醫(yī)學(xué)課件第3章酸堿反應(yīng)和沉淀反應(yīng)

1、3.1.1 酸和堿的概念酸和堿的概念阿侖尼烏斯（阿侖尼烏斯（arrhenius）電離理論電離理論 s. a. arrhenius 瑞典物理化學(xué)家瑞典物理化學(xué)家 naoh = na+ + oh v 酸：在水中電離出的陽(yáng)離子全部為酸：在水中電離出的陽(yáng)離子全部為h+v 堿：在水中電離出的陰離子全部為堿：在水中電離出的陰離子全部為oh v 中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)： h+ + oh = h2ov 水溶液中電解質(zhì)部分電離水溶液中電解質(zhì)部分電離已電離的溶質(zhì)粒子數(shù)已電離的溶質(zhì)粒子數(shù)原有溶質(zhì)的粒子數(shù)原有溶質(zhì)的粒子數(shù)解離度解離度 = 100%h2so4 = hso4 + h+ 水的解離反應(yīng)和溶液的酸堿性水

2、的解離反應(yīng)和溶液的酸堿性v 酸：酸：凡是能給出質(zhì)子的物質(zhì)凡是能給出質(zhì)子的物質(zhì)v 堿：堿：凡是能接受質(zhì)子的物質(zhì)凡是能接受質(zhì)子的物質(zhì)布朗斯特布朗斯特 (brnsted) 酸堿質(zhì)子理論酸堿質(zhì)子理論 酸堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：質(zhì)子由給予體向接受體的轉(zhuǎn)移過(guò)程。酸堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：質(zhì)子由給予體向接受體的轉(zhuǎn)移過(guò)程。h2o(l) + nh3(aq) oh(aq) +(aq)nh4+h2s(aq) + h2o(l) h 3o+(aq) + hs(aq)水水是是兩兩性性hf(g) + h2o(l) h3o+(aq) + f(aq)氣相中氣相中溶劑中溶劑中hf(aq) + nh3(aq) nh4+(aq) + f (aq)水的解

3、離反應(yīng)和溶液的酸堿性水的解離反應(yīng)和溶液的酸堿性共軛酸堿對(duì)共軛酸堿對(duì): 酸酸 質(zhì)子質(zhì)子 + 堿堿酸給出質(zhì)子的趨勢(shì)越強(qiáng)，生成的共軛堿越弱，反之亦然；酸給出質(zhì)子的趨勢(shì)越強(qiáng)，生成的共軛堿越弱，反之亦然；堿接受質(zhì)子的趨勢(shì)越強(qiáng)，生成的共軛酸越弱，堿接受質(zhì)子的趨勢(shì)越強(qiáng)，生成的共軛酸越弱， 反之亦然。反之亦然。v 酸的共軛堿酸的共軛堿酸失去質(zhì)子形成的堿酸失去質(zhì)子形成的堿v 堿的共軛酸堿的共軛酸堿結(jié)合質(zhì)子形成的酸堿結(jié)合質(zhì)子形成的酸v 酸與它的共軛堿，堿與它的共軛酸稱酸與它的共軛堿，堿與它的共軛酸稱酸堿共軛對(duì)酸堿共軛對(duì)水的解離反應(yīng)和溶液的酸堿性水的解離反應(yīng)和溶液的酸堿性酸：電子對(duì)的接受體酸：電子對(duì)的接受體堿：電子

4、對(duì)的給予體堿：電子對(duì)的給予體例例h+ + :oh = h2oh3n: + ag+ + :nh3 = ag(nh3)2+ 路易斯路易斯 (lewis）酸堿酸堿 廣義酸堿理論廣義酸堿理論g. n. lewis美國(guó)物理化學(xué)家美國(guó)物理化學(xué)家 酸堿反應(yīng)不再是酸堿反應(yīng)不再是質(zhì)子質(zhì)子轉(zhuǎn)移而是轉(zhuǎn)移而是電子電子轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移。水的解離反應(yīng)和溶液的酸堿性水的解離反應(yīng)和溶液的酸堿性kwt，隨著，隨著t kw 1. 水的解離反應(yīng)水的解離反應(yīng)298.15 k時(shí)，純水中時(shí)，純水中c(h+) = c(oh ) = 1.0107 moll 13.1.2 水的解離反應(yīng)和溶液的酸堿性水的解離反應(yīng)和溶液的酸堿性79.89103jmol

5、 12.303 8.314 jmol-1k 1 298.15 kh2o(l) h+(aq) + oh- -(aq)kw = 1.0 10 14 rgm2.303 rtlgkw c(h+)/cc(oh )/c = kw 水的離子積常數(shù)水的離子積常數(shù) 2. 溶液的溶液的酸堿性和酸堿性和phpoh = lgc(oh )/c c(h+) 1.010 7 moll 1 c(oh ) 酸性酸性 c(h+) 1.010 7 moll 1 c(oh ) 堿性堿性 c(h+) = 1.010 7 moll 1 = c(oh ) 中性中性ph = lgc(h+)/c25時(shí)，時(shí)， ph + poh = 14ph =

6、 7 時(shí)溶液是否一定為中性？時(shí)溶液是否一定為中性？嚴(yán)格地說(shuō)，只有在嚴(yán)格地說(shuō)，只有在25時(shí)，時(shí)，ph = 7的溶液才顯中性。的溶液才顯中性。水的解離反應(yīng)和溶液的酸堿性水的解離反應(yīng)和溶液的酸堿性3. 酸堿指示劑酸堿指示劑能在一定能在一定ph范圍內(nèi)保持一定顏色的某些有機(jī)弱酸或弱堿范圍內(nèi)保持一定顏色的某些有機(jī)弱酸或弱堿甲基橙甲基橙 紅紅 橙橙 黃黃3.1 4.4酚酞酚酞 無(wú)色無(wú)色 粉紅粉紅 紅紅8.0 10.0v ph試紙?jiān)诓煌脑嚰堅(jiān)诓煌膒h溶液中顯不同的顏色溶液中顯不同的顏色石蕊石蕊 紅紅 紫紫 藍(lán)藍(lán)5.0 8.0ph 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 酸性增

7、強(qiáng)酸性增強(qiáng) 中性中性 堿性增強(qiáng)堿性增強(qiáng)c(h+)/(moll-1) 1 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-910-1010-1110-1210-1310-14水的解離反應(yīng)和溶液的酸堿性水的解離反應(yīng)和溶液的酸堿性化化合合物物電解質(zhì)電解質(zhì)非電解質(zhì)非電解質(zhì)在溶液或熔融在溶液或熔融狀態(tài)能否導(dǎo)電狀態(tài)能否導(dǎo)電強(qiáng)電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)弱電解質(zhì)弱電解質(zhì)導(dǎo)電能力導(dǎo)電能力3.2.1 解離平衡和解離常數(shù)解離平衡和解離常數(shù)3.2 弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)弱電解質(zhì)在水溶液中部分解離，存在解離平衡。弱電解質(zhì)在水溶液中部分解離，存在解離平衡。ha(aq) h+(aq)

8、 + a(aq)c(h+)/c c(a)/c c(ha)/c ki (ha) = c(h+)c(a)c(ha)簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)化為 ki (ha) = ka弱酸標(biāo)準(zhǔn)解離常數(shù)弱酸標(biāo)準(zhǔn)解離常數(shù)kb弱堿標(biāo)準(zhǔn)解離常數(shù)弱堿標(biāo)準(zhǔn)解離常數(shù)ki 標(biāo)準(zhǔn)解離常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)解離常數(shù)ki 102 強(qiáng)電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)解：解：例例 求求298.15k，標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，反應(yīng)，標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，反應(yīng) hac h+ + ac的的ka 值值111mrmolkj 2 .27 molkj )6 .396(molkj )04 .369( g77. 415.298314. 8303. 2102 .27303. 2lg3mr rtg

9、kka (hac) =1.8105hac h+ + ac fgm/kjmol1 396.6 0 369.4 3.2.2 解離度和稀釋定律解離度和稀釋定律初始濃度初始濃度 c 0 0 平衡濃度平衡濃度 c c c c 溶液濃度越稀，解離度越大溶液濃度越稀，解離度越大 稀釋定律稀釋定律在溫度、濃度相同條件下在溫度、濃度相同條件下, , 越小，電解質(zhì)越弱。越小，電解質(zhì)越弱。% 100 弱弱電電解解質(zhì)質(zhì)初初始始濃濃度度已已電電離離的的弱弱電電解解質(zhì)質(zhì)濃濃度度解離度解離度( ) =ab(aq) a+(aq) + b(aq)ccccki 1)(22當(dāng)當(dāng) 很小時(shí)，很小時(shí)，(c/c ) / ki 500，1

10、12)(ccki ccki/ 弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)3.2.3 弱酸堿溶液中離子濃度的計(jì)算弱酸堿溶液中離子濃度的計(jì)算 例例 計(jì)算計(jì)算0.1 mol l 1的的hac溶液溶液c(h+)，ph值及解離度值及解離度 初始濃度初始濃度/moll1 0.1 0 0 平衡濃度平衡濃度/moll1 0.1 x x x hac h+ + ac52a108 . 11 . 0 xxk)pp(21ph)lg(lg21)h(lg)h(ackkccckcaa 因?yàn)橐驗(yàn)?c/c) / ka = = 0.1/(1.8 105) 500, 0.1 x 0.11315lmol1034. 1)lmol(101.80

11、.1 )(h xcph = lgc(h+)/c= lg(1.34 103) = 2.87 = x / 0.1 = 1.34 103 / 0.1 = 1.34%解：解：ka = 1.8 105 kw , 可忽略水的電離。可忽略水的電離。 設(shè)設(shè)c(h+) = x moll1,弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)初始濃度初始濃度/moll1 0.1 0 0 平衡濃度平衡濃度/moll1 0.1 x x x nh3h2o nh4+ + oh52b108 . 11 . 0 xxk)pp(2114ph)lg(lg21)oh(lg)oh(bckkccckcbb 因?yàn)橐驗(yàn)?c/c) / kb = = 0.1/

12、(1.8 105) 500, 0.1 x 0.11315lmol1034. 1)lmol(101.80.1 )(oh xcph = lgc(h+)/c= lg1014/(1.34 103) = 11.12 = x / 0.1 = 1.34 103 / 0.1 = 1.34%例例 計(jì)算計(jì)算0.1 moll1氨水溶液的氨水溶液的c(oh)、ph值和解離度值和解離度 解：解：kb = 1.8 105 kw , 可忽略水的電離。可忽略水的電離。 設(shè)設(shè)c(oh) = x moll1,3.2.4 多元弱酸分步解離多元弱酸分步解離h2s hs + h+721a101 . 1)sh()hs()h( ccck1

13、32a2103 . 1)hs()s()h( ccck21a2a1222104 . 1.)sh()s()h( kkccck2a1akk 在近似計(jì)算在近似計(jì)算c(h+)時(shí)，往往忽略第二步電離時(shí)，往往忽略第二步電離調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)h2s溶液的酸度，可控制溶液的酸度，可控制c(s2)。hs s2 + h+根據(jù)多重平衡規(guī)則：根據(jù)多重平衡規(guī)則： h2s s2 + 2h+弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)例例 常溫、常壓下常溫、常壓下h2s在水中的溶解度為在水中的溶解度為0.10 moll1，試求，試求h2s飽和溶液中飽和溶液中c(h+)、c(s2)及及h2s的解離度。的解離度。解解：(1)平衡濃度平衡濃度/mo

14、ll1 0.10 x x x721a101 . 110. 0 xxk472101 . 1101 . 110. 0 xx1a2awkkk 求求c(h+)時(shí)，僅考慮第一步解離時(shí)，僅考慮第一步解離h2s hs + h+72a1101 . 1)sh()hs( )h( ccck1322a103 . 1)hs()s( )h( ccckhs s2 + h+h2s hs + h+因?yàn)橐驗(yàn)?c/c) / ka1 = = 0.10/(1.1 107) 500, 0.10 x 0.102212)h(104 . 1)s( cc)h()hs( cc)h()hs()s(2a2 cckch2s飽和溶液中飽和溶液中c(s2)

15、與與c(h+)2 成反比成反比溶液中溶液中s2是由是由hs解離產(chǎn)生的解離產(chǎn)生的%11. 0101 . 11 . 0101 . 1371a ckc(s2)也可利用多重平衡規(guī)則進(jìn)行計(jì)算也可利用多重平衡規(guī)則進(jìn)行計(jì)算 hs s2 + h+1322a103 . 1)hs()s()h( ccck1132a2lmol103 . 1)s( kc 104 . 1.)sh()s()h(20a2a1222 kkccck根據(jù)多重平衡規(guī)則：根據(jù)多重平衡規(guī)則： h2s s2 + 2h+(2)(3)hac h+ + ac3.2.5 解離平衡的移動(dòng)，同離子效應(yīng)解離平衡的移動(dòng)，同離子效應(yīng) 解離平衡同其它平衡一樣，是條件平衡，當(dāng)

16、維持平衡體解離平衡同其它平衡一樣，是條件平衡，當(dāng)維持平衡體系的條件發(fā)生改變時(shí)，其移動(dòng)規(guī)律符合呂查德理原理。系的條件發(fā)生改變時(shí)，其移動(dòng)規(guī)律符合呂查德理原理。 c c nh4cl nh4+ cl 在弱電解質(zhì)中加入含有相同離子的易溶強(qiáng)電解質(zhì)，使在弱電解質(zhì)中加入含有相同離子的易溶強(qiáng)電解質(zhì)，使弱電解質(zhì)解離度降低的現(xiàn)象弱電解質(zhì)解離度降低的現(xiàn)象 同離子效應(yīng)同離子效應(yīng)nh3h2o nh4+ + oh naac na+ ac 弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)例例 在在0.100moll1hac溶液中，加入固體溶液中，加入固體naac使其濃度使其濃度為為0.100 moll1，求混合溶液中，求混合溶液中c(h

17、+)和和hac的解離度。的解離度。 0.100 0 0.100%108 . 1 ,lmol108 . 1 2115 x未加入未加入naac時(shí)：時(shí)： 0.100 x x x 52108 . 1100. 0 xx解：解：1 . 01 . 0 , 1 . 01 . 0500108 . 1/1 . 0/5a xxkc%34. 1 ,lmol1034. 1 213 x1 . 01 . 0500108 . 1/1 . 0/5a xkc0.100 x x 0.100 + x 5108 . 1100. 0)100. 0( xxx4 .741%34. 1%108 . 1221 若加入若加入0.1 moll1 h

18、cl?hac h+ + achac h+ + ac3.2.6 緩沖溶液緩沖溶液純水純水 ph=750 ml純水純水 + 0.05ml hcl (1 moll1 ） ph=350 ml純水純水 + 0.05ml naoh (1 moll1 ） ph=1150 ml 0.1 moll1 hac 和和 0.1 moll1 naac 混合溶液混合溶液 0.05 ml hcl (1 moll1 ） ph = 4.74 4.730.05 ml naoh (1 moll1 ） ph = 4.74 4.75v 緩沖溶液：具有保持緩沖溶液：具有保持ph值相對(duì)穩(wěn)定作用的溶液。值相對(duì)穩(wěn)定作用的溶液。弱電解質(zhì)的解離反

19、應(yīng)弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)緩沖原理緩沖原理hac h+ + ac 外加適量酸外加適量酸(h)，平衡向左移動(dòng)，平衡向左移動(dòng)外加適量堿外加適量堿(oh)，平衡向右移動(dòng)，平衡向右移動(dòng)hac-naac體系中體系中naac抵消抵消h+物質(zhì)，物質(zhì)，hac抵消抵消oh物質(zhì)物質(zhì)緩沖對(duì)緩沖對(duì) 共軛酸共軛酸 h+ + 共軛堿共軛堿酸的共軛堿，堿的共軛酸酸的共軛堿，堿的共軛酸弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)緩沖溶液緩沖溶液ph值的計(jì)算值的計(jì)算x (c 弱弱酸酸)(c 弱弱酸鹽酸鹽)xx 平衡濃度平衡濃度(c 弱弱酸酸)(c 弱弱酸鹽酸鹽)0初始濃度初始濃度500/a kcc (弱弱酸酸) - - x c (弱弱酸酸)

20、c (弱弱酸鹽酸鹽) + + x c (弱弱酸鹽酸鹽) )()()(h )()(aa弱酸鹽弱酸鹽弱酸弱酸弱酸弱酸弱酸鹽弱酸鹽cckcxccxk )()(lgppha弱酸弱酸弱酸鹽弱酸鹽cck ha h+ + a弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)+ 0.01 0.01 x x +x例例 (1) 計(jì)算計(jì)算0.1 moll1 hac與與0.1 moll1 naac組成緩沖溶液組成緩沖溶液的的h+濃度、濃度、ph值及值及hac的解離度。的解離度。 (2)若向若向100 ml上述緩沖溶上述緩沖溶液中加入液中加入1 ml 1.0 moll1 hcl, 計(jì)算溶液的計(jì)算溶液的ph值。值。解：解： 75. 4

21、)1076. 1lg()h(lgph5 c%0176. 0%1001 . 01076. 15 hac h+ + ac0.1 0.1ph值值基基本本不不變變(1)( (2) )鹽酸的濃度鹽酸的濃度1l0.01mol1.01.01001.0 155aalmol1076. 11 . 01 . 01076. 1 )ac()hac()()()(h cckcckc弱酸弱酸弱酸鹽弱酸鹽66. 411. 009. 0lg4.75 )()(lgpph 弱酸弱酸弱酸鹽弱酸鹽ccka 平衡濃度平衡濃度 v 緩沖溶液的用途緩沖溶液的用途電鍍工業(yè)，常用緩沖液控制電鍍液濃度，保持一定的電鍍工業(yè)，常用緩沖液控制電鍍液濃度，

22、保持一定的ph。人體血液由于含有人體血液由于含有h2co3和和nahco3 等緩沖體系，使人體等緩沖體系，使人體血液血液ph維持在維持在7.35 7.45之間。之間。土壤中土壤中h2co3、nahco3 、nah2po4 、na2hpo4及一些有及一些有機(jī)酸和鹽類組成復(fù)雜的緩沖系統(tǒng)，一般農(nóng)作物在機(jī)酸和鹽類組成復(fù)雜的緩沖系統(tǒng)，一般農(nóng)作物在 4 ph 7.5 的土壤中才能正常生長(zhǎng)。的土壤中才能正常生長(zhǎng)。緩沖溶液是分析化學(xué)中常用的溶劑。緩沖溶液是分析化學(xué)中常用的溶劑。 緩沖溶液在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生物醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)等方面有緩沖溶液在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生物醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)、化學(xué)等方面有著重要的應(yīng)用。著重要的應(yīng)用。弱電

23、解質(zhì)的解離反應(yīng)弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)選擇原則：選擇原則：a. 緩沖溶液對(duì)反應(yīng)沒(méi)有干擾。緩沖溶液對(duì)反應(yīng)沒(méi)有干擾。b. 緩沖溶液有效緩沖溶液有效ph范圍必須包括所需控制溶液的范圍必須包括所需控制溶液的ph值。值。配制配制 ph = 4.8 、 5.0 、 5.2 緩沖溶液：緩沖溶液： 選選hac - naac 緩沖體系，緩沖體系， pka = = 4.74 配制配制 ph = 9.0 、 9.5 、 10.0 緩沖溶液緩沖溶液: 選選nh3 - nh4cl 緩沖體系，緩沖體系，pka = = 9.25v 緩沖溶液的選擇和配制緩沖溶液的選擇和配制v 選用時(shí)選用時(shí)pka 盡量與所需控制的盡量與所需控制的

24、ph值一致值一致v配制緩沖溶液時(shí)，盡可能使弱酸、弱酸鹽濃度比接近于配制緩沖溶液時(shí)，盡可能使弱酸、弱酸鹽濃度比接近于1 )()(lgppha弱酸弱酸弱酸鹽弱酸鹽cck 弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)例例 欲配制欲配制250ml ph為為5.00的緩沖溶液，問(wèn)在的緩沖溶液，問(wèn)在12.0 ml 6.0 moll1 hac溶液中，應(yīng)加入固體溶液中，應(yīng)加入固體naac3h2o多少克？多少克？解：解： 00. 62500 .12)naac(lg76. 400. 5 c 應(yīng)加入應(yīng)加入naac3h2o的質(zhì)量為的質(zhì)量為g 0 .17g 136500. 01000250 需加入需加入17.0 g naac3

25、h2o )()(lgpph弱酸弱酸弱酸鹽弱酸鹽ccka c(naac) = 0.500 moll10 . 62500 .12)hac()( cc 弱酸弱酸)naac()(cc 弱酸鹽弱酸鹽弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)3.3 鹽類的水解反應(yīng)鹽類的水解反應(yīng)1. 水解反應(yīng)水解反應(yīng)（1）強(qiáng)堿弱酸鹽）強(qiáng)堿弱酸鹽hac+（2）強(qiáng)酸弱堿鹽）強(qiáng)酸弱堿鹽+ nh3h2o鹽類的水解反應(yīng)鹽類的水解反應(yīng)鹽的組分離子和水解離出來(lái)的鹽的組分離子和水解離出來(lái)的h+、oh 結(jié)合成弱電解質(zhì)的反應(yīng)。結(jié)合成弱電解質(zhì)的反應(yīng)。堿性堿性酸性酸性h2o oh + h+h2o oh + h+naac na+ + acnh4cl nh

26、4+ + clac + h2o hac + oh nh4+ + h2o nh3h2o + h+ 鹽類的水解反應(yīng)鹽類的水解反應(yīng)（3） 弱酸弱堿鹽弱酸弱堿鹽(弱酸弱酸) (弱堿弱堿)ohnh()hf(23ba kk呈酸性呈酸性)ohnh()hac(23ba kk呈中性呈中性 呈堿性呈堿性)ohnh()hcn(23ba kk a+ + b + h2o hb + aoh溶液酸堿性決定于水解產(chǎn)物溶液酸堿性決定于水解產(chǎn)物ka (hb)和和kb (aoh)相對(duì)大小相對(duì)大小hfohnh ohfnh :fnh23244 hacohnh ohacnh :acnh23244 hcnohnh ohcnnh :cnnh

27、23244 鹽類的水解反應(yīng)鹽類的水解反應(yīng)（2）強(qiáng)酸弱堿鹽）強(qiáng)酸弱堿鹽（3）弱酸弱堿鹽）弱酸弱堿鹽2. 水解常數(shù)水解常數(shù)（1） 強(qiáng)堿弱酸鹽強(qiáng)堿弱酸鹽水解度水解度h = %100)( )( 或濃度或濃度始態(tài)鹽的“物質(zhì)的量”始態(tài)鹽的“物質(zhì)的量”或濃度或濃度”鹽水解部分“物質(zhì)的量鹽水解部分“物質(zhì)的量 kh 越大，表示相應(yīng)的鹽水解程度越大。越大，表示相應(yīng)的鹽水解程度越大。 ac + h2o hac + oh nh4+ + h2o nh3h2o + h+ hacohnh ohacnh 2324 awhkkk bwhkkk bawhkkkk 鹽類的水解反應(yīng)鹽類的水解反應(yīng)3.3.2 分步水解分步水解 )h()

28、hs()h()sh()oh()hs()sh()oh(22)2(h cccccccck)h()s()h()oh()hs()s()oh()hs(22)1(h cccccccck871421aw101 . 9101 . 1100 . 1)sh( kk2131422aw107 . 7103 . 1100 . 1)sh( kkkh(2) c(s2- -)s2 + h2o hs- - + oh- - ab(s) a+ + b- -s(ab) = c(ab) + c(a+) = c(ab) + c(b- -) zn2+ + h2o zn(oh)+ + h+ ckc )ab()ab(sp沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng)例例

29、計(jì)算計(jì)算25時(shí)，時(shí)， agcl的溶度積常數(shù)。的溶度積常數(shù)。109.8 77.124 131.26)k15.298(mfg 11mrmolkj 6 .55molkj 8 .109)26.131(124.77)k15.298( g agcl(s) ag+(aq) + cl- -(aq) 溶解溶解沉淀沉淀10spmrsp1078. 1)agcl( 45.22)agcl(lnln krtgkk例例25時(shí)，時(shí)，ksp(ag2cro4)=1.12 1012, ksp(agcl) = 1.77 1010, 試求試求ag2cro4及及agcl的溶解度。的溶解度。15312342sp1312142splmol1

30、06.544101.124)cro(ag4)(2)cro(ag kssssk1510sp222splmol101.33101.77(agcl)(s(agcl) ksk解：解：解：解：沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng)3.4.2 沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng)1. 溶度積規(guī)則（溶度積規(guī)則（ solubility product rule )沉淀生成沉淀生成飽和溶液飽和溶液沉淀溶解沉淀溶解 rgm 0，j 0，j k 平衡逆向移動(dòng)平衡逆向移動(dòng) anbm(s) nam+(aq) + mbn- -(aq) 溶解溶解沉淀沉淀例例 在在0.1moll-1 fecl3，加入等體積的含有，加入等體積的含有0.2moll1 nh3h2o和和2

31、.0moll1 nh4cl混合液后能否產(chǎn)生混合液后能否產(chǎn)生fe(oh)3沉淀。沉淀。 nh3h2o nh4+ + oh 平衡濃度平衡濃度/moll1 0.1 x 1.0 + x x 解解：(1) 各物質(zhì)起始濃度各物質(zhì)起始濃度(2) oh濃度濃度65b107 . 1107 . 11 . 010. 0)0 . 1( xxxxxk1 . 01 . 0 , 0 . 10 . 1500107 . 1/10. 05b xxkc 3sp1936233fe(oh)105 . 2)107 . 1(100 . 5)oh()fe( kcc 有有fe(oh)3沉淀生成沉淀生成(3)沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng)(1) 同離子效應(yīng)對(duì)

32、沉淀反應(yīng)的影響同離子效應(yīng)對(duì)沉淀反應(yīng)的影響例例 計(jì)算計(jì)算baso4在在298.15k 0.10moll1 na2so4溶液中的溶解度溶液中的溶解度s。 解：解： s s + 0.10 2.影響沉淀反應(yīng)的因素影響沉淀反應(yīng)的因素使難溶電解質(zhì)的溶解度降低使難溶電解質(zhì)的溶解度降低1910lmol101.1101.10.10)( sss1501000lmol101.1101.1 sssna2so4溶液的加入，使溶解度減小為原來(lái)的萬(wàn)分之一。溶液的加入，使溶解度減小為原來(lái)的萬(wàn)分之一。 baso4(s) ba2+ + so42 m(oh)n(s) mn+ + n oh (2) ph值對(duì)沉淀反應(yīng)的影響值對(duì)沉淀反應(yīng)

33、的影響a. 難溶金屬氫氧化物難溶金屬氫氧化物nnnnnnncckccccck1spsp)()m(m(oh)oh()oh()m()oh(m( mn+沉淀完全時(shí)，沉淀完全時(shí)，c(mn+)105moll1沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng)192172322splmol105 . 5)oh(0 . 1103)()zn(zn(oh)oh( ccckc11235393433splmol1053. 6)oh(101079. 2)()fe(fe(oh)oh( ccckc例例 為除去為除去1.0moll1znso4溶液中的溶液中的fe3+，溶液的，溶液的ph值應(yīng)值應(yīng)控制在什么范圍？控制在什么范圍？zn(oh)2開始沉淀時(shí)，開始沉

34、淀時(shí)， c(zn2+) = 1.0 moll1ph=5.74ph應(yīng)控制為：應(yīng)控制為： 2.81 ph 5.74ph=2.81解：解：fe(oh)3沉淀完全時(shí)，沉淀完全時(shí)， c(fe3+)105moll1沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng)調(diào)節(jié)溶液調(diào)節(jié)溶液ph值值, 可進(jìn)行離子的分離和提純可進(jìn)行離子的分離和提純ksp2.811.481.15fe(oh)33.371.370.87sn(oh)25.923.923.42be(oh)29.087.086.58pb(oh)28.346.345.8fe(oh)28.246.25.7zn(oh)29.47.46.9cd(oh)29.387.386.89co(oh)210.878

35、.878.375.61 1012mg(oh)2c(mn+)105moll1c(mn+)= 0.1moll1c(mn+) =1moll1分子式分子式沉淀完全沉淀完全ph開始沉淀開始沉淀phm(oh)n5.92 1015 7.2 1015 3 10174.87 10171.43 10156.92 10225.45 10282.79 1039常見氫氧化物開始沉淀與沉淀完全的常見氫氧化物開始沉淀與沉淀完全的ph 沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng)zn2+(aq)zn(oh)2沉淀沉淀zn(oh)2溶解溶解兩性氫氧化物兩性氫氧化物cu(oh)2、 al(oh)3、cr(oh)3等均具有類似性質(zhì)。等均具有類似性質(zhì)。 zn(

36、oh)2(s) + 2h+ zn2+ + 2h2o zn(oh)2(s) + 2oh zn(oh)4沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng)難溶金屬硫化物難溶金屬硫化物pbs bi2s3 cus cds sb2s3 sns2 as2s3 hgsms(s) + 2h+ m2+ + h2s )zns()zn(104 . 1)h()sh()zns()h()sh()m(sp2212sp222kcckkccc h2s飽和溶液的濃度為飽和溶液的濃度為0.1 moll1沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng)解解: :zns沉淀開始析出時(shí)，沉淀開始析出時(shí)，c(zn2+) = 0.10 moll1 zns沉淀完全時(shí)，沉淀完全時(shí)，c(zn2+)105moll

37、1 22sp105 . 2)zns( k112221sp221lmol 75. 0 lmol 105 . 210. 0104 . 1)zns()zn(104 . 1)h( kcc1312213sp521lmol106 . 7 lmol105 . 21)102 . 1 ()zns(10104 . 1)h( kc例例 溶液中溶液中zn2+濃度濃度0.10moll1，如果不斷通，如果不斷通h2s氣體于氣體于溶液中，使溶液中溶液中，使溶液中h2s始終處于始終處于，并有，并有zns沉淀沉淀不斷生成，計(jì)算不斷生成，計(jì)算zns沉淀開始析出時(shí)溶液的沉淀開始析出時(shí)溶液的ph值和值和zn2+沉淀完全時(shí)溶液的最低沉

38、淀完全時(shí)溶液的最低ph值。值。ph = 0.15 ph = 2.1 zn2+ + h2s zns(s) + 2h+ h2s飽和溶液的濃度為飽和溶液的濃度為0.1moll1沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng)混合溶液中多種離子按一定次序沉淀混合溶液中多種離子按一定次序沉淀c1(ag+) c2(ag+)，故，故agi先沉淀先沉淀兩者開始沉淀所需要的兩者開始沉淀所需要的ag+離子濃度：離子濃度：18110sp2lmol10771lmol01010771)cl()agcl()ag( .ckc對(duì)對(duì)agcl：對(duì)對(duì)agi：分步沉淀分步沉淀逐滴加入逐滴加入1 moll1 agno31l溶液中，含有溶液中，含有i (0.01 mo

39、ll1)cl (0.01 moll1)115117sp1lmol1052. 8lmol0101052. 8)i ()agi()ag( .ckcv 沉淀次序：開始沉淀所需沉淀劑的濃度小的先沉淀。沉淀次序：開始沉淀所需沉淀劑的濃度小的先沉淀。agi agcl沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng)1918172splmol1081. 4lmol1077. 11052. 8)ag()agi()i ( ckc當(dāng)當(dāng)agcl開始沉淀時(shí)：開始沉淀時(shí)：滴加滴加agno3溶液時(shí)，可達(dá)溶液時(shí)，可達(dá)i 與與cl 分離的目的。分離的目的。i與與cl能否分離能否分離？10 5 moll 1 沉淀分離沉淀分離182lmol10771)ag( .

40、c當(dāng)當(dāng)agcl開始沉淀時(shí)，開始沉淀時(shí)，i 已經(jīng)沉淀完全。已經(jīng)沉淀完全。1l溶液中，含有溶液中，含有i (0.01 moll1)cl (0.01 moll1)逐滴加入逐滴加入1 moll1 agno3沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng)agcl 和和 ag2cro4哪個(gè)先析出哪個(gè)先析出 cro42 與與cl 能否分離能否分離 1l溶液中，含有溶液中，含有cl (0.01 moll1)cr2o42 (0.01 moll1)逐滴加入逐滴加入0.001 moll1 agno318110sp1lmol10771lmol01010771)cl()agcl()ag(:agcl .ckc151122442sp242lmol100

41、61lmol01010121)cro()croag()ag(:croag .ckcc1(ag+) c2(ag+)，故，故agcl先沉淀先沉淀當(dāng)當(dāng)ag2cro4開始沉淀時(shí)：開始沉淀時(shí)：152lmol10061)ag( .c1515102splmol10671lmol1006. 110771)ag()agcl()cl( .ckc 10 5 moll 1 當(dāng)當(dāng)agcl開始沉淀時(shí)，開始沉淀時(shí)，i 未沉淀完全。未沉淀完全。 cro42 與與cl 不能完全分離。不能完全分離。沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng)例例 在在0.1moll 1co2+鹽溶液中含有雜質(zhì)鹽溶液中含有雜質(zhì)cu2+，問(wèn)應(yīng)用硫化物，問(wèn)應(yīng)用硫化物分步沉淀法除

42、去分步沉淀法除去cu2+的條件是什么？的條件是什么？cus沉淀完全：沉淀完全：cos開始沉淀：開始沉淀：解：解：飽和溶液中飽和溶液中c(h2s)=0.10 moll 1 應(yīng)控制應(yīng)控制 6.3 10 31 moll 1 c(s2 ) 4.0 10 20 moll 1 ph 0.72如何控制如何控制c( s2 ) ？141312122212lmol107 . 4lmol103 . 6104 . 1)s(104 . 1)h( cc1201212sp21lmol100 . 4lmol10100 . 4)co()cos()s( .ckc13115362sp22lmol103 . 6lmol100 . 1

43、103 . 6)cu()cus()s( ckc11202121211lmol 19. 0lmol100 . 4104 . 1)s(104 . 1)h( cc（不存在）（不存在）沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng)1. 1. 沉淀的溶解沉淀的溶解(1) 生成弱電解質(zhì)生成弱電解質(zhì)3.4.3 沉淀的溶解和轉(zhuǎn)化沉淀的溶解和轉(zhuǎn)化 難溶碳酸鹽難溶碳酸鹽j k難溶弱酸鹽難溶弱酸鹽ksp越大，對(duì)應(yīng)弱酸越大，對(duì)應(yīng)弱酸ka 越小，難溶弱酸鹽越容易酸溶越小，難溶弱酸鹽越容易酸溶caco3(s) ca2+(aq) + co32 (aq)caco3(s) + 2h+ ca2+(aq) + co2(g) + h2o(l)832a3a3sp1

44、03 . 1)coh()hco()caco( kkkk 難溶金屬氫氧化物難溶金屬氫氧化物部分難溶金屬硫化物部分難溶金屬硫化物fe(oh)3(s) + 6h+ fe3+(aq) + 3h2o(l)難溶氫氧化物溶度積越大，越容易酸溶難溶氫氧化物溶度積越大，越容易酸溶難溶金屬硫化物溶度積越大，越容易酸溶難溶金屬硫化物溶度積越大，越容易酸溶fes(s) + 2h+ fe2+(aq) + h2s(g)沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng)（2） 利用配位反應(yīng)利用配位反應(yīng) agx (cl、br、i)都難溶于水，酸堿亦不溶，可選擇適當(dāng)都難溶于水，酸堿亦不溶，可選擇適當(dāng)?shù)呐浜蟿┦怪D(zhuǎn)化為可溶的配合物溶解：的配合劑使之轉(zhuǎn)化為可溶的配

45、合物溶解：（3） 利用氧化還原反應(yīng)利用氧化還原反應(yīng)o4h2no(g)3s(s)3cu(no)(8hno3cus(s)2233 稀稀agcl(s) + 2nh3h2o ag(nh3)2cl + 2h2oagi(s) + 2kcn kag(cn)2 + kiagbr(s) + 2na2s2o3 na3ag(s2o3)2cl + nabr沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng)2. 沉淀的轉(zhuǎn)化沉淀的轉(zhuǎn)化鍋爐除垢：鍋爐除垢：其主要成分其主要成分caso4，酸堿不溶，酸堿不溶+由一種難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種難溶電解質(zhì)的過(guò)程由一種難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種難溶電解質(zhì)的過(guò)程caso4(s) ca2+(aq) + so42 (aq)cas

46、o4(s) + co32 (aq) caco3(s) + so42 (aq)aq(na2)aq(cocona2332 caco3(s)4953sp4sp2324108 . 1108 . 21093. 4)caco()caso()co()so( kkcck可用可用na2co3溶液處理，使溶液處理，使caso4轉(zhuǎn)化為疏松的可溶于酸的轉(zhuǎn)化為疏松的可溶于酸的caco3 沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng)例例 如果在如果在1.0 lna2co3溶液中溶解溶液中溶解0.01 mol的的caso4，問(wèn)問(wèn)na2co3的初始濃度為多大？的初始濃度為多大？ 解：解：c(na2co3) = 0.010 + 5.610 7 moll

47、1 0.010 moll 1 平衡時(shí)平衡時(shí) c(so42 ) = 0.01 moll 1 caso4(s) + co32 (aq) caco3(s) + so42 (aq)ksp大的難溶電解質(zhì)易轉(zhuǎn)化為大的難溶電解質(zhì)易轉(zhuǎn)化為ksp 小的難溶電解質(zhì)，小的難溶電解質(zhì)，兩者相差越大轉(zhuǎn)化越完全。兩者相差越大轉(zhuǎn)化越完全。171423lmol106 . 5lmol108 . 101. 0)(co c沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng)例例 如果在如果在1.0lna2co3溶液中溶解溶液中溶解0.01mol的的baso4，問(wèn)問(wèn)na2co3的初始濃度為多大？的初始濃度為多大？ baso4(s) + co32 = baco3(s)

48、+ so42轉(zhuǎn)化反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)轉(zhuǎn)化反應(yīng)達(dá)平衡時(shí) c(co32) = 46 c(so42)。 多次多次轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化 baso4 基本可完全基本可完全轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化成 baco3。解：解：c(na2co3) = 0.010 + 0.45 moll 1 = 0.46 moll 1 1123lmol 45. 0lmol022. 0010. 0)(co c022. 01058. 21008. 1)baco()baso()co()so(9103sp4sp2324 kkcck沉淀反應(yīng)沉淀反應(yīng)3.4.4 沉淀反應(yīng)的應(yīng)用沉淀反應(yīng)的應(yīng)用v制備難溶化合物制備難溶化合物如如 pb(no3)2 + h2so4 pbso4 + 2hno3cuso4 + 2naoh cu(oh)2 + na2so4v除去溶液中雜質(zhì)除去溶液中雜質(zhì)如如 氯堿工業(yè)飽和食鹽水的精制氯堿工業(yè)飽和食鹽水的精制ca2+ + co32 caco3 mg2+ + 2oh mg(oh)2 ba2+ + so42 baso4 采用采用na2co3 naoh bacl2采用采用baco3 naohca2+so42+baco3(s) caco3