第五章+水溶液中的离子平衡1.ppt

1、第五章水溶液中离子平衡的四大平衡：酸碱电离平衡、沉淀溶解平衡、配位化合物的生成离解平衡、氧化还原平衡水溶液中离子的反应、特性：反应速度，很快达到平衡；热效应小，反应温度对平衡常数的影响小。压力不影响反应平衡。因此，只考虑浓度对平衡的影响。h小！酸碱电离理论(Arrhenius酸碱理论)在大约18世纪下半叶，Arrhenius提出了电离理论，建立了酸碱电离理论。能够在水溶液中电离氢离子(h)的含氢化合物称为酸，例如HCl，HNO3，H2SO4，H3PO4。氢氧化物离子(OH)在水溶液中可以电离的氢氧化物称为碱，例如nao、coh、Mg(OH)2。100%电离：强酸碱；部分电离：弱酸弱碱。1 .酸

2、碱理论，I .酸碱电离平衡，极限：(a) NH4Cl的水溶液呈酸性，Na2CO3的水溶液呈碱性，(b)仅在水溶液中，酸碱概念酸碱质子理论，HCl H cl-HAC H AC-NH4 H NH3 HCO 3-H co32-hpo 42-H PO43-Fe(H2O)63H Fe(H2O)5(oh)2碱Ac- H酸和碱的关系称为共轭关系，这种酸碱对称为共轭酸碱对。共轭酸碱对：HAc/Ac-或NH4/NH3以下哪一个共轭酸碱对？rnh-/rn H2()oh-/h3o(x)oh-/O2(x)NaOH/na(x)，oh的共轭酸：H2O；OH的共轭碱：O2共轭酸碱对：H2O/OH，OH/O2，NH3的共轭酸

3、：NH4NH3共轭碱：NH2共轭酸碱对：NH4/NH3，NH3/NH2，HAc的共轭酸：h2acHAc共轭碱：Ac共轭酸碱对：H2Ac/HAc，HAc/Ac习惯性地将HAc/NaAc称为共轭酸碱对！HPO42共轭酸： h2po 4；HPO42共轭碱：PO43共轭酸碱对：H2PO4/HPO42，HPO42/PO43共轭NaH2PO4/Na2HPO4和Na2HPO4/Na3PO4，酸碱两性物质：既可以提供质子，也可以提供质子H2O，还可以提供酸碱H2O H OH(碱)H2O H H3O(酸)HCO3- H CO32-(碱) 酸碱中和反应，碱电离反应，非水溶剂中的质子传递：hi ch3oh I-ch

4、3oh 2acid 1碱2碱1酸2 HBr HAc Br- H2Ac酸1碱2酸-。 能接受电子对的物质是酸性的。例如，AlCl3、BF3、Cu2、Fe3。能提供电子对的物质是碱。例如，NH3，H2O，纯水是非常弱的电解质H2O(l) H2O(l) H3O (aq) OH-(aq) H3O:水合质子在纯水中的实验测量，在25oC时，在h35oc，2 .水的自解提高了平衡，P. 315/表12-3 T，Kw就变大了。水的自解是吸热反应，即H 0 100oC，Kw=5.05 1013许多化学反应和几乎所有生物生理学现象都在H3O浓度低的溶液中进行，因此PH=0，H3O=1.0 10-14 mol/l

5、，ph=7，中性葡萄酒：2.8 3.8海水：8 9；血液(人):7.35 7.45，水溶液中Kw=H3O OH-=1.0 10-14 H3O OH- OH- H3O酸性溶液，OH- 0碱性溶液，H3O 0，3。强酸和强碱的水溶液，在纯净水中添加强酸(或强酸)，水的自分解平衡移动H2O(l) H2O(l) H3O (aq) OH-(aq)，但温度不变。Kw=H3O OH-=1.0 10-14不变强酸HX: HCl强碱MOH:NaOH，HCl强酸HX的水溶液，H3O=chxoh-=xh3o=chxx=也就是说，如果H3O=CHX 1.0 10-9mol/L CHX 1.0 10-5mol/L，则不

6、能忽略水自行分解产生的H3O。也就是说，如果H3O=CHX h3o=25oc，kw=1.0 10-14 CHX 1.0 10-9 mol/L，则可以忽略强酸性电离产生的H3O。即H3O 1.0 10-7 mol/L，P 316/表HCl水溶液，NaOH等强碱MOH的水溶液，OH-=CMOH y H3O=y OH-=CMOH=CHX H3O=CMOH水溶液中酸碱的相对强度、酸或碱的强度，是授予质子或接受质子的能力越大，酸或碱的强度就越强。强酸和强碱在水溶液中完全电离。但是只有少数，大部分是弱酸和弱碱，水溶液中只有部分电离，维持电离平衡。酸或碱的强度不仅取决于酸碱本身提出质子或接受质子的能力，还取

7、决于溶剂中接受或提供质子的能力。因此在酸碱强度的比较中，要选择相同的溶剂，最常用的溶剂是水。HA:弱酸HA(AQ)H2O(l)h3o(AQ)a-(AQ)ka=KC=KC=:mol/l，Ka:弱酸的离解常数Ka相反，酸的强度越大，ka(即，酸的电离度越高)就越大。强酸(如HCl):在水中100%电离。b:弱碱b(AQ)H2O(l)oh-(AQ)BH(AQ)Kb=KC=KC=:mol/l，Kb:弱碱相反，碱的强度越高，Kb就越大(即碱的电离程度越高)。强碱(如NaOH):在水中100%电离。P.319/表12-4，ha(AQ)H2O(l)h3o(AQ)a-(AQ)ka=a-(AQ)H2O(l)ha

8、HAc/Ac- NH4/NH3，共轭酸碱对的Ka和Kb，水的“展平效果”HX H2O H3O X-非水溶剂的“分辨效果”HCl HAc H2Ac Cl-San一元弱酸(弱碱)电离平衡一元弱酸：使H3O电离，一元弱碱部分电离：oh-，和部分电离HA水溶液中存在的平衡：(1) ha (AQ) H2O (l) h3o (AQ)弱酸弱碱的电离平衡，材料平衡：ha a-(3)电荷平衡：H3O=OH- A- (4)，1 (1)，HA=H3O A-/Ka等于(3)h3o的近似值(CHA 400Ka)，忽略水的自电离H3O，ha (AQ) H2O (l) h3o (AQ) a-(AQ)开始cha0转换x x x x x x ka=x2/OH-计算近似值(CB 400Kb)，(忽略水的自电离OH)，b (AQ) H2O (l) oh-(AQ) BH (AQ)开始cb0转换y y y平衡CB y y y y y，解决方案： chac=0.1 mol/l chac400 ka，HAC (AQ) H2O (l) h3o (AQ) AC-(AQ)平衡chac x x x，AAC以H3O 1=0为起点，将等式的右侧替换为下一个，H3O 2=1.0 10-7，将等式的右侧替换为下一