第二十课 酸碱平衡.ppt

1、无机化学,（二十）,盐在水溶液中，与水作用使水的解离平衡移动而改变溶液的酸度，此作用称为的水解。,（1）弱酸强碱盐（如NaAc）,Ac + H2O OH + HAc,8. 2 盐的水解,例：计算0.010 molL-1NaAc溶液的pH值和水解度。 解： Ac- + H2O HAc + OH- 平衡时：c0-x x x,NH4+ + H2O NH3 H2O + H+,（2）强酸弱碱盐（如NH4Cl）,（3）弱酸弱碱盐（如NH4Ac）,NH4+ + Ac + H2O NH3 H2O + HAc,M+ + H2O M(OH) + H+ A + H2O HA + OH- H+ = MOH - HA,

2、当 , 且Kh很小时，近似有：,则,例：求0.1moldm3的NH4F溶液pH。 解：C0 Ka = 6.3110-4,pH=6.23,一级水解：CO32H2O HCO3OH,（4）多元弱酸强碱盐的水解（如Na2CO3）,二级水解：HCO32H2O CO32OH,显然：,多元弱酸盐水解一般只考虑第一级水解，第二级水解忽略不计。,（1）平衡常数的影响 生成盐的酸和碱的Ka Kb越小，Kh越大。 （2）温度影响 水解一般是吸热过程，H 0，温度升高水解增大。,（5）影响水解的因素,（3）外界条件的影响 浓度：水解度 h = (Kh/c0)1/2，盐的起始浓度小，水解度越大，将溶液稀释，水解度增大；

3、 酸度：酸度对水解有明显的影响。加入适量的酸碱可以抑制水解。 如SnCl2溶液的配置（用HCl溶液溶解）。,10.5.1 溶度积常数,1 沉淀溶解平衡的实现,在一定温度下，将难溶电解质晶体放入水中时，就发生溶解和沉淀两个过程。,10. 5 难溶强电解质的沉淀-溶解平衡,在一定条件下，当溶解和沉淀速率相等时，便建立了一种动态的多相离子平衡，可表示如下：, 溶度积常数，简称溶度积。,由于活度与浓度不一致，可能存在过饱和现象。,有了Ksp，我们就可以根据反应商Q与Ksp的大小，判断难溶强电解质溶液中反应进行的方向了。 例：某溶液反应： AaBb(s) aAb+bBa 任意时刻：Q = (Ab)a(B

4、a)b,2 溶度积原理,Q Ksp ，沉淀从溶液中析出； Q = Ksp ，饱和溶液与沉淀物平衡； Q Ksp ，溶液不饱和，沉淀将溶解。,这就是溶度积原理。,3同离子效应与盐效应,1同离子效应 在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离子的易溶强电解质，而使难溶电解质的溶解度降低的作用。,例：求 25时， Ag2CrO4在 0.010 molL-1 K2CrO4溶液中的溶解度。,解：,在难溶电解质溶液中，加入易溶强电解质而使难溶电解质的溶解度增大的作用。,2盐效应, 当 时， 增大，S(PbSO4)显著减小，同离子效应占主导；, 当 时， 增大，S(PbSO4)缓慢增大，盐效应占主导。,从平衡常数

5、角度来看，溶度积Ksp表示难溶物质溶解的趋势。溶解度也可以表示难溶物溶解的程度，两者之间有着必然的联系。 本章中将以难溶物饱和溶液的物质量浓度来表示其溶解度S。下面来看溶解度与Ksp之间的关系。,4溶度积与溶解度的关系,溶度积和溶解度的相互换算,例 ：25oC，AgCl的溶解度为1.9210-3gL-1， 求同温度下AgCl的溶度积。,S = 6.510-5molL-1,例：25oC，已知 (Ag2CrO4)=1.110-12，求 同温下S(Ag2CrO4)/gL-1。,解：,不同类型的难溶电解质不能直接用溶度积比较其溶解度的相对大小。,Ag2CrO4,*相同类型的难溶电解质, 其 大的 S

6、也大。,根据溶度积原理，当Q Ksp时，有沉淀生成。 例：向1.010-3molL-1 的K2CrO4溶液中滴加AgNO3溶液，求开始有 Ag2CrO4沉淀生成时的Ag+。CrO42-沉淀完全时Ag+是多大？ 解： Ag2CrO4 2Ag+ + CrO42-,10.5.2 沉淀的生成,即CrO42-= 1.010-5molL-1 时沉淀完全，则此时：,即当Ag+=4.510-5 molL-1时开始有Ag2CrO4沉淀生成。 一般地，溶液中某离子的残余量小于1.010-5molL-1 ，认为该离子已完全沉淀。,例：向0.10molL-1ZnCl2溶液通H2S至饱和时，溶液中刚好有ZnS沉淀生成，

7、求此时溶液的H+。,S2- = 2.010-21,H2S 2H+ + S2-,H+ = 0.21(molL-1),解：涉及弱酸电离平衡和沉淀溶解平衡及二者的相互影响。,ZnS Zn2+ + S2-,如果一种溶液中同时含有多种离子A、B、C等，当加入某种X溶液时，A、B、C离子先后沉淀的现象称为分步沉淀。 分布沉淀可用于分离溶液中的离子。,例：混合溶液中含0.01molL-1的Cl-和I-，问逐滴加入AgNO3溶液，Cl-、I- 哪一种离子先沉淀？可否用分步沉淀分离Cl-和I-（298K时Ksp(AgCl) = 1.7710-10, Ksp(AgI) = 1.7710-17, 不考虑溶液体积的变

8、化) 。,解： AgX (s) = Ag+(aq) + X- (aq) 开始出现AgCl所需Ag+为： Ag+ = Ksp(AgCl) / Cl- = 1.77 10-8 mol.dm-3 开始出现AgI所需Ag+为： Ag+ = Ksp(AgI) / I- = 8.51 10-15 mol.dm-3 AgI 先沉淀析出,当AgCl开始析出时，Ag+ 同时满足：,此时，残存的I-浓度为：,当AgCl开始时，I- 已沉淀完全，故可通过分步沉淀分离Cl-和I-。,在分析化学中，“分步沉淀原理”使用较多的是硫化物和氢氧化物的分离。,例：如果溶液中Fe3+和Mg2+的浓度都为0.010 moldm-3

9、，求使Fe3+完全沉淀而使Mg2+不沉淀的pH条件是什么？ 解： Ksp(Fe(OH)3)=2.810-39 Ksp(Mg(OH)2)=5.610-12 使Fe3+完全沉淀，则必须 Fe3+1.0105 ，此时:,pOH=11.2 pH=2.8 类似可求产生Mg（OH）2沉淀时：,pOH=4.6 pH=9.4,因此，控制pH在2.89.4之间，即可将Fe3+和Mg2+离子分离开。,解：H2S溶液中S2-受H+控制：,例：金属硫化物的分步沉淀。混合溶液含Zn2+和Mn2+各化0.10 mol.L-3，通入H2S气体，哪一种离子先生成硫化物沉淀？如何控制溶液pH使这两种离子分离？（298K时Ksp

10、(ZnS) = 2.9310-25, Ksp(MnS) = 4.6510-14, Ka1= 5.710-8, Ka2= 1.210-15),刚出现ZnS时所需S2- ：,此时相应的H+为：,当Zn 2+定量沉淀完全时：,此时H+,同法计算Mn2+刚生成MnS所需S2-、H+及pH： s2- = Ksp(MnS) / Mn2+ = 4.65 10-14 / 0.10 = 4.65 10-13,同法计算Mn2-完全沉淀为MnS时的S2-、H+和pH：,计算结果总结如下：,结论：控制溶液pH 为：,可使Zn 2+完全沉淀为,ZnS，而Mn 2+不生成，留在溶液中，从而实现分离。实际采用,的缓冲溶液。

11、,根据溶度积原理，当Q Ksp时，沉淀将溶解。,10.5.3 沉淀的溶解与转化,1沉淀的溶解,减少溶液中离子浓度的方法： 1.生成弱电解质； 2.生成配合物； 3.发生氧化-还原反应。,例：使0.01mol SnS溶于1L盐酸中，求所需盐酸的最低浓度。 解：方法（1） SnS + 2H+ H2S + Sn2+ 起始 H+0 0 0 平衡 H+0-0.02 0.01 0.01,H+0 = 0.98 (molL-1),方法（2） SnS Sn2+ + S2-,H2S 2H+ + S2-,注意：H+为平衡时的浓度，原来盐酸中的H+与0.01mol S2-结合消耗掉0.02mol， 故，所需盐酸的起始浓度为0.96 + 0.02 = 0.98(molL-1) 讨论：需多大浓度的盐酸才能溶解CuS?,H2S = 0.01 molL-1,例： 在0.20L的 0.50molL-1 MgCl2溶液中加入等体积的 0.10molL-1的氨水溶液，问有无Mg(OH)2沉淀生成？为了不使 Mg(OH)2沉淀析出，至少应加入多少克NH4Cl(s)？ (设加入NH4Cl(