第三章 电解质溶液.docx
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三章 电解质溶液1基本要求 [TOP]1.1掌握酸碱质子理论、酸碱定义、共轭酸碱对、酸碱的强度；酸碱解离常数及其应用，共轭酸碱对Ka和Kb关系；弱酸、弱碱pH的计算；难溶电解质的溶度积常数的表达式、溶度积和溶解度的关 系及计算；应用溶度积规则判断沉淀的生成、溶解及沉淀的先后次序1.2熟悉强电解质理论、强电解质溶液表观解离度和活度、离子强度等概念；酸碱在水溶液中的质子转 移平衡；水的离子积及水溶液pH的表达；酸碱溶液的同离子效应和盐效应；分级沉淀1.3 了解活度因子及其计算；难溶电解质的同离子效应和盐效应2重点难点 [TOP]2.1重点2.1.1强电解质理论、强电解质溶液表观电离度和活度、离子强度等概念2.1.2酸碱质子理论、酸碱定义、共轭酸碱对、酸碱的强度2.1.3 一元弱酸、一元弱碱、多元弱酸、多元弱碱和两性物质等水溶液中H+离子浓度和pH值的计算 方法2.1.4难溶电解质的溶度积Ksp的表达式，溶度积和溶解度的关系，浓度积规则2.2难点2.2.1强电解质溶液表观电离度和活度、离子强度等概念2.2.2两性物质等水溶液中H+离子浓度和pH值的计算方法3讲授学时 [TOP]建议6〜8学时4内容提要 [TOP] 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节4.1第一节强电解质溶液理论4.1.1强电解质和解离度溶于水中或熔融状态下能导电的化合物称为电解质，可分为强电解质和弱电解质两类。
在水溶液中， 能完全解离成离子的化合物是强电解质；而只能部分解离成离子、大部分以分子的形式存在的是弱电解 质电解质在水溶液中的解离程度可用解离度以来表示:a =已离解的分子数X 100%原有分子总数以可通过测定电解质溶液的依数性如△ Tf、△ Tb或n等求得4.1.2强电解质溶液理论要点强电解质在水溶液中完全解离，但表观解离度却不是100%这是由于电解质离子相互作用，在溶液 中形成离子氛和离子对，使离子不能完全自由地发挥应有效能4.1.3离子的活度和活度因子活度以&表示，它是电解质溶液中实际上能起作用的离子浓度aB = y B - bB/be, y b是活度因子，它与离子强度I有关，/坚1 Z bz 2一般来说，由于aB 酸HA在水中的解离平衡为HA(aq) + H2O(l) H3G+(aq) + A-(aq)K=W碱B在水溶液中有下列平衡B(aq) + H2O(l)BH+(aq) + OH-(aq)K = [BH + ][OH -]b 一 [B]Ka是水溶液中物质酸的强度的量度，其值愈大，酸性愈强；pK= -lgKaKb是水溶液中物质碱的强度的量度，其值愈大，碱性愈强；pKb= -lgKb4.2.2酸碱平衡的移动（一）浓度对酸碱平衡的影响酸碱解离平衡会受到外界因素如浓度、同离子效应和盐效应的影响而发生移动一定温度下，解离度a随溶液的稀释而增大，称为稀释定律酸或碱的解离常数与浓度和解离度的V '，K_关系为a = v—ac（二） 同离子效应对酸碱平衡的影响在弱电解质溶液中，加入与弱电解质具有相同离子的易溶强电解质，会使弱电解质的解离度降低， 称为同离子效应盐效应则是在弱电解质溶液中加入不具有相同离子的易溶强电解质，其解离度略有增 大的现象三） 盐效应对酸碱平衡的影响产生同离子效应时，必然伴随有盐效应，但同离子效应的影响比盐效应大得多，一般情况下可不考虑盐 效应的影响4.3第三节酸碱的质子理论 [TOP]4.3.1酸碱的概念凡能给出质子的物质是酸，凡能接受质子的物质是碱。 既能给出质子、也能接受质子的物质称为两 性物质酸（如HA）失去一个质子生成共轭碱（A-）；碱（如B）得到一个质子生成共轭酸（BH+）这种 酸失去质子的反应或碱得到质子的反应称为酸碱半反应酸碱半反应两边的酸碱物质组成共轭酸碱对 酸比它的共轭碱只多一个质子4.3.2酸碱反应的实质酸碱反应是两个酸碱半反应的结合，实质是两对共轭酸碱对之间的质子传递反应在反应中，存在 着争夺质子的过程酸碱反应总是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的方向进 行，相互作用的酸和碱愈强，反应就进行得愈完全反应达平衡时，生成物浓度与反应物浓度之比为平 衡常数4.3.3水的质子自递平衡（一） 水的质子自递平衡和水的离子积水是两性物质水分子之间的质子传递称为水的质子自递反应，达到平衡时，七=田30+] [OH-]称 为水的离子积常数，25°C时为1.0X1S4二） 水溶液的pHpH是H30+离子活度的负对数，近似地pH=-lg[H3O+]pOH是OH-离子活度的负对数，近似地pOH= -lg[OH-]298K时，pH + pOH=14.00当溶液中的H3O+浓度为1 mol・L-i〜10-14 mol・L-i时，pH值范围在 广14。 4.3.4共轭酸碱解离常数的关系在水溶液中，共轭酸碱对(HA-A-)之间存在：虬(HA)Kb(A-)=、多元弱酸(或多元弱碱)在水中的质子自递反应是分步进行的例如h3po4,其质子传递分三步进行，每一步都有相应的质子传递平衡°HPO、H PO -、HPO 2-都为酸，它们的共轭碱分别为H PO -、HPO 2一、 3 4 2 4 4 2 4 4PO3-，其 K =K/K , K =K /K , K =K /K4 b3 w al b2 w a2 bl w a34.4第四节 酸碱溶液pH的计算 [TOP]4.4.1强酸或强碱溶液强酸或强碱属于强电解质，在水中完全解离一般浓度下，对于强酸HA, [H3O+]=c(HA)；对于强 碱B, [OH-]=c(B)0但是当溶液的[H3O+]或[OH-]<10-6 mol-L-1时，由H2O解离出的H3O+或OH-就不能忽 略4.4.2 —元弱酸或弱碱溶液弱酸或弱碱由于它们在溶液中只有部分解离，其pH通常采用简化式来计算一元弱酸溶液的 K c >20K，且 c /K >500 时，[H O + ] = cK - ca a w a a 3 a a一元弱碱溶液的 K c>20K，且 c /K >500 时，[OH - ] = Jk - c。 b b w b b b b对于离子型弱酸(如NH4C1等)或离子型弱碱(如NaAc、Na2CO3等)溶液的pH计算方法与弱酸 弱碱的计算相同4.4.3多元酸碱溶液大多数的多元酸的Ka1>>Ka2>>Ka3，第一级解离是主要的，其他级解离生成的H3O+极少，可忽略不 计当多元弱酸的K -c >20K , K i IK > 102，且c IK >500时，可按一元弱酸的处理方式，即用 a1 a w a1 a2 a a1[H3O + ] = Jka1 . ca计算第二步质子传递平衡所得共轭碱的浓度近似等于Ka2多元弱碱在溶液中的分步解离与多元弱酸相似，根据类似的条件，可按一元弱碱溶液计算其[OH-]4.4.4两性物质溶液既能给出质子又能接受质子的物质称为两性物质可分为三种类型：① 阴离子型，又称酸式盐，如NaHCO3、NaHSO3、NaH2PO4等，其近似计算式为 [H O + ] = u K • K ② 弱酸弱碱型，又称弱酸弱碱盐，如NH4Ac、NH4CN > (NH4)2CO3等，其近似计算式为[H O + ] = \ K • K'③ 氨基酸型，以通式NH + -CHR-COG-表示，其近似计算式为[H O + ] = JK - K。 两性物质在水溶液中的酸碱性取决于相应的Ka与Kb的相对大小，即当：Ka>Kb，溶液的 pH<7，呈酸性，如 NaH2PO4、NH4F. HCOONH4 等；K 3) 当Ip>Ksp时，溶液过饱和，有沉淀析出，直至溶液处于饱和这是溶度积规则，它是判断沉淀生成和溶解的依据4.6.2沉淀平衡的移动加入含有共同离子的强电解质而产生的同离子效应使难溶电解质的溶解度降低加入强电解质增大 了离子强度而产生的盐效应使沉淀溶解度略微增大同离子效应与盐效应的效果相反，但前者比后者显著得多当有两种效应共存时，可忽略盐效应的影响在溶液中有两种以上的离子可与同一试剂反应产生沉淀，首先析出的是离子积最先达到溶度积的化 合物这种按先后顺序沉淀的现象，称为分级沉淀生成难解离的物质如水、弱酸、弱碱、配离子等，或者利用氧化还原反应，使难溶电解质饱和溶液 中某一离子的浓度降低，都能使沉淀溶解判断沉淀生成或溶解的步骤：(1) 计算有关难溶电解质组成的各种离子的浓度2) 计算Ip值3) 根据Ip与Ksp的比较，作出沉淀或溶解的判断。
