大学无机化学-课件-第8章--酸碱解离平衡
92页1、第 8 章 酸碱电离平衡,8 1 弱酸和弱碱的解离平衡,8 1 1 一元弱酸、弱碱的解离平衡,1 解离平衡常数,醋酸 CH3COOH (经常简写做 HAc) 溶液中存在着平衡:,或:,其平衡常数表达式可写成:,若用 c0 表示醋酸溶液的起始浓度,则有:,当电离平衡常数 K 很小,酸的起始浓度 c0 较大时,则有 c0H+ ,于是上式可简化成 :,适用条件:,一元弱酸体系 。,作为弱碱,氨水也发生部分解离,存在下列平衡:,其解离平衡常数可表示为:,Kb,2 解离度,弱酸、弱碱在溶液中解离的程度可以用解离度 a 表示,HAc 的解离度 a 表示平衡时已经电离的醋酸的浓度与醋酸起始浓度之比,即:,NH3 H2O 的解离度为:,例:,a) 计算 0.10 mol dm3 HAc 溶液的 H+ 和解离度; b) 计算 1.0103 mol dm3 NH3 H2O 的 OH 和解离度。,解离度 a 经常用百分数表示。,其中 x 表示平衡时已解离的 HAc 的浓度,各物质的平衡相对浓度 0.10x x x,各物质的起始相对浓度 0.10 0 0,故 H+1.34103 mol dm3,电离度,若不采
2、用近似计算,而将平衡常数的值代入其表达式中,则有:,解一元二次方程得 x = 1.33103,即 H+1.33103 mol dm3,解离度,各物质的起始相对浓度 1.0103 0 0,各物质的平衡相对浓度 1.0103y y y,其中 y 表示平衡时已解离的 NH3 H2O 的浓度,解一元二次方程得 OH1.25104 mol dm3,解离度,若用近似计算:,与前面计算结果比较,计算误差较大。,3 同离子效应,若在 HAc 溶液中加入一些 NaAc,NaAc 在溶液中完全解离,于是溶液中 Ac离子浓度增加很多,使醋酸的解离平衡左移,从而降低 HAc 的电离度。,例:如果在 0.10 mol dm3 的 HAc 溶液中加入固体 NaAc,使 NaAc 的浓度达 0.20 mol dm3,求该 HAc 溶液的 H+ 和解离度 a。,起始浓度 0.10 0 0,平衡浓度 0.10x x 0.20 + x,将各平衡浓度代入平衡常数表达式:,即 H+9.0106 moldm3,解离度,与前面计算结果 1.33 相比, 加入强电解质后,解离度 缩小了 149 倍。,上述计算结果说明:在弱电解质的
3、溶液中,加入与其具有共同离子的强电解质,使弱电解质的解离平衡左移,从而降低弱电解质的解离度。这种影响叫做同离子效应。,8 1 2 水的解离平衡和溶液的 pH,1 水的离子积常数,2 溶液的 pH,pHlgH+,pOHlgOH,故常温下有 : pHpOH14,pH = pOH 是中性溶液的根本标志。,3 酸碱指示剂,借助于颜色的改变来指示溶液pH的物质叫做酸碱指示剂。酸碱指示剂通常是一种复杂的有机物,并且都是弱酸或弱碱。,酸分子 HIn 显红色,酸根离子 In 显黄色,当 HIn和 In 相等时溶液显橙色。,例如甲基橙指示剂就是一种有机弱酸:,可化成:,当 HInIn10 时,明确显示 HIn 的颜色;,对于一般指示剂:,当 InHIn10 时,明确显示In的颜色。,把这一 pH 间隔称为指示剂的变色间隔或变色范围。,存在关系式:,8 1 3 多元弱酸的解离平衡,多元酸在水中是分步电离的,以氢硫酸的解离为例:,在常温常压下,H2S 气体在水中的饱和浓度约为 0.10 moldm3,据此可以计算出 H2S 的饱和溶液中的 H+、HS 和 S2。,设平衡时已解离的氢硫酸的浓度为 x ,则 H
4、+、 HS 近似等于 x ,而,H2S 0.10 - x 0.10 moldm3,起始浓度: 0.10 0 0,平衡浓度: 0.10 x x,解得 x1.05104,故 S2 1.31013 moldm3,即 H+ HS1.05104 moldm3,HS 的第二步解离极小可以被忽略,即,HS H+,从二元弱酸 H2S 的讨论中可得到以下结论 :, 溶液的 H+ 由第一级电离决定;, 负一价酸根 HS 等于体系中的 H+;,上述结论完全适用于一般的二元弱酸和二元中强酸。必须注意的是,对于二元酸与其它物质的混合溶液,以上结论一般不适用。,例:a) 求 0.010 moldm3 的 H2S 溶液中 H+ 、HS、S2 及 H2S 的浓度。 b) 若向上述溶液中加几滴浓盐酸,使其浓度达到0.010 moldm3,求溶液中 S2 的浓度。,解: a) H2S 的起始浓度 c0 = 0.010 moldm3,其 H+ 由第一步电离决定。,起始浓度: 0.010 0 0,平衡浓度: 0.010 x x,解得 x 3.32105,即 H+ = HS = 3.32105 moldm3,故 S2 1.31
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