医用化学弱电解质解离平衡通用PPT课件.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,标题,*,医用化学,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,标题,*,医用化学,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,国家卫生和计划生育委员会“十二五”国家级规划教材全国高等医药教材建设研究会规划教材全国高职高专学校规划教材,标题,*,第三章 电解质溶液,医用化学,第三章 电解质溶液,第三章 电解质溶液,1.,掌握 酸碱质子理论,;,缓冲溶液的概念、组成和缓冲作用机制2.,熟悉 弱电解质的解离平衡、解离度；缓冲溶液的,pH,的计算3.,了解 缓冲容量及其影响因素，缓冲范围4.,能力要求 配制一定,pH,的缓冲溶液5.,素质要求 应用缓冲溶液知识，理解机体维持,pH,稳定的原理，分析酸碱平衡失调的原因学习目标,】,第三章 电解质溶液,第一节 弱电解质溶液的解离平衡,1,第二节 酸碱质子理论,2,基础与临床,4,第三节 缓冲溶液,3,学习要点,5,张学东 首都医科大学燕京医学院,第一节 弱电解质溶液的解离平衡,第三章 电解质溶液,一、解离平衡和解离平衡常数,二、解离度,三、同离子效应,电解质溶液：在水溶液或熔融状态下能导电的化合物称为电解质，其水溶液称为电解质溶液。

水溶液或者熔融状态下能够导电的化合物称为电解质水溶液或者熔融状态下不能够导电的化合物称为非电解质,根据电解质在水溶液中的解离程度不同，将其分为强电解质和弱电解质两类：,电解质,强电解质（完全电离）,在水溶液中完全电离的化合物，如硫酸,弱电解质（部分电离）,在水溶液中只有部分电离,的化合物，如醋酸,（视频,1-1,）,一、解离平衡和解离平衡常数,（一）解离平衡,在弱电解质的水溶液中，存在着分子解离成离子和离子结合成分子的两个过程在一定温度下，当上述两个过程的速率相等时，溶液中各组分的浓度不再发生改变，即达到动态平衡，这种状态称为解离平衡第一节 弱电解质溶液的解离平衡,第三章 电解质溶液 第一节 弱电解质溶液的解离平衡,1.HAc,的解离平衡：,简写为：,2.NH,3,H,2,O,的解离平衡：,第一节 弱电解质溶液的解离平衡,第三章 电解质溶液 第一节 弱电解质溶液的解离平衡,醋酸和氨的解离平衡示意图,（二）解离平衡常数,在一定温度下，当弱电解质达到解离平衡时，溶液中已解离的离子浓度幂次方的乘积与未解离的弱电解质分子浓度的比值为一常数，称为解离平衡常数，简称解离常数，用,K,i,表示1.,弱酸的解离平衡常数（,K,a,）,如,HAc,的解离常数：,2.,弱碱的解离平衡常数（,K,b,）,如,NH,3,H,2,O,的解离常数：,解离常数与弱电解质的本性及温度有关，而与其浓度无关，其数值的大小可以反映弱电解质解离的趋势。

第三章 电解质溶液 第一节 弱电解质溶液的解离平衡,第一节 弱电解质溶液的解离平衡,3.,解离常数与弱电解质的本性及温度有关，而与其浓度无关，其数值的大小可以反映弱电解质解离的趋势如对于同一类型的弱酸（或弱碱），,Ka,（或,Kb,）值大的酸性（碱性）较强4.,解离平衡移动：改变影响解离平衡的因素（温度、浓度），弱电解质的解离平衡将被破坏，在新的条件下重新建立平衡如向氨水中加入,NaOH,，增大了溶液中的,OH,浓度，使解离平衡逆向移动OH,-,+Na,+,NaOH,平衡移动的方向,第三章 电解质溶液 第一节 弱电解质溶液的解离平衡,第一节 弱电解质溶液的解离平衡,二、解离度,在一定条件下，弱电解质达到解离平衡时，溶液中已解离的弱电解质分子数与解离前分子总数的比值，称为该弱电解质的解离度，用,表示1.,解离度的大小可以定量地表示弱电解质的相对强弱2.,影响弱电解质解离度的因素，除弱电解质的本性和溶液的温度外，还与溶液的浓度、溶质和溶剂的极性强弱有关第三章 电解质溶液 第一节 弱电解质溶液的解离平衡,第一节 弱电解质溶液的解离平衡,三、同离子效应,在弱电解质溶液中加入与其具有相同离子的强电解质，使弱电解质解离度降低的现象，称为同离子效应。

如：,+,平衡移动的方向,第三章 电解质溶液 第一节 弱电解质溶液的解离平衡,第一节 弱电解质溶液的解离平衡,+,平衡移动的方向,第二节 酸碱质子理论,第三章 电解质溶液,一、酸碱的定义,二、酸碱反应的实质,三、水的质子自递平衡,张学东 首都医科大学燕京医学院,四、共轭酸碱解离常数的关系,第二节 酸碱质子理论,一、酸碱的定义,酸碱质子理论认为：凡能给出质子（,H,+,）的物质都是酸，凡能接受质子（,H,+,）的物质都是碱酸、碱的关系可表示如下：,酸 质子 碱,1.,在组成上仅相差一个质子的一对酸碱称为共轭酸碱对2.,在一对共轭酸碱对中，共轭酸的酸性越强，其共轭碱的碱性越弱，反之，其共轭碱的碱性越强3.,既可以给出质子，也能够接受质子的物质称为两性物质共轭酸碱对,第三章 电解质溶液 第二节 酸碱质子理论,二、酸碱反应的实质,酸碱反应的实质是质子在两对共轭酸碱对之间的传递例如：,酸碱反应总是由较强的酸和较强的碱反应，生成较弱的碱和较弱的酸第三章 电解质溶液 第二节 酸碱质子理论,第二节 酸碱质子理论,酸,1,碱,2,酸,2,碱,1,三、水的质子自递平衡,发生在同种分子之间的质子传递反应称为质子自递反应。

1.,水的质子自递反应及平衡常数,H,2,O,可看成是一个常数，上式整理为：,K,w,=H,3,O,+,OH,-,将,H,3,O,+,简写成,H,+,，则上式简化为：,K,w,=H,+,OH,-,K,w,称为水的质子自递平衡常数，又称为水的离子积第三章 电解质溶液 第二节 酸碱质子理论,H,+,第二节 酸碱质子理论,第三章 电解质溶液 第二节 酸碱质子理论,2.25,时,纯水的,K,w,=1.0010,-14,温度升高，,K,w,值增大3.,水的离子积,K,w,不仅适用于纯水，也适用于所有稀水溶液只要知道溶液中,的,H,3,O,+,，就能计算其中的,OH,-,例如：,25,时，在,0.10mol/L,的,HCl,溶中，,H,3,O,+,=0.10mol/L,，根据水的离子积,OH,-,=,K,w,/H,3,O,+,=1.0,10,-13,mol/L,第二节 酸碱质子理论,四、共轭酸碱解离常数的关系,共轭酸碱对,HBB-,分别存在如下的质子传递反应：,将上述两式相乘，共轭酸碱对的,K,a,与,K,b,之间存在如下关系,：,共轭酸的酸性越强，其共轭碱的碱性就越弱反之，共轭酸的酸性越弱，其共轭碱的碱性就越强。

第三章 电解质溶液 第二节 酸碱质子理论,第二节 酸碱质子理论,例,3-1,已知,25,时，,HAc,的,K,a,=1.7510,-5,，试求,Ac,-,的,K,b,解：,HAc,与,Ac,-,是共轭酸碱对，则有：,由于,K,a,、,K,b,和,K,w,的数值一般很小，常用它们的负对数：,p,K,a,=-lg,K,a,p,K,b,=-lg,K,b,p,K,w,=-lg,K,w,第三章 电解质溶液 第二节 酸碱质子理论,第二节 酸碱质子理论,第三节 缓冲溶液,一、缓冲溶液的基本概念和组成,二、缓冲作用机制,三、缓冲溶液,pH,的计算,四、缓冲容量和缓冲范围,第三章 电解质溶液,张学东 首都医科大学燕京医学院,五、缓冲溶液的配制,第三节 缓冲溶液,一、缓冲溶液的基本概念,（一）缓冲溶液的概念,向,0.1mol/L NaCl,溶液、,0.1mol/LHAc,和,0.1mol/L NaAc,混合溶液中分别加入少量,HCl,和,NaOH,，溶液的,pH,变化如下：,第三章 电解质溶液 第三节 缓冲溶液,待测溶液,pH,试纸颜色,pH,pH,变化,1,1L NaCl,溶液,对照,7,2,加入,1,滴,0.1mol/L HCl,3,减小,3,加入,1,滴,0.1mol/L NaOH,11,增大,4,1L HAc,和,NaAc,混合溶液,对照,4.75,5,加入,1,滴,0.1mol/L HCl,4.74,基本不变,6,加入,1,滴,0.1mol/L NaOH,4.76,将,HAc,和,NaAc,混合溶液加适量水稀释，其,pH,也基本不变。

第三章 电解质溶液 第三节 缓冲溶液,第三节 缓冲溶液,1.,能够抵抗少量外加强酸、强碱或稀释而保持,pH,基本不变的溶液称为缓冲溶液2.,缓冲溶液对强酸,、强碱或稀释的抵抗作用称为缓冲作用加水体积（,ml,）,加水体积（,ml,）,0.5ml 0.1mol/L HCl,0.5ml 0.1mol/L HAc+0.1mol/L,NaAc,（二）缓冲溶液的组成,1.,缓冲溶液中同时含有抗酸和抗碱两种成分，合称为缓冲系或,缓冲对2.,缓冲对的类型,（,1,）弱酸及其共轭碱,例如：,HAc NaAc,H,2,CO,3,NaHCO,3,抗碱成分 抗酸成分,（,2,）弱碱及其共轭酸,例如：,NH,4,+,NH,3,抗碱成分 抗酸成分,问题：,H,2,CO,3,Na,2,CO,3,，,NaOHH,2,SO,4,能组成缓冲对吗？,第三章 电解质溶液 第三节 缓冲溶液,第三节 缓冲溶液,二、缓冲作用机制,以,HAc-NaAc,组成的缓冲溶液中存在以下两个解离过程：,第三章 电解质溶液 第三节 缓冲溶液,第三节 缓冲溶液,HAc,是一种弱电解质，解离度较小，强电解质,NaAc,完全解离出的,Ac,-,产生同离子效应，即,Ac,-,与,H,+,结合生成,HAc,，使,HAc,的解离平衡向左移动，,HAc,的解离度减小，,HAc,几乎完全以分子状态存在。

所以溶液中存在着大量的,HAc,、,Ac,-,和少量,H,+,平衡时溶液的特点：,两大,：,HAc,、,Ac,-,，,一小,：,H,+,第三节 缓冲溶液,1.,当加入少量强酸时，大量存在的,Ac-,接受,H+,生成,HAc,，平衡左移所以,Ac-,是抗酸成分，起抗酸作用2.,当加入少量强碱时，,H+,和外加的,OH-,反应生成,H2O,促使平衡右移以补充,H+,的减少所以,HAc,是抗碱成分，起抗碱作用缓冲溶液中存在着相对较多的抗酸成分和抗碱成分，可消耗掉外来少量强酸和强碱，使溶液的,pH,基本保持不变三、缓冲溶液,pH,的计算,以,HB-B-,为例，在溶液中存在以下解离平衡：,对上式两边同时取负对数得：,此式称为亨德森,哈塞尔巴赫方程，也称为缓冲公式，用于计算缓冲溶液的,pH,其中,B,-,/HB,比值称为缓冲比第三章 电解质溶液 第三节 缓冲溶液,第三节 缓冲溶液,缓冲比,第三章 电解质溶液 第三节 缓冲溶液,1.,缓冲公式表明,:,缓冲溶液,pH,的大小主要取决于弱酸的,K,a,值和缓冲比2.,加少量水稀释时，共轭碱与共轭酸以相同的比例稀释，缓冲比不变，故缓冲溶液,pH,几乎不变。

3.,在缓冲溶液中，由于,HBc,HB,，,B,c,B,-,，故有：,4.,在体积一定的缓冲溶液中，上式也可写为：,第三节 缓冲溶液,例,3-2 1L,缓冲溶液中，含有,0.20mol NaAc,和,0.10mol HAc,，求该缓冲溶液的,pH,K,a,=1.7510,-5,),解：该溶液的缓冲对为,HAcAc,-,已知,p,K,a,=4.75 c,HAc,=0.10mol/L c,NaAc,=0.20mol/L,pH=4.75+lg,=5.05,第三章 电解质溶液 第三节 缓冲溶液,第三节 缓冲溶液,例,3-3,取,0.10 mol/L NaH2PO4 10.0ml,与,0.10 mol/L Na2HPO4 2.0ml,混合，求该缓冲溶液的,pH,已知,pKa2=7.21,）,解：该溶液中的缓冲对为,H,2,PO,4,-,HPO,4,2,-,n(HPO,4,2,-,),=0.102.0=0.2(mmol),n(H,2,PO,4,-,),=,0.1010.0=1.0(mmol),pH=7.21+lg =6.51,第三。