共轭碱称为抗酸成分。组成缓冲溶液的共轭酸碱对的两种物质合称为缓冲系(buffersystem)或缓冲对(bufferpair)。第21页,共33页，2024年2月25日，星期天共轭酸共轭碱HAcNH4ClH2PO4-NaAcNH3·H2OHPO42-抗酸成分缓冲系抗碱成分组成示意图第一节缓冲溶液及缓冲机制第22页,共33页，2024年2月25日，星期天第二节缓冲溶液常见的缓冲系

第23页,共33页，2024年2月25日，星期天第二节缓冲溶液在实际应用中，还采用酸碱反应的生成物与剩余的反应物组成缓冲系。弱酸（过量）+强碱强酸+弱碱（过量）

优点：HCl和

NaOH溶液常备试剂，容易获得。弱酸或弱碱的浓度即缓冲系的总浓度。通常缓冲溶液的pH需要在pH计监控下调整，滴加强碱/酸易于操作。第24页,共33页，2024年2月25日，星期天第二节缓冲溶液三、缓冲溶液的PH计算第25页,共33页，2024年2月25日，星期天第二节缓冲溶液第26页,共33页，2024年2月25日，星期天第二节缓冲溶液四、缓冲溶液的配置第27页,共33页，2024年2月25日，星期天第三节盐的水解一、盐水解的概念及类型由于盐溶于水时，盐的离子与水解出的H+或OH-作用，生成弱酸或弱碱，引起水的解离平衡发生移动，改变了溶液中的H+和OH-的相对浓度，所以溶液就不是中性的了。盐的离子与水解出的H+或OH-产生弱电解质的反应叫盐的水解。第28页,共33页，2024年2月25日，星期天第三节盐的水解二、水解平衡和水解常数第29页,共33页，