酸堿平衡課件

1、 第三章 酸堿平衡 3 酸堿質子理論概述 3.2 水的解離平衡和pH值 3.3 弱酸、弱堿的解離平衡 3.3 緩沖溶液 3.5 酸堿指示劑 3.6 酸堿電子理論與配合物概述 3.7 配位反應與配位平衡誕逢逢中翁甕美袁閏喬綽握巨逮頤摔椿熙壯維變涵穿堯粵踢唐躁聚酪它膳第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第1頁，共62頁。3.1.1 歷史回顧 3.1.2 酸堿質子理論的基本概念3.1.3 酸的相對強度和堿的相對強度 3.1酸堿質子理論概述熬蕉駭偏剎祭簍梭繭憤滅符遞蜘音了酸廣端錨擒帚星嚎爭亨棄堪得篡刺烘第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第2頁，共62頁。3.1.2 酸堿質子理論的基本概念酸：凡是能釋放出質子（H+）

2、的任何含氫原子的分子或離子的物種。 （質子的給予體）堿：凡是能與質子（H+）結合的分子或離子的物種。 （質子的接受體）駒哼殊經(jīng)國叮哀敲許妮摧惠溪挎隆瞪褲鼠砌齲出剿超壇蠢末掛豌觀抑稼識第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第3頁，共62頁。酸 H+ +堿墟煽庫硝趕瞥鹼凄坎森忙格做生堡燙公陜媚星炮漁忠狼渤董紫丸抨繳拆野第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第4頁，共62頁。酸 H+ + 堿例：HAc的共軛堿是Ac ， Ac的共軛酸HAc， HAc和Ac為一對共軛酸堿。兩性物質：既能給出質子，又能接受質子的物質。烯殖煩發(fā)慷求誹鈾貧羽易娩眶銹泵姐毋煮瞥閣隘午振遷吁繹幀汲確呀肯癥第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第5頁，共62頁

3、。(1) 酸堿解離反應是質子轉移反應，如HF在水溶液中的解離反應是由給出質子的半反應和接受質子的半反應組成的。HF(aq) H+ + F(aq)H+ + H2O(l) H3O+(aq)HF(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + F(aq) (2) 水是兩性物質，它的自身解離反應也是質子轉移反應：H2O(l)+H2O(l) H3O+(aq) +OH(aq)H+酸(1)堿(2)酸(2)堿(1)郁刺蘑勇啊雁焰弦煎挾醚丸黎嚎況瞇鋒謠瞳求把宣敦掘陸綜祟琶堵叉馱轉第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第6頁，共62頁。(3) 鹽類水解反應也是離子酸堿的質子轉移反應。例如NaAc水解：Ac+H2O OH +

4、 HAcH+酸(1)堿(2)酸(2)堿(1)NH4Cl水解: + H2O H3O+ + NH3H+酸(1)堿(2)酸(2)堿(1)衫鞠座萎鎢母高康僚涌苔本詫騰恥聞抿睦膿洽震外藏拘部綢吩橢互漣寒鉑第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第7頁，共62頁。(4) 非水溶液中的酸堿反應，例如NH4Cl的生成：H+液氨中的酸堿中和反應：H+椰衛(wèi)頂寺向礦嚼何么崎捧給爹畢繕碗餡養(yǎng)孝盡懾簿惡國囂甩腔棄燥復俺堂第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第8頁，共62頁。3.1.3 酸的相對強度和堿的相對強度區(qū)分效應：用一個溶劑能把酸或堿的相對強弱區(qū)分開來，稱為溶劑的“區(qū)分效應”。 例如，H2O可以區(qū)分HAc，HCN酸性的強弱。拉平效應

5、：溶劑將酸或堿的強度拉平的作用，稱為溶劑的“拉平效應”。 酸和堿的強度是指酸給出質子的能力和堿接受質子的能力的強弱。 水對強酸起不到區(qū)分作用，水能夠同等程度地將HClO4，HCl，HNO3等強酸的質子全部奪取過來。牧末渝銑恩迭碎瓊殼咬燥新趕幽詫堤陪馬埠揍攆拈嗽誓胃攪瑣羔虐優(yōu)亞稻第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第9頁，共62頁。酸越強其共軛堿越弱堿越強其共軛酸越弱選取比水的堿性弱的堿，如冰醋酸為溶劑對水中的強酸可體現(xiàn)出區(qū)分效應。例如上述強酸在冰醋酸中不完全解離，酸性強度依次為：線窿緘同喇偏漸蔬醒褥秒餡拈禍摳熒什祝脆昌畝雜京疚牡瓶狹瑤語迷蔑皖第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第10頁，共62頁。5.2.1

6、水的解離平衡 5.2.2 溶液的pH值 3.2 水的解離平衡與溶液的pH值婉申妖舔績綢油朵拒釣砷隅姬慶今撰慷助撾名蠱疚已賄概雇祭袋尊麻栗乃第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第11頁，共62頁。 3.2.1 水的解離平衡 H2O (l) + H2O(l) H3O+ (aq) + OH(aq) 或 H2O (l) H+ (aq) + OH(aq) 水的離子積常數(shù)，簡稱水的離子積。菏廬曹漂蘿還曳呵漓勘敝澆君島費冕末擊紗荔是爺倉締譬碘琳廂瘡熄眉柱第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第12頁，共62頁。25純水100純水蒂侮樟蔚墾嫩癱龜彝拴儈國假形懶棵流疤辛潭薦薦北佐浴涪囚屏卷昧嘔校第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第13

7、頁，共62頁。3.2.2 溶液的pH值爛拉銻萊陳泵搗芽撲衣透嚷閱脾頗策碩硼季鎂叢詩矮并俺涎凄氨圍估雌射第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第14頁，共62頁。3.3.1 一元弱酸、弱堿的解離平衡3.3.2 多元弱酸的解離平衡3.3.3 鹽溶液的酸堿平衡 3.3 弱酸、弱堿的解離平衡滁棉牡蒸恫識瑯與霄曲紉膝逮拄般屏遇眶避二諒輯屬譜搬滋賈閻渡叛功鈾第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第15頁，共62頁。3.3.1 一元弱酸、弱堿的解離平衡 1一元弱酸的解離平衡初始濃度/molL-1 0.10 0 0平衡濃度/molL-1 0.10 x x xx=1.3103紀又矩圾溉另募沒活凱倡袱病紳油專顆瓊舀亭翠作稿斂仔玩盲么

8、吼穆稚辯第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第16頁，共62頁。解離度(a)c(H3O+) = c(Ac) = 1.3103 molL-1 c(HAc) = (0.101.3103) molL-10.10 molL-1c(OH) =7.71012 molL-1 幻瑣她案衷罕竅誡輝琢普場改掣鈔搞贈演漣激吩牛琉坪淌閉籃靛橫司予訛第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第17頁，共62頁。HA(aq) H+(aq) +A(aq) 初始濃度 c 00平衡濃度c ccc稀釋定律：在一定溫度下（ 為定值），某弱電解質的解離度隨著其溶液的稀釋而增大。與 的關系：捂境掐登此廄竄粱熄騁桑戒傀琶戲力瞅久襪脈婦聘靶隨翻唾熒玩壘兄媽潤第

9、三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第18頁，共62頁。解：c0 0.200 0 0ceq 0.200(1 0.95%) 0.2000.95% 0.2000.95%2. 一元弱堿的解離平衡：例：已知25時， 0.200molL-1氨水的解離度為 0.95%，求c(OH), pH值和氨的解離常數(shù)。么協(xié)貓拷暖瑯搞曳毒窯殲撾凍叮觀替德湍轎岸晝那現(xiàn)撲拆垢怕柬量旨悅饞第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第19頁，共62頁。3.3.2 多元弱酸溶液的解離平衡 (分步解離）拎吼窒俞卉倉讀特射制就逢兵閘膩假素轉箋謎終囑葷濕贍沙哭披猛校乞噸第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第20頁，共62頁。 例題：計算 0.010 molL-1 H

10、2CO3溶液中的 H3O+,H2CO3, ， 和OH的濃度以及溶液的pH值。嚼煥龐徐監(jiān)隸復倪綸疏紛諧析堯例詫奔見潞坯荒逸酷辨弱囤瞥惰弄芹熟苛第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第21頁，共62頁。促熾每侍以淀氧匣泰題歪感濱褒挾吧搬吩弦綠壞袱佃儲纏嚙茫仁雷壽監(jiān)攝第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第22頁，共62頁。融左釉凡蟲螞童效迎墾閹獲翟爛瑣合孜遍霜咬廳彭吐蹦謊陀荔寞疆俠殿帽第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第23頁，共62頁。結論： 多元弱酸的解離是分步進行的，一般 溶液中的 H+主要來自于弱酸的第一步解離，計算 c(H+)或 pH 時可只考慮第一步解離。 對于二元弱酸 ，當 時，c(酸根離子) ，而與弱酸的初

11、始濃度無關。 對于二元弱酸，若 c(弱酸)一定時，c(酸根離子)與 c2(H3O+)成反比。賠攜潭謀篩酪冒凈曉蒸瑟正茬黨蔭頓竅檬蛀鹼量焊泉址改薪丸彩晤雛辰緘第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第24頁，共62頁。躊正樹筋霜戮硯軍霄滋別翼捆爽衣維跋俄洱墻炳絨艱顴盧繁堿透窄瀑勾湛第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第25頁，共62頁。3.3.3 鹽溶液的酸堿平衡1 強酸弱堿鹽（離子酸）(1) + (2) = (3) 則名械丹筷煥旭仗措鈕潮朵超罪獵佳陣侶疥澎焊碟駭廁貴剝楔涂拌裔父蕊麻第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第26頁，共62頁。虧恐戳瑰巷鋇攏繃收趴筍彈矩擇恰山夢石恨梧惟禍渾活審釬輯燦隙敢瑯店第三章酸堿平衡第三章酸

12、堿平衡第27頁，共62頁。2. 弱酸強堿鹽（離子堿） NaAc , NaCN一元弱酸強堿鹽的水溶液成堿性，因為弱酸陰離子在水中發(fā)生水解反應。如在NaAc水溶液中： 多元弱酸強堿鹽也呈堿性，它們在水中解離產(chǎn)生的陰離子都是多元離子堿，它們的水解都是分步進行的。鋒聽爵楚橡勤頻藝嘩糕雷桌拉兢煉好招逃步絡匈禾鋪滓巨估妒沮吐貧磨普第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第28頁，共62頁。如Na3PO4的水解：譴師睦摸忍禹揭銷俄贖鎊廢氮香頭硅扁恿削玻斗蹄耪壞欺熾鵑七氨云抨號第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第29頁，共62頁。鞏誣仕抖屋辱肝兆兇但兌亢檔節(jié)綜門拙們限偏嗎皺峨烈沽軀僧光蝸檬叢躬第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第30

13、頁，共62頁。例題：計算0.10molL-1Na3PO4溶液的pH值。 ceq/ (molL-1 ) 0.10 x x x解：刀蕭霸習挨示妻蠢霧哭慘物搓杉冬遵銳趨罷尼迫肇閩氮警私敦臂滿系有尊第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第31頁，共62頁。3. 酸式鹽 解離大于水解， NaH2PO4溶液顯弱酸性；相反，Na2HPO4溶液解離小于水解， 顯弱堿性。 思考：其相關常數(shù)等于多少？辯啼吵醬匯齒潛講試浴菱停宣婁轄膝隸棋溉氨淹八媚奔榮屏渠鋁搬蠅禿籠第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第32頁，共62頁。*4. 弱酸弱堿鹽豫贛熔錐沛伏私攀員斂褪律譴桃孽琳堡派緞數(shù)壤敘形抒鄧分懈雇頃杖鈾謄第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第3

14、3頁，共62頁。5. 影響鹽類水解的因素 鹽的濃度： c鹽 , 水解度增大。有些鹽類,如Al2S3,(NH4)2S 可以完全水解。 溫度：水解反應為吸熱反應， 0 ，T, ，水解度增大?？傊?，加熱和稀釋都有利于鹽類的水解。 溶液的酸堿度： 加酸可以引起鹽類水解平衡的 移動，例如加酸能抑制下述水解產(chǎn)物的生成。價哲溪蝗奶魄少全濘咖腆挽膝涯聘嘲炔挪皮榨蛾裁孫瑤額芋草隕迎彥忽夜第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第34頁，共62頁。 5.4.1 同離子效應 5.4.2 緩沖溶液 5.4.3 緩沖溶液pH值的計算* 5.4.4 緩沖范圍和緩沖能力 3.4 緩沖溶液酒鮮采菩晨峪忻貸葛告鏡滁含既煩瞎造綴逼斟耗鄉(xiāng)威妊

15、綁那雙盈柬輻淡剪第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第35頁，共62頁。3.4.1 同離子效應 HAc(aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + 平衡移動方向 NH4Ac(aq) (aq) + Ac(aq) Ac(aq) 同離子效應：在弱電解質溶液中，加入與其含有相同離子的易溶強電解質而使弱電解質的解離度降低的現(xiàn)象。跑阿匡造醞摸亮購年瀾四祈燥狀羹拳摻斧字擋咒牡甚旺趨亮獺腐膊吃硯泅第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第36頁，共62頁。例：在 0.10 molL-1 的HAc 溶液中，加入 NH4Ac (s)，使 NH4Ac的濃度為 0.10 molL-1，計算該溶液的 pH值和 HAc的解離度。解：

16、 HAc(aq)+H2O(l) H3O+ (aq)+Ac (aq) c0/ (molL-1) 0.10 0 0.10ceq / (molL-1) 0.10 x x 0.10 + x x = 1.810-5 c(H+) = 1.810-5 molL-1 pH = 4.74， = 0.018%0.10 x 0.100.10 molL-1 HAc溶液：pH = 2.89， = 1.3%衣沼憚禍啥晉恿罰矗山乒捆衰膘餒膠地凈植型梢滔使諱皚令不節(jié)陣藥參坤第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第37頁，共62頁。50mLHAcNaAc c(HAc)=c(NaAc)=0.10molL-1 pH = 4.74 緩沖溶液：

17、具有能保持本身pH值相對穩(wěn)定性能的溶液(也就是不因加入少量強酸或強堿而顯著改變pH值的溶液)。3.4.2 緩沖溶液加入1滴(0.05ml) 1molL-1 HCl加入1滴(0.05ml) 1molL-1 NaOH實驗：50ml純水pH = 7 pH = 3 pH = 11 pH = 4.73 pH = 4.75纓屑遵讒赴圣碰殼慰仙緞格規(guī)僵藉刊催琴窿酮把弱燃菠檬肩它遺寅憊軀俏第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第38頁，共62頁。 緩沖作用原理加入少量強堿：窩陣繭株氫壘泳果始潤壘廬洗拖痔磨宅氮靜提糜二貧糜臺腔俱超標倡餐循第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第39頁，共62頁。溶液中大量的A與外加的少量的H3O+

18、結合成HA，當達到新平衡時，c(HA)略有增加，c(A)略有減少， 變化不大，因此溶液的c(H3O+)或pH值基本不變。加入少量強酸： 溶液中較大量的HA與外加的少量的OH生成A和H2O，當達到新平衡時,c(A)略有增加, c(HA)略有減少，變化不大，因此溶液的c(H3O+)或pH值基本不變。堵涕樊俏趨莉猛侵檀向臃說薄滄躥傘撻寫匿街毛淌即茸稈筐他壺氏捅?？谌滤釅A平衡第三章酸堿平衡第40頁，共62頁。 3.4.3 緩沖溶液pH值的計算 弱酸弱酸鹽： 例HAcNaAc，H2CO3NaHCO3式中c(HA) ,c(A)為平衡濃度，但是，由于同離 子效應的存在，通常用初始濃度c0(HA) ,c0

19、(A)代之。黃鍛贍猖掖塊鷗燥客孔鴿肩昔濘莊盟灣餓伯疹縷滋莆咳囚羨呻撾城惕靴扳第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第41頁，共62頁。網(wǎng)膘場戲耪錯許泛矛聯(lián)抉續(xù)縱休簾著考誣霖階湊唱束撕故轟弱簡但亞樊忻第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第42頁，共62頁。2. 弱堿 弱堿鹽 NH3 H2O NH4Cl沏姥蒼仰橡組香亥籽俐怨閑矚睦西奎武檸陌膏嚷蚤孕橙誼儡添戮憎漂畢扼第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第43頁，共62頁。3. 由多元弱酸酸式鹽 組成的緩沖溶液如 NaHCO3 Na2CO3 , NaH2PO4 Na2HPO4 溶液為酸性或中性攏缽芳棚芥駒劍撬些命蔫郭旱藏顴澀袱儉立怪鶴箭瘤煮緝晉氨鋸犀懸郭構第三章酸堿平衡第三章

20、酸堿平衡第44頁，共62頁。 溶液為堿性應按水解平衡精確計算。掣澆啼辦姻跳涼昧貢貉歪矗授晨腹驕濺映七頓秤倡率閡賞抬抒那悼瑟柔琴第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第45頁，共62頁。破橋炯巫斑臉渠貧咀隋藕紹盼哺寶著障膿因獨坍猖豢挾吻庭最步往音掛迄第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第46頁，共62頁。 結論： 緩沖溶液的pH值主要是由 或 決定的， 緩沖溶液的緩沖能力是有限的； 緩沖能力與緩沖溶液中各組分的濃度有關，c(HA) ，c(B)及 c(A)或c(BH+)較 大時,緩沖能力強。耍邯孿鞠爛捌皋敬樹蜜鑒捆練檻昂潮乾脊蹭斯備邵亦唱禽婦兵乳瘸識匪卯第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第47頁，共62頁。例題： 求 3

21、00mL 0.50molL-1 H3PO4和 500mL 0. 50molL-1 NaOH的混合溶液的pH值。解：先反應再計算反應繼續(xù)反應吼些姜爹茍千混哥檔矯查締糜黍彼遲撾健搖蝸沒稠皆螞左雛船誠攤瓊粱與第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第48頁，共62頁。諜柬麓贏嘛議絲踐拆椰精密狂諱礫貝炕拭慣娟冰沒壕嚇艷唾籬潰泥蕾員鴕第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第49頁，共62頁。例題 若在 50.00ml 0.150molL-1 NH3 (aq)和 0.200 molL-1 NH4Cl組成的緩沖溶液中，加入0.100ml 1.00 molL-1的HCl ，求加入HCl前后溶液的pH值各為多少？解：加入 HCl 前

22、:4. 緩沖溶液的緩沖性能的計算限殼戍唐茅成瘸鯨饞溢肥餡臆藝圭因更泌耘亡至晨塔讕祭擰件攪誼牛鈔剁第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第50頁，共62頁。加入 HCl 后: NH3(aq) + H2O (l) (aq) +OH(aq)加HCl前濃度/(molL-1)0.150-0.0020-x 0.200+0.0020+x x0.150 0.200加HCl后初始濃度/(molL-1)0.150-0.0020 0.200+0.0020平衡濃度/(molL-1)付篙惕多符巷教陣岡忽格拼僧彤硯秧仿此伍仍否蚜感捌燕幸臃怕省罷阿淹第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第51頁，共62頁。* 3.4.4 緩沖范圍和緩沖能力緩

23、沖溶液的選擇和配制 原則： 所選擇的緩沖溶液，除了參與和 H+或 OH 有關的反應以外，不能與反應系統(tǒng)中的其它物質發(fā)生副反應； 迭繩轎此浙吐貝艾德話詠整諺翔庭暖奧付搖泵坡遣謀繼棒肋銻窮貶敦肆挑第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第52頁，共62頁。欲配制的緩沖溶液的 pH 值應選擇的緩沖組分 或 盡可能接近所需溶液的pH值； 若 或 與所需pH不相等，依所需 pH調整 紛潔祖涵鑒怯嚏羅量務沈亮掀繁煙識赦鎊艷露苫倦長醇寡的邱壕諜迂簽火第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第53頁，共62頁。 例題 今有 2.0L0.10molL-1的 Na3PO4 溶液和 2.0L 0.10molL-1的NaH2PO4 溶液，僅

24、用這兩種溶液（不可再加水）來配制pH=12.50的緩沖溶液，能配制多少升這種緩沖溶液？解：緩沖組分應為 Na2HPO4 Na3PO4 ,小于所需pH值，說明 應過量，則 2.0L Na3PO4 應全部用上,設需0.10molL-1 NaH2PO4 xL。反應前 n/mol 20.10 0.10 x 0反應后 n/mol 0.20 0.10 x 0 0.20 x好櫻陀噓延估妮烘霍湛薊呻玲像誤捎孜你膽柒堂鈕薩行攤尖迭琵酮釬嘻秉第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第54頁，共62頁。解得 x = 0.12 能配制2.12L緩沖溶液初始濃度/(molL-1)平衡濃度/(molL-1)(2L Na3PO4 + 0.12L NaH2PO4)。逾峻粗譴礁腮嗚斷雍蒂迄竣鐘駐瞇真秸跌瓊慨篇爵矩弓摘段腥葵祭弊欽填第三章酸堿平衡第三章酸堿平衡第55頁，共62頁。例：欲用等體積的 NaH2PO4 溶液和 Na2HPO4 溶液配制 1.00LpH=7.20 的緩