酸碱平衡与沉淀平衡.ppt

首页上一页下一页末页酸碱平衡和沉淀平衡第3章1首页上一页下一页末页1．了解溶液的通性2．明确酸碱、酸碱的解离平衡和缓冲溶液的概 念，能进行同离子效应及溶液pH的有关计算 3．初步掌握溶度积和溶解度的基本计算了解溶度积规则及其应用 教学基本要求:2首页上一页下一页末页（一）溶液的通性非电解质溶液的通性电解质溶液的通性（二）水溶液中的单相离子平衡酸和碱在水溶液中的解离平衡（三）难溶电解质的多相离子平衡多相离子平衡和溶度积溶度积规则及其应用主要内容:3首页上一页下一页末页§3.1 溶液的通性通性通性：同一溶剂、相同浓度、不同溶质的溶液 具有的相同的性质这些性质称通性物理量的数值相同0.1m蔗糖溶液（C12H22O11) 0.1m尿素溶液（CO(NH2)2)的凝固点均为272.98K 4首页上一页下一页末页▲ 难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降、沸点 上升、凝固点下降、渗透压是与一定量溶剂中 溶质的物质的量成正比，与溶质的本性无关 即与溶质的粒子数成正比——稀溶液定律（ 依数定律）以上性质又称为稀溶液的依数性 一. 非电解质溶液的通性 实验结果：5首页上一页下一页末页1 溶液的蒸气压下降Δp (1) (1) 蒸气压：蒸气压：H2O（l）H2O（g）θV蒸发=v凝聚，气液两相达到平衡，此时，蒸气具有 的压力叫做该温度下液体的饱和蒸气压，简称蒸气 压。

p(H2O)/pθKp(H2O)称为水的（饱和）蒸气压，其值受温度影 响6首页上一页下一页末页T Tp p乙醚乙醚乙醇乙醇水水7首页上一页下一页末页(2) 蒸气压下降溶剂的蒸气压为pA，溶液的蒸气压为p实验表明 p  时，此时：水从糖水向纯水中运动，叫反向渗透利用反向渗透技术可以Ø 污水治理（C小C大）Ø 海水淡化18首页上一页下一页末页反渗透：反渗透：在浓溶液一侧增加较大的压力可使溶剂进入稀溶液（或溶剂）P依此可实现溶液的浓缩和海水的淡化渗 透反渗透19首页上一页下一页末页渗透压在生物医学中的应用生物体的细胞膜、毛细血管壁——半透膜 当遇到半透膜两边溶液浓度不等时，产生渗透现象 红细胞纯水 水渗透到细 胞中(溶胀) 溶血萎缩浓盐水H2OH2O浓度不发生变化 5%葡萄糖 或0.9%生理盐水 叫生理等渗透20首页上一页下一页末页蒸气压下降 沸点上升 凝固点下降 溶液的渗透压 电解质溶液的通性：举例• 海水不易结冰 • 易潮解固态物质（如CaCl2、P2O5可作干燥剂） • 盐和冰的混合物可作冷冻剂 • 制备低熔合金二. 电解质溶液的通性21首页上一页下一页末页浓溶液中溶质的微粒数较多，溶质微粒间的相互作用及溶质微粒与溶剂分子间的相互作用复杂，使稀溶液定律的定量关系产生偏差。

而在电解质溶液中，由于电解质的解离，使得稀溶液定律的定量关系不适用思考：相同浓度的电解质溶液的蒸气压与非电解质比如 何变化？答：其蒸气压下降，沸点上升和凝固点下降，以及溶液渗 透压的数值变化均比同浓度的非电解质大22首页上一页下一页末页电解质溶液△p=ipAxBTfp = i kfp m Tbp= i kbpmΠ= i CRTi = T’fp（电解质溶液） / Tfp（非电解质溶液）电解质溶液与同浓度的非电解质溶液的凝固点 下降的比值23首页上一页下一页末页电解质△Tfp′ △Tfpi= △Tfp′/ △TfpNaCl HCl K2SO4 CH3COOH0.348 0.355 0.458 0.1880.186 0.186 0.186 0.1861.87 1.91 2.46 1.01讨论： q 1：强电电解质质A2B(AB2)型 ＞强电解质AB型 ＞弱电解质i≈2～3 i ≈2 i (略) ＞1几种电解质在水溶液中的 i 值（m=0.100mol.kg-1 ）q 2.相同浓度的电解质溶液：沸点、渗透压：A2B（AB2）强电解质＞AB强电解质＞弱电解质＞非电解质 蒸气压、凝固点相反。

24首页上一页下一页末页解：溶液的凝固点决定于：溶剂（kfp）和粒子（分子或离子）浓度糖为非电解质，不解离；醋酸为弱电解质，部分解离 ；氯化钠为强电解质，100%解离各溶液中实际粒子浓度cNaCl > cHAC > c糖 ，cB越大， Tfp越低 因此,凝固点由高到低的顺序是(1)>(2)>(3)例题3：下列溶液凝固点的高低顺序：⑴⑴ 0.1mol.kg-1 C6H12O6; ;⑵ 0.1mol.kg-1HAc；⑶ 0.1mol.kg-1NaCl25首页上一页下一页末页(2). 0.1mol.dm-3 NaCl , 1mol.dm-3 C6H12O6的凝固点 的高低顺序. 20.1mol.dm-3大1mol.dm-3Tfp: 1mol.dm-3 C6H12O6 >Ka2),忽略二级解离，把多元酸当作一元酸处理当Ka1较小时，符合近似条件：ceq(H+)=49首页上一页下一页末页例4：计算0.1mol·dm-3H2CO3溶液的pH 已知：H2CO3 Ka1=4.30×10-7 Ka2=5.61×10-11解：Ka1>> Ka2，按一元酸处理 c/ Ka1>500 近似公式成立。

ceq(H+)=H3PO4:Ka1较大，7.52×10-3，必须解一元二次方 程求氢离子的浓度50首页上一页下一页末页一元弱碱溶液的解离平衡 B (aq) + H2O (l)BH+ (aq) + OH- (aq)3.一元弱碱碱的解离常数,无量纲,一定温度下为定值Kb(B)很小x=ceq(OH-)=ceq(H+)=Kw/ ceq(OH-)51首页上一页下一页末页转化率（解离度α）=已解离的量/起始量×100%α = x/c×100%= ×100%=解离度随浓度的减小而变大——稀释定律α与Kb用来表示碱的强度，但α随浓度而变一定 温度时， Kb不随浓度变化52首页上一页下一页末页例5：计算0.100 mol.dm-3NaAc溶液中的OH-浓度及pH解： Ac-(aq) + H2O (l) = HAc (aq) + OH-(aq)ceq(OH-)≈ ==7.5   10-6 (mol.dm-3)pOH=5.12 pH=14-5.12=8.88c/Kb≥500近似公式成立53首页上一页下一页末页4.多元碱分级解离 解离常数亦分级(Kb1>>Kb2),忽略二级解离，把多元碱当作一元碱处理。

当Kb1较小时，符合近似条件：ceq(OH-)=54首页上一页下一页末页例6：计算0.1 mol·dm-3Na2CO3溶液的pH 已知：CO3 2- Kb1=1.78×10-4 Kb2=2.3×10-8解：Kb1>> Kb2，按一元碱处理 c/ Kb1>500 近似公式成立ceq(OH-)=ceq(OH-)=4.22×10-3mol·dmmol·dm-3-3pH=11.6355首页上一页下一页末页Ka(HA)Kb(A-) = Kw pKa+ pKb =14Ka, Kb与Kw之间的关系所以根据一元弱酸、弱碱的解离平衡① HA(aq) = H+(aq) + A-(aq) Ka(HA)②② A- (aq) + H2O (aq)=HA (aq) + OH- (aq) Kb(A-)① +②: H2O(aq)=H+(aq) + OH-(aq)注:一对共轭酸碱对56首页上一页下一页末页溶液pH的实验测定：Ø pH试纸(广泛,精密) 简单、方便、粗略Ø pH计（酸度计） 较精确、可数字显示或自动记录 57首页上一页下一页末页实验： 试管中：10mL1.0mol·L-1HAc + 2dM.O. 现象：红色 HAc(aq)= H+(aq) + Ac-(aq) 中再加少量NaAc固体，震荡溶解。

现象：红色渐褪，向黄色转变M.O.遇酸变红，遇碱变黄HAcH++Ac-NaAcNa++Ac-多组分溶质系统中，易溶强电解质对弱电解质解离平衡的影响，实质是解离平衡的移动58首页上一页下一页末页1.同离子效应可见：在弱电解质溶液中，加入具有相同离子的强 电解质，则弱电解质的解离度降低——同离子效应同离子效应可进行定量计算前例即同离子效应问 题三.缓冲溶液59首页上一页下一页末页例1：在0.10mol·dm-3HAc溶液中，加入NaAc晶体，使NaAc浓 度为0.10mol·dm-3，计算溶液的pH 和HAc的解离度解：未加NaAc时：ceq(H+)=1.33×10-3mol·dm-3 α=1.33%加入NaAc：HAc(aq) = H+(aq) + Ac-(aq) 起始 0.10 0 0.10 平衡 0.10 –x x 0.10+x Ka(HAc)=ceq(H+）ceq(Ac-）/ceq(HAc) 1.76×10-5=x(0.10+x)/0.10-xKa很小： 0.10+x ≈ 0.10 0.10-x=0.10x=1.76×10-5mol·dm-3= ceq(H+)pH=4.75 α=0.0176% 60首页上一页下一页末页2. 缓冲溶液溶液的pH在一定范围内不受外来少量强酸、碱的影 响，这种溶液称缓冲溶液。

1) 组成：HAc+NaAc HAc+NH4AcNaH2PO4+Na2HPO4NaHCO3+Na2CO3NH3·H2O+NH4Cl共轭酸碱对61首页上一页下一页末页如：HAc—NaAc溶液 HAc、Ac-的浓度都较大ceq(H+)=Ka(HAc)ceq(HAc)/ceq(Ac-)(1)加入少量强酸时，溶液中大量的Ac–与外加的少量 的H+结合成HAc，当达到新平衡时，c(HAc)略有增加 ，c(Ac–)略有减少， 变化不大，因此溶液的c(H+)或pH 基本不变 (2)加入少量强碱时，溶液中大量的HAc与外加的少量 的OH－生成Ac–和H2O，当达到新平衡时， c(Ac–)略有 增加， c(HAc)略有减少， 变化不大，因此溶液的 c(H+)或pH基本不变 62首页上一页下一页末页(2)机理：以HAc—NaAc缓冲对为例(定性):HAcH+ + Ac- + H+HAcH+ + Ac- + OH-H2O可见,Ac-是抗酸因素，HAc是抗碱因素缓冲作用是有限的，当外加强酸、碱过量时,会失去缓冲作用63首页上一页下一页末页实质：一对共轭酸碱对HAc——Ac-共轭酸共轭碱抵抗外加碱抵抗外加酸缓冲对缓冲对64首页上一页下一页末页(3)pH计算设弱酸浓度c(HA),共轭碱浓度c(A-）—— 缓冲液HA(aq) = H+(aq) + A-(aq)起始 c(HA) 0 c(A-）平衡c(HA) –x x c(A-）+xKa={c(A-）+x} x/ {c(HA) –x}一般 Ka很小： c(HA) –x ≈ c(HA) c(A-）+x ≈ c(A-）ceq(H+)=Kaceq(H+)=Ka65首页上一页下一页末页例：HAc —— NaAc66首页上一页下一页末页设弱酸浓度c(HA),共轭碱浓度c(A-）—— 缓冲液A-(aq) +H2O(l)= OH-(aq) + HA(aq) 起始 c(A-) 0 c(HA） 平衡 c(A-）－x 。