电解质溶液-医用化学ppt课件

1、第二章 电解质溶液 electrolyte solutions,2.1 电解质在溶液中的离解 2.2 酸碱质子理论 2.3 溶液的pH计算 2.4 沉淀-溶解平衡,电解质：在熔融状态或水溶液中能够离解成离子(导电)的物质。,电解质的概念与分类,2.1 电解质在溶液中的离解 dissociation of electrolytes in solutions,一、强电解质理论-离子互吸学说,1923年由德拜(P.Debye)和休克尔(E.Hckel)提出,结论,实测离解度不是真正的离解度，称为表观离解度,强电解质的离解是完全的，只是由于离子氛和“离子对”的存在，才造成了强电解质不完全离解的假象（实测离解度小于100%）。,2、活度与活度系数,活度：也叫离子的有效浓度，是指溶液中能发挥离子效能的离子浓度（以相对浓度表示）。符号a。,a = fc/c,通常，离子活度系数小于1，浓度越稀，f越接近于1。 中性分子或弱电解质溶液， f视为1。,活度系数,二、弱酸弱碱的离解平衡,1、一元弱酸弱碱的离解平衡与离解常数,Ka酸，Kb碱； pKa-lgKa，pKb-lgKb；,离解常数K除与弱电解质的本性

2、有关外，还与温度有关，而与浓度无关；,离解常数可表示酸碱的相对强弱；,HA H+ + A-,注意表达式中各浓度项的含义。,忽略离子间影响,离解度及其与离解常数的关系,离解度：离解达到平衡时，已离解的分子数占溶质分子总数的百分数。符号 。,BOH B+OH-,对浓度为c的弱碱：, H+, H+,2、多元酸碱在溶液中的离解,H3PO4的-pH曲线,温度；同离子效应；盐效应。,3、影响弱酸、弱碱离解度的因素,同离子效应:在弱电解质溶液中，加入一种与该弱电解质具有相同离子的强电解质时，弱电解质离解度降低的现象。,从平衡常数表达式分析：,例 ：25时，向lL浓度为0.1molL-1HAc溶液中加入0.1molNaAc，求HAc的离解度。(设溶液总体积不变，KHAc=1.7610-5),x=1.7610-5 molL-1,盐效应：在弱电解质溶液中，若加入与弱电解质不具有相同的离子的强电解质时，该弱电解质的解离度增大的现象。,盐效应一般影响较小，非精确计算不考虑,同离子效应发生的同时也有盐效应。,HAc H+ + Ac-,2.2 酸碱质子理论 proton theory of acid-base,酸

3、:能给出质子(H+)的物质。质子给予体。,特点 1、扩大了酸碱概念； 2、酸碱概念有相对性； 3、酸碱相互依存； 4、没有了盐的概念,共轭酸碱对:仅相差一个质子的一对酸、碱。,中性物质:不能给出质子，也不能接受质子的物质。,两性物质:既能给出质子，也能接受质子的物质。,碱:能接受质子的物质。质子的接受体。,一、基本概念,例：,共轭酸 共轭碱,HCl H+Cl-,HOAc H+OAc-,H2CO3 H+HCO3-,HCO3- H+CO32 -,NH4+ H+NH3,H3O+ H+H2O,H2O H+OH-,Al(H2O)63+ H+Al(H2O)5OH2+,二、酸碱的强弱,酸强，其共轭碱就弱；酸弱，其共轭碱就强。 同一溶剂中，Ka值愈大，酸性愈强；反之，则碱性愈强。 酸碱性的强弱还与反应对象（溶剂）的性质有关。,三、共轭酸碱对的Ka与Kb的关系,HA HA,AH2O HAOH,水的离子积常数,（酸强，共轭碱弱；酸弱，共轭碱强）,四、酸碱反应,反应实质：两对共扼酸碱对间的质子转移反应。,反应方向：由较强的酸和较强的碱作用，向着生成较弱的酸和较弱的碱方向进行。,2.3 溶液的pH计算 cal

4、culation of the pH of a solution,任何水溶液中，均存在着水的离解平衡。 在纯水和一切稀水溶液中, KW只是温度的函数（在稀水溶液中H2O仍可看成常数 ）。,水的离子积常数,一、水的质子自递反应和水的离子积,二、溶液酸碱性的表示法,以溶液中H+与OH-的相对大小定义酸碱性：,pH= -lg H+ ； pOH= -lgOH-,人体各种体液的pH值,酸中毒(acidosis)： pH值7.44,pH + pOH = 14 （25）,三、溶液pH值的计算,一元弱酸弱碱溶液,HA H+ + A-,Kac 20Kw ，且cKa500或 5%时 ：,对一元弱碱溶液 ，有类似公式：,Kbc 20Kw ，且cKb500或 5%时 ：,BOH B+OH-,例1、计算0.010 molL-1 NH4Cl溶液的pH值（Kb，NH3=1.7910-5） 。,例2、计算0.10 molL-1NaAc溶液的pH值（Ka，HAc=1.7410-5 ）。,多元酸碱溶液,(1)当Ka1ca20Kw，可忽略水的离解。 (2)当Ka1Ka2102时，可忽略二级以上的离解，当作一元弱酸处理，则

5、H+HA-， H2A c(H2A),(3)若cKa1500，则,A2-Ka2,对于多元弱碱溶液，有类似公式：,Kb1cb20Kw， Kb1Kb2102 且cKb1500时,例、计算0.100 molL-1Na2CO3溶液的pH值。,解：,Kb1cb20Kw，Kb1Kb2102， cbKb1500，,pOH=2.33 pH=14.00-2.33=11.67,两性物质,Ka1-作为碱时其共轭酸的离解常数； Ka2-作为酸时本身的离解常数。,Na2HPO4溶液pH计算公式？,H2PO4-、HPO42-、NH4OAc及氨基酸等,例1、,计算0.10 molL-1NaH2PO4溶液的pH值。,解： H3PO4的pKa1=2.16， pK a2=7.21， pK a3=12.32。,计算0.10 molL-1NH4CN溶液的pH值。已知NH4+的Ka为5.5910-10，HCN的Ka为6.1710-10。,例2、,解：,2.4 沉淀-溶解平衡 precipitationdissolution equilibrium,一、溶度积,MmAn mMnnAm,在一定温度下，微溶电解质饱和溶液中离子浓度幂之

6、乘积为一常数（不随浓度而变）。,溶度积常数的大小，可反映微溶电解质的溶解能力。(对于组成类型相同的微溶电解质，溶度积常数大，溶解度也大),Kap (MmAn)a(Mn)m a(Am)n,Ksp (MmAn)Mnm Amn,溶度积与溶解度之间的关系,MmAn mMnnAm,对MA型电解质,对M2A型电解质,对MA2型电解质,使用Ksp与S之间换算公式应注意的问题:,(1)仅适用于离子强度很小，浓度可以代替活度的难溶电解质溶液。对于溶解度较大的微溶电解质(如CaSO4、CaCrO4等)，可能产生较大误差 ；,(2)仅适用于已溶解部分能全部解离的难溶电解质。对于Hg2Cl2, Hg2I2等共价性较强的物质，会有较大误差；,(3)仅适用于溶解后解离出的阳、阴离子在水溶液中不发生副反应或副反应程度很小的物质。,18时，Mg(OH)2的Ksp = 1.810-11，求它的溶解度。,例1、,已知25时，AgCl的Ksp=l.8l0-10，Ag2CrO4的Ksp=l.1l0-12，试比较它们的溶解度大小。,例2、,解：, 当溶液中QspKsp时，是未饱和溶液，如果体系中有固体存在，将继续溶解；,当Qs

7、p= Ksp时，是饱和溶液，达到动态平衡；, 当Qsp Ksp时，将会有MmAn沉淀析出，直至成为饱和溶液。,二、溶度积规则,MmAn mMnnAm,离子积,在0.10molL-1Mg2+溶液加入等体积0.10 molL-1HF溶液，有无MgF2沉淀生成？不要生成MgF2沉淀，需将溶液H+增大至多少以上？( ),不要MgF2沉淀生成：,解：,有MgF2沉淀生成。,例1、,往含有0.10molL-1Cl-和0.10molL-1I-的溶液中，逐滴加入AgNO3溶液。（1）哪种离子先沉淀？（2）能否用逐滴加入AgNO3溶液的方法将Cl-和I-分离？,例2、,解: 设开始生成AgCl沉淀所需Ag+浓度为c1(Ag+)，开始生成AgI沉淀所需Ag+浓度为c2(Ag+) 。根据溶度积规则，要生成沉淀，必须Qc Ksp ，则：,AgI先沉淀。,c2(Ag+) c1(Ag+),即I-沉淀完全时，Cl-还没开始沉淀，可以用 逐滴加入AgNO3溶液的方法将Cl-和I-分离。,c3(Ag+) c1(Ag+),设I-离子沉淀完全时所需Ag+浓度为c3(Ag+),例3、,试判断下列反应能否顺利进行：,解：,平衡常数较大，可顺利进行。,三、影响难溶强电解质溶解度的因素,同离子效应、盐效应、酸碱效应、配位效应等,重量分析中，沉淀剂通常过量50%100%。,例、,已知Ksp(BaSO4)=8.71011，试计算BaSO4在纯水以及在0.010molL1Na2SO4溶液中的溶解度。,解：在纯水中,设在Na2SO4溶液中的溶解度为xmolL-1：,x=8.7 10-9molL-1,在微溶电解质的饱和溶液中，加入不含有相同离子的易溶电解质时，微溶电解质的溶解度将增大。这种作用称为盐效应。,AgCl(s) Ag+ Cl-,(2)盐效应,发生同离子效应的同时，也会发生盐效应，同离子效应影响大。,(3)酸碱效应,溶液的酸度对沉淀溶解度的影响，称为酸碱效应。,(4)配位效应,由于沉淀解离出来的构晶离子参与了配位反应而使沉淀的溶解度增大的现象，称为配位效应,

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