化工四大化学(专业)电解质溶液(课堂讲义).ppt

1、第十章 电解质溶液,电解质： 1. 强电解质 2. 弱电解质 溶液中只有部分电离的状态；弱酸、弱碱,Review PH值：PHlg cH+ POH: -lg cOH- H2O(l) H+(aq)+OH-(aq) Kw= 10-14 cH+ cOH- = 10-14 PH+ POH=14,10.1 弱电解质的平衡,一、一元弱酸、弱碱 1、弱酸 如HAc(CH3COOH)、 HNO2、 HCOOH、 HCN等 以HAc为例：其水溶液中电离反应,HAc(aq) H+(aq)+Ac-(aq) Ka=1.810-5 (298K) Ka的含义：,HAc(aq) H+(aq)+Ac-(aq) Ka=1.81

2、0-5,二、多元酸电离平衡 以H2S例，其水溶液中反应 第一步：H2S H+HS K 1,H2S=cH+cHS-/cH2S 第二步：H S H+S2 K 2,H2S=cH+cS2-/cHS-,10.2 酸碱理论,一、Arrhenius酸碱电离理论(Review) 二、酸碱质子理论 1 定义 2. 酸碱反应：质子转移的反应 3. 拉平效应、区分效应,HClO4HAc ClO4 + H2Ac pKa=5.8 H2SO4HAc HSO4 + H2Ac pKa=8.2 HClHAc Cl + H2Ac pKa=8.8 HNO3HAc NO3 + H2Ac pKa=9.4,区分效应,缓冲溶液,一、同离子

3、效应 在弱酸或弱碱的电解质溶液中，加入与其具有共同离子的强电解质使电离平衡向左移，从而降低了弱电解质的电离度，这种影响叫同离子效应。,例如 如在HAc溶液中加入一些NaAc，NaAc在溶液中完全电离，则Ac离子浓度增加很多，会使醋酸电离平衡左移，也降低HAc电离度。设在0.10moldm-3的HAc溶液中加入固体NaAc，使NaAc的浓度达0.20 moldm-3，求溶液中的H+和电离度。,解： HAc H+ + Ac- 开始时相对浓度 0.1 0 0.2 平衡时相对浓度 0.1-x x 0.2+x,x为H+ 平衡常数表达式 K ax(0.2+x)/(0.1-x),由于C0/ K a 400,

4、且平衡左移，近似得0.2+x=0.2 0.1-x=0.1 所以平衡常数的表达式为： K a0.2 x / 0.1,x=0.1 K a/0.2 K a=1.8105代入 得 x=9.0106 即H+=9.010-6 moldm-3 电离度 =H+/ C0 =9.0106/0.1 =9.0103,若不加入NaAc, 得 CH+= 1.3103 = CH+/ C = 1.3 所以说, 加入 NaAc固体，由于Ac的影响使HAc的缩小了144倍。,二、缓冲溶液的组成和作用,1、能抵抗少量强酸、强碱和水的稀释而保持体系的PH值基本不变的溶液称缓冲溶液。,2、一般是由弱酸和它的共轭碱 或由弱碱和它的共轭酸

5、所组成， 如 HAcNaAc；NH3H2O+NH4Cl；Na2H2PO4+ NaHPO4等可配置成不同PH值的缓冲溶液。,3、缓冲溶液为什么能控制溶液PH值基本不变？以HAcNaAc为例： 计算在0.050moll-1的 HAc和0.050 moll-1的NaAc溶液中加入 0.010 moll-1的HCl前后PH值。 （1） 加入前：HAc H + Ac 初始 0.050 0 0.050 平衡时 0.050-x x 0.050+x 得 H+ x = K aC酸/C碱 由于C0/ K a 400且平衡左移，近似得0.050+x=0.050 0.050-x=0.050 即 H+K a 所以 PH

6、=4.76,PHPKalg（C酸/C碱） 假如1升中加入HCl后， 反应生成0.010 mol HAc，则反应关系变得： C酸0.050+0.0100.060 C碱0.050-0.0100.040,PHPKalg（C酸/C碱） 4.76-0.17 4.59,如果是加强碱0.010mol ， PHPKalg（C酸/C碱） 4.76- （- 0.17 ） 4.93,4、缓冲溶液的特点：,（1）PH值或POH值的一般表达式： PHPK 酸（C酸/C碱） POHPK 碱（C碱/C酸） 所以，PH值或POH值主要取决于PK 值，但与 C酸/C碱 有关， 但PH的缓冲范围一般是：PH = PK1,（2）酸

7、度或碱度和盐的浓度越大，则缓冲能力强，但在C酸/C碱 的比值为1时，缓冲性能最好。,过量NH3+适量HCl 过量NH4+适量NaOH 过量NaAc+适量HCl,5、配制缓冲溶液 酸共轭碱 ，如： HAcNaAc；NH3H2O+NH4Cl；Na2H2PO4+ NaHPO4；HCO3+CO32,（3）用水稀释 PHPK 酸（C酸/C碱） 或 POHPK 碱（C碱/C酸） PH不变,过量NaAc+适量NaOH？,配制 pH = 7 的缓冲溶液时, 选择最合适的缓冲对是-( ) ( Ka HAc= 1.810-5 , Kb NH3= 1.810-5 ; H3PO4 : Ka1 = 7.5210-3 ,

8、 Ka2= 6.2310-8 , Ka3= 4.410-13 ; H2CO3 : Ka1 = 4.3010-7 , Ka2= 5.6110-11) (A) HAc-NaAc (B) NH3-NH4Cl (C) NaH2PO4-Na2HPO4 (D) NaHCO3-Na2CO3,下列各混合溶液中,具有缓冲作用的是-( ) (A) HCl(1moldm-3) + NaAc(2moldm-3) (B) NaOH(1moldm-3) + NH3(1moldm-3) (C) HCl(1moldm-3) + NaCl(1moldm-3) (D) NaOH(1moldm-3) + NaCl(1moldm-3

9、),选择以下正确答案, 填入相应的空格内: (A) 弱酸及其盐的浓度 (B) 弱酸盐浓度 (C) 弱酸及其盐的浓度比 (D) 弱酸的 Ka值 对于 HAc-NaAc 缓冲体系: (1)决定体系 pH 值的主要因素是_; (2)影响上述体系 pH 值变动 0.10.2 个单位的因素是_; (3)影响缓冲容量的因素是_; (4)影响对外加酸缓冲能力大小的因素是_。,20.0 cm3 0.10 moldm-3 Na3PO4 溶液与 20.0 cm3 0.10 moldm-3H3PO4相混合, 溶液的 pH值是多少 ? (H3PO4的 Ka1=7.510-3, Ka2=6.210-8, Ka3=2.2

10、10-13),测得某一弱酸 ( HA )溶液的 pH=2.52, 该一元弱酸的钠盐 ( NaA ) 溶液的pH=9.15, 当上述 HA 与 NaA 溶液等体积混匀后测得 pH=4.52, 求该一元弱酸的电离常数 K-HA 值为多少?,10.2 盐的水解,强电解质不管强酸强碱盐（如：NaCl，K2SO4），强酸弱碱盐（如：NH4Cl），弱酸强盐碱（如：NaAc，KCN）溶在水中总是多数以离子存在，但是组成不同，其溶液酸碱性不同，由于不同离子结合质子能力不一样，水解程度不同。强酸强碱盐不发生水解。,一、强酸弱碱盐 以NH4Cl为例，其反应式为： （1）NH4Cl（s）NH4+ Cl （2）NH4+(aq)H2O NH3(aq)H3O(aq),所以K NH4 (C NH3 ) (CH3O + ) /CNH4+ = = K W/ K NH3,二、强碱弱酸盐 以NaAc为例，其反应式： （1）NaAcNa Ac （2） Ac- H2O