第五酸堿平衡精品課件

1、第五酸堿平衡第1頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2515.1 Introduction to Base-acid theories* 常見酸堿理論及其發(fā)展:Arrhenius阿侖尼烏斯酸堿理論 酸堿電離理論：水溶液中電離出H+或者OH-；僅限于水溶液中！Brnsted-Lowry布朗斯特酸堿理論酸堿質(zhì)子理論：質(zhì)子的轉(zhuǎn)移傳遞；適用于任何溶劑體系和無溶劑體系(如: 氣相體系)。Lewis路易斯酸堿理論酸堿電子理論：電子對的轉(zhuǎn)移；適用于任何有電子的得失的體系。第2頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/252立論基礎(chǔ)-水溶液中電解質(zhì)

2、的電離acid: 水中電離出的陽離子全部是H+;base: 水中電離出的陰離子全部是OH-;salt: 電離出的陽離子除H+外或陰離子除OH-外尚有其它離子的電解質(zhì) -酸式鹽, 堿式鹽.中和反應(yīng)的實質(zhì)-H+ + OH- = H2O局限性-不能脫離水溶液范疇, 非水體系不適用; 只適用于含有氫原子和氫氧根的物質(zhì). It did not handle on OH bases such as ammonia very well.無法解釋NH3、NaCO3呈堿性、 NH4Cl呈酸性的事實。一：Classical Arrhenius Theory: A Brief Review第3頁，共81頁，2022

3、年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2531. Basic concept(布朗斯特)酸：凡是能釋放出質(zhì)子（H+）的任何含氫原子的分子或離子的物種，即質(zhì)子給予體(proton donor)。(布朗斯特)堿：凡是能與質(zhì)子（H+）結(jié)合的分子或離子的物種，即質(zhì)子接受體(proton acceptor)。acid-base reaction 酸堿反應(yīng)： in an acid-base reaction, a proton is transferred from an acid to a base 質(zhì)子在兩對共軛酸堿對之間的轉(zhuǎn)移 。二: Brnsted-Lowry Theory of Aci

4、ds and Bases第4頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/254共軛酸堿對(conjugate acid-base pair)任何酸給出質(zhì)子后生成它的共軛堿表達(dá)式: A = B + H+ acid conjugate base堿加合質(zhì)子后形成它的共軛酸酸與共軛堿、堿與共軛酸構(gòu)成共軛酸堿對某些物質(zhì)可以是酸也可以是堿兩性 (amphoteric)物質(zhì)第5頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/255Acid H+ + Base1，酸和堿可以是中性分子, 酸和堿也可以是離子 2，Amphiprotic: 同一物質(zhì), 有時可做酸,有

5、時又可做堿3，質(zhì)子理論中沒有鹽的概念Summary第6頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2562. Proton acidbase reaction 實質(zhì)：質(zhì)子的轉(zhuǎn)移過程。中和反應(yīng)的實質(zhì)：質(zhì)子的傳遞H3O+ (酸1) + OH-(堿2) = H2O(酸2) + H2O(堿1)HAc(酸1) + NH3 (堿2) = NH4+(酸2) + Ac-(堿1)電離作用的實質(zhì)：H2O與分子酸堿的質(zhì)子傳遞HAc(酸1) + H2O(堿2) = H3O+(酸2) + Ac-(堿1)H2O(酸1) + NH3(堿2) = NH4+(酸2) + OH-(堿1)H2O是兩性物質(zhì)

6、, 即可做酸, 也可做堿.水解反應(yīng)的實質(zhì)：H2O與離子酸堿的質(zhì)子傳遞H2O (酸1) + Ac-(堿2) = HAc (酸2) + H2O(堿1)*質(zhì)子理論中沒有鹽的概念，也無水解反應(yīng)。第7頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2573. Strengths of acid-base 酸堿的強弱溶液中，酸堿的強弱取決于：a) 酸、堿本身給出質(zhì)子或者接受質(zhì)子的能力-電離平衡常數(shù)；對于任意酸： HB(aq) + H2O B-(aq) + H3O+(aq)達(dá)電離平衡時，Ka稱為弱酸的電離平衡常數(shù)，用來衡量酸的強弱。Ka值越大，酸性越強。 Ka大于1的酸為強酸，小于1的

7、為弱酸。常見弱酸的Ka值見附錄4為了方便起見，定義pKa來代替Ka ： pKa = -lgKa對于多元酸，對應(yīng)的有多級電離常數(shù)，例H2S，H3PO4第8頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/258同理，對于弱堿來講，Kb 越大，堿的強度就越大。 NH3 + H2O NH4+ + OHKb稱為弱堿的電離常數(shù)第9頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/259*共扼酸堿Ka和Kb的關(guān)系由共軛酸堿對HAc-Ac-的電離平衡關(guān)系式看出 Ka Kb = Kw （通常Kw為110-14）*有關(guān)計算：已知酸的Ka可求其共軛堿的Kb。 Ac + H2

8、O OH + HAc第10頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2510b) 溶劑接受和給出質(zhì)子的能力。在水中，HCl + H2O H3O+ + Cl強酸1 強堿2 弱酸2 弱堿1 HAc + H2O H3O+ + Ac 弱酸1 弱堿2 強酸2 強堿1H2O是區(qū)分溶劑第11頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2511在液氨中，HCl + NH3 NH4+ + Cl 強酸1 強堿2 弱酸2 弱堿1 HAc + NH3 NH4+ + Ac 強酸1 強堿2 弱酸2 弱堿1液氨是拉平溶劑第12頁，共81頁，2022年，5月20日，1點3

9、0分，星期一2022/9/2512區(qū)分效應(yīng)：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(yīng)”。 例：H2O可以區(qū)分HAc，HCN酸性的強弱。 H2SO4可以區(qū)分HClO4和HNO3拉平效應(yīng)：溶劑將酸或堿的強度拉平的作用，稱為溶劑的“拉平效應(yīng)”。 例：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(zhì)子全部奪取過來。水是拉平溶劑！第13頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/25131Lewis的酸堿電子理論的提出 質(zhì)子理論無法解釋:如SnCl4、AlCl3等的酸堿性行為2理論要點： Lewis acid: A speci

10、es (atom, ion or molecule) that is an electron pair acceptor, 凡可以接受電子對的分子、原子、離子 Lewis base: A species that is electron pair donor, 凡可以給出電子對的物質(zhì).3Lewis的電子理論有關(guān)酸、堿的劃分 凡金屬陽離子及缺電子的分子都是酸； 凡與金屬離子結(jié)合的陰離子或中性分子都是堿。三、Lewis的酸堿電子理論第14頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/25144酸堿反應(yīng)的實質(zhì)：電子對的轉(zhuǎn)移。 形成配位鍵的反應(yīng)；堿提供電子對，酸以空軌道接受電子

11、對形成配位鍵。 H :OH HOH，AlCl3 Cl AlCl4 Cu2+ + 4:NH3 Cu2+(NH3)45Lewis的酸堿電子理論的優(yōu)缺點： 優(yōu)點：適合于任何有電子得失的得失體系！ 缺點：太籠統(tǒng)，不易掌握酸堿的特性 無法判斷酸堿性的強弱第15頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/25155.2 水的電離和pH標(biāo)度一. 水的質(zhì)子自遞1. H2O既是質(zhì)子酸，又是質(zhì)子堿；2. 質(zhì)子自遞作用 (The Self-Ionization of Water)水分子之間可以進(jìn)行質(zhì)子的傳遞作用。 H2O + H2O OH- + H3O+ H2O H+ + OH達(dá)電離平衡時

12、：簡化： 水的電離平衡第16頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/25163. 純水的電離平衡稱為自身電離平衡；其電離平衡常數(shù)稱為質(zhì)子自遞常數(shù)(KW)。4. 水的離子積常數(shù)：在一定溫度下，純水的KW是一個常數(shù)。簡稱為水的離子積 (Ion Product of Water)。295K時純水的Kw =110-14 pKW = -lgKW = 14Ion-Product constant Kw 第17頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2517*熱力學(xué)方法計算Kw H2O(l) H+(aq) + OH(aq) rH = 55.90 k

13、J mol1 0 例:100純水的水的質(zhì)子自遞是吸熱反應(yīng)，故KW隨溫度的升高而增大。第18頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2518二. 水溶液的pH值1. 溶液的pH值水溶液中會同時存在H+和OH-，其濃度乘積為一常數(shù)Kw；pH值-The potential of the hydrogen ion was defined in 1909 as the negative of the logarithm of H+. 溶液中氫離子濃度的負(fù)對數(shù)，pH = - lgc(H+)/c。當(dāng)H+濃度1時，則習(xí)慣用實際數(shù)值表示。pOH也可以表示溶液的酸堿性，KW = H3

14、O+OH-= 1.010-14-lgKW = -lgH3O+ - lgOH- = -lg(1.010-14)pKW = pH + pOH = 14 第19頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2519水溶液的酸堿性: 取決于其中H+和OH-的相對濃度大小。酸性，中性，堿性，純水More Acidic More Basic0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14pH第20頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2520Ex.1 Orange juices pH=2.8，how is c(H+)和c(OH-)

15、?解：例2，計算 和 的pH解：HCl:NaOH: 第21頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/25212. Determination the pH value酸度計(精密)、酸堿指示劑(大致范圍)、pH試紙(精密、普通)pH試紙：將濾紙用多種指示劑的混合液浸透、涼干而成。它在不同酸堿性的溶液中，會顯示不同的顏色。酸堿指示劑：有機弱酸或弱堿，在不同的pH下顯示不同的顏色，用于測試水溶液的酸堿性。3. 生物學(xué)意義：土壤要求一定的pH值范圍、血液(7.35-7.45)、胃液(0.9-1.5)、各種生物酶活性需要一定的pH值范圍.酸度計(精密):第22頁，共81頁，

16、2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2522* 酸堿指示劑(Indicator)假設(shè)HIn表示石蕊 HIn H+ + In K = (H+/c In/c )/HIn/c當(dāng)c (HIn) c (In)時，溶液呈紅色，是酸性當(dāng)c (HIn) c (In)時，溶液呈藍(lán)色，是堿性 在 HIn /In 10或 HIn /In 0.1時，指示劑顏色變化 指示劑變色范圍是 H+ 在0.1 10之間。(紅)(藍(lán))Boyle的發(fā)現(xiàn)第23頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2523酸堿指示劑pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

17、14中性酸性增強堿性增強橙甲基橙 紅黃粉紅酚酞 無 色紅變色范圍：3.14.4變色范圍：8.09.8第24頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/25245.3 水溶液中的酸堿電離平衡Strong acids and bases-Strong electrolyte(強電解質(zhì))： dissociates completely(全部電離)氫離子濃度 根據(jù)強酸、強堿的濃度可得到。*當(dāng)酸、堿濃度小于10-6moldm-3時，應(yīng)考慮水本身的H+。Weak acids and bases-Weak electrolyte(弱電解質(zhì))：partially dissociate

18、s (部分電離)。 *為了表示 弱電解質(zhì)達(dá)到電離平衡時的電離程度，則引入概念-Degree of ionization 電離度第25頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2525一: 電離度（解離度）與稀釋定律1. 電離度()：已電離的弱電解質(zhì)分子數(shù)和溶液中弱電解質(zhì)分子的初始分子數(shù)的百分比數(shù)。對于一元弱電解質(zhì)，若未解離前電解質(zhì)的濃度為c0(HAc) ，解離后的濃度為c(HAc)，則電離度是表征弱電解質(zhì)的特征常數(shù)。越小，電解質(zhì)越弱。第26頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/25262. 稀釋定律濃度與電離度、電離常數(shù)的關(guān)系HA(a

19、q) H+(aq) +A(aq) 初始濃度 c 00平衡濃度c cc c稀釋定律：在一定溫度下(Ka 為定值)，某弱電解質(zhì)的電離度隨著其溶液的稀釋而增大。稀釋定律(Dilution Law)與濃度有關(guān)，濃度越小，解離度越大。第27頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2527-1一元弱酸溶液，其為pH=2.77。求這一元弱酸的電離常數(shù)及該條件下和濃度為0.010 mol.L-1時的解離度。解：-1時-1時第28頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2528二：一元弱酸、弱堿的電離平衡1. a monoprotic weak aci

20、d HA，其濃度為 c moldm-3 起使?jié)舛?: c(HA) 0 0電離平衡時：c(HA)-c(H+) c(A-) c(H+)HA的標(biāo)準(zhǔn)解離常數(shù)(Standard Dissociation Equilibrium)，通常稱為電離常數(shù)。公式5-1忽略水的電離同p225公式12-8第29頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2529*以上公式 5-1有精確解和近似解！精確解：解一元二次方程近似解：*若要求相對誤差 ，則近似條件：當(dāng)c/Ka500時或者 5%時，可近似c-c(H+)c2. 對于一元弱堿，同理有近似解：或公式 5-2 公式 5-3同p225公式12-

21、9第30頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2530Ex.1 Calculate -1 lactic acid CH3CHOHCOOH( )Solution：第31頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2531-1HCN and its Percent ionization.Solution：第32頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2532例3，將2.45 g固體NaCN配成500 ml水溶液，計算溶液的pH值？(已知HCN的Ka4.9 10-10)解：NaCN的濃度2.45/49 0.5 =

22、 0.1moldm-3 CN- + H2O HCN + OH-平： c - x x x x = OH- = (Kb c)1/2 =1.4 10-3 mol dm-3 pOH = 2.85, pH = 11.15(因為c/Kb 500)第33頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2533三. 同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)Suppression of Ionization of a Weak Acid第34頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2534Suppression of Ionization of a Weak Base第35頁，共8

23、1頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2535Solutions of Weak Bases and Their Salts第36頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2536三. 同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)1. 同離子效應(yīng)(Common-ion Effect)：The Common-Ion Effect is the suppression (抑制) of the ionization of a weak electrolyte caused by adding more of an ion that is a product of this

24、ionization. 在弱電解質(zhì)的電離平衡體系中，加入和弱電解質(zhì)含有相同離子的強電解質(zhì)，使弱電解質(zhì)減小的現(xiàn)象。 HAc(aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + NH4Ac(aq) NH4+(aq) + Ac(aq) Ac(aq) 第37頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2537例1，計算 的醋酸和醋酸鈉混合溶液的pH及醋酸的離解度并與 的醋酸作比較。解： HAc H+ + Ac- Ceq/mol.L-1 c0(HAc)-x x c0 (Ac-) +x根據(jù)：得：第38頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2538同

25、離子效應(yīng)使得醋酸和醋酸根的離解度大大降低，x相對于c0(HAc) 和c0 (Ac-) 可以忽略，則有電離度的醋酸，因第39頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2539例2、向 的氨水溶液中加入100mL 的鹽酸水溶液，計算所得到的溶液的pH。解：反應(yīng)后，氨的剩余量為生成氨根離子*同學(xué)們可自己推導(dǎo)這個計算式.平衡組成第40頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/25402. 鹽效應(yīng)(Salt Effect) ：加入與弱電解質(zhì)含有不同離子的強電解質(zhì)時會使弱電解質(zhì)的增大的現(xiàn)象。例：在弱酸或弱堿中加入與其中的各種組分都不相同的其它離子，使

26、弱酸或弱堿的離解度增大。實例：在HAc溶液中加入NaCl，電離度增大。*同離子效應(yīng)會同時引起鹽效應(yīng)，但鹽效應(yīng)不一定會引起同離子效應(yīng)。一般可忽略鹽效應(yīng)！解釋：由于溶液中存在 Na+和Cl-，靜電作用使得Ac-和Na+，Cl-和H+之間相互吸引，導(dǎo)致H+和Ac- 碰撞的機會減小，因而酸或堿的離解的逆反應(yīng)趨勢減小，電離度增加。在0.1mol/lHAc溶液中加入NaCl有下結(jié)果第41頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2541四. 多元弱酸/堿(Polyprotic Acids)的電離平衡：1. 弱多元酸（堿）在水溶液中是分步解離的，每一步解離都存在解離平衡。以二元弱

27、酸H2S為例： H2S H+ + HS- Ka1 = H+HS-/H2S = 1.1 10-7 HS- H+ + S2- Ka2 = H+S2-/HS- = 1.0 10-14 K = Ka1 Ka2 = H+2S2-/H2S = 1.1 10-21Ka1 、Ka2 分別稱為多元弱酸的第一、第二步電（解）離常數(shù)。第42頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2542因Ka1 Ka2 (103倍)，由于同離子效應(yīng)，第二步電離出的質(zhì)子可以近似忽略；當(dāng)c/ Ka1 500時，計算溶液中氫離子濃度可按一元弱酸公式 處理；二級電離的酸根離子S2-濃度近似等于第二級離解常數(shù)K

28、a2，c(S2-) = Ka2飽和H2S水溶液，H2S = 0.1 moldm3，根據(jù)K = H+2S2-/H2S = 1.1 10-21，可求出不同pH下的S2。第43頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/25432. 可根據(jù)多重平衡規(guī)則，寫出總解離式和總平衡常數(shù)。如，（1）（2）上面(1)+(2)上式表明水溶液中離子、弱電解質(zhì)分子與總平衡常數(shù)之間的關(guān)系。*總解離式中，第44頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/25443. 結(jié)論:多元弱酸中，若K1K2K3，溶液中的 H+主要來自于弱酸的第一步解離。一般的當(dāng)K1/K2103，計

29、算 c(H+)或 pH 時可只考慮第一步解離，可做一元弱酸處理； 二元弱酸中，若K1K2，酸根離子濃度近似等于二級電離常數(shù)c(酸根離子) Ka2 ，可視為與酸的原始濃度關(guān)系無關(guān)； 在多元弱酸溶液中，酸根濃度極低，在需要大量酸根離子參加的化學(xué)反應(yīng)中，要用相應(yīng)的鹽而不是相應(yīng)的酸。第45頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2545對于二元弱酸，若 c(弱酸)一定時，c(酸根離子)與 c2(H3O+)成反比。第46頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2546例1，在0.3 mol dm-3的鹽酸溶液中通入H2S水溶液至飽和，求溶液中的

30、HS-和S2-解： H2S H+ + HS- 起始濃度 0.1 0.3 0平衡濃度 0.1-x 0.3+x x HS- =K1 0.1/0.3 = 3.7 10-8 moldm3由二級平衡: HS- H+ + S2- 平衡濃度: 1.9 10-8 -y 0.3+y yS2- = y = HS- = K2 1.9 10-8 =7.6 10-23 moldm3 x可以忽略y可以忽略第47頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2547例2, 試計算0.1moldm-3Na2S溶液中, S2- , OH- 以及S2- 的電離度.解: S2- 在水溶液中的分步電離平衡 S

31、2- + H2O OH- + HS-HS- +H2O OH- +H2S由于Kb1 Kb2,溶液OH- 取決于第一步電離, S2- + H2O OH- + HS-起始濃度 0.1 0 0平衡濃度 x 0.1-x 0.1-x (0.1-x)2 / x = 1 x = 1.0 10-2 moldm-3= S2- OH- 10-2 = 9.010-2 = HS- %= (0.1- 1.0 10-2 / 0.1) 100 = 90%S2-水解程度很大，可忽略x第48頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2548例3，計算 0.010 molL-1 H2CO3溶液中的 H3

32、O+,H2CO3，HCO3-，CO32- OH的濃度以及溶液的pH。X可以忽略第49頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2549第50頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2550兩性物質(zhì)：H2PO4-、 HPO42-、 NH4Ac etc當(dāng)濃度足夠大時，溶液的酸堿性近似與濃度無關(guān)，只與兩性物質(zhì)的酸電(解)離常數(shù)和其共扼酸的電(解)離常數(shù)的乘積有關(guān)：第51頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2551五、鹽溶液的酸堿平衡水解反應(yīng)與水解常數(shù)水解反應(yīng)：指鹽的組分離子與水解離出來的H+或OH-結(jié)合生成若

33、電解質(zhì)的反應(yīng)。水解常數(shù)：水解反應(yīng)的平衡常數(shù)。水解反應(yīng)是中和反應(yīng)的逆反應(yīng)。鹽與水溶液的作用： 強酸強堿鹽：無水解作用 強酸弱堿鹽 強堿弱酸鹽 弱酸弱堿鹽有水解作用第52頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2552如，NaAc在水溶液中的水解過程如下1. 強堿弱酸鹽-實質(zhì)：弱堿的電離(1)(2)(1)+(2)=(3)以一元弱酸（或弱堿）來說明水解后產(chǎn)生OH-，因此溶液呈堿性。溶液pH值可按一元弱堿處理。第53頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/25532. 強酸弱堿鹽-實質(zhì)：弱酸的電離(1)(2)(1)+(2)=(3)如，NH4C

34、l在水溶液中的水解過程如下水解后產(chǎn)生H+，因此溶液呈酸性。溶液pH值可按一元弱酸處理。第54頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/25543. 強酸弱堿鹽-實質(zhì)：兩性物質(zhì)的電離如，NH4F、NH4Ac、NH4CN(2)(3)以NH4Ac為例，其水解過程如下(1)(4)=(1)+(2) +(3)第55頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2555水解后產(chǎn)生H+和OH-，溶液酸堿性由 的相對大小來決定。pH大小由如下公式計算：一般的第56頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2556例1, 計算0.01

35、moldm-3的NH4Ac溶液中，NH3H2O 、HAc、H+的濃度。解： NH4+ + Ac- + H2O = NH3H2O + HAc平衡時： c-x c-x x x NH3HAcH+OH- K = NH4+ Ac-H+OH-=Kw/(KaKb)=3.0910-5 x2 / 0.12 = 3.09 10-5 x = 5.5610-4mol dm-3 c-x c NH3H2O = HAc = 5.5610-4mol dm-3 = 1.010-7 mol dm-3 第57頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/25574. 影響鹽類水解的因素 鹽的濃度： c鹽 ,

36、 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(yīng)為吸熱反應(yīng)， 0 ，T, ，水解度增大。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。第58頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/25585.4 緩沖溶液(Buffer Solution)50mLHAc-NaAc溶液c(HAc)=c(NaAc)=0.10molL-1緩沖溶液(Buffer Solution) ：能減緩?fù)饧由倭康膹娝峄驈妷A以及稀釋的影響，而保持溶液pH值不發(fā)生顯著變化的溶液，稱為緩沖溶液。加入1滴(0.05ml) 1molL-1 H

37、Cl加入1滴(0.05ml) 1molL-1 NaOH實驗：50ml純水 pH = 3 pH = 11pH = 7pH = 4.73 pH = 4.75第59頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2559A weak acid and its conjugate base弱酸及其共軛堿、A weak base and its conjugate acid弱堿及其共軛酸可組成緩沖溶液。如：1. 緩沖溶液的組成具有緩沖作用的溶液有：弱酸及其鹽組成的溶液弱堿及其鹽組成的溶液多元弱酸弱堿鹽的共軛酸堿對*濃的強酸、強堿溶液?第60頁，共81頁，2022年，5月20日，1點

38、30分，星期一2022/9/25602. 緩沖原理-同離子效應(yīng)、電離平衡的移動1）以HAc-NaAc為例第61頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2561加入少量強堿： 溶液中較大量的HA與外加的少量的OH生成A和H2O，當(dāng)達(dá)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。第62頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2562溶液中大量的A與外加的少量的H3O+結(jié)合成HA，當(dāng)達(dá)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

39、變。加入少量強酸：第63頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/25632）以碳酸緩沖溶液體系（H2CO3-Na HCO3 ）為例用平衡移動原理來說明緩沖作用原理。(1)(2) 由于（2）式解離產(chǎn)生大量的HCO3-，對（1）的解離平衡產(chǎn)生同離子效應(yīng)，也就是抑制了（1）式的解離。因此，緩沖溶液中存在大量的H2CO3和HCO3 -，是具有緩沖作用的根本原因。第64頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2564 加入少量的強酸（如HCl）時，由于存在大量的HCO3-，它是抗酸成分。 當(dāng)加入少量的強堿（如NaOH）時，由于存在大量的H2CO

40、3，它是抗堿成分。 當(dāng)溶液稍加稀釋時， HCO3-與H+同時 降低，反應(yīng)商Q值降低，離解平衡向右進(jìn)行，促使繼續(xù)離解，使H+得以補充。H2CO3 - HCO3-體系具有抵抗加入的少量的酸、堿或適量的稀釋作用而保持酸度基本不變的能力第65頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2565弱酸及其共扼堿以HAc-NaAc為例：3. 緩沖溶液的pH值計算或式中c(HA) ，c(A-)為平衡濃度。但由于同離子效應(yīng)的存在，通常用初始濃度c0(HA) ，c0(A-)代之。第66頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2566同理，對于弱堿及其共軛酸可

41、組成緩沖溶液：緩沖溶液的pH值取決于：Ka(或Kb) 和 c(酸)/c(堿)第67頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2567例2、計算 醋酸和 醋酸鈉混合溶液的pH。向100mL該溶液中加入：(1) 1mL 1.0molL-1的鹽酸，(2) 1mL 1.0molL-1的氫氧化鈉水溶液；(3)100mL水。問溶液pH各改變多少？ 解：(1)加入HCl后第68頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2568（2）加入NaOH后同理：第69頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2569（3）加入水后第7

42、0頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2570例3，計算 的氨水和 鹽酸水溶液等體積混合所得溶液的pH值。解：鹽酸和氨水混合后發(fā)生如下反應(yīng)： 氨水過量，反應(yīng)結(jié)束后生成的NH4Cl組成緩沖體系第71頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/25714. 緩沖容量和緩沖范圍緩沖容量：緩沖能力(Buffer Capacity)大小的衡量，指單位體積緩沖溶液的pH值改變極小值所需的酸或堿的物質(zhì)的量。 緩沖溶液具有穩(wěn)定溶液的pH值能力，但是這種的緩沖 能力是有一定限度的。緩沖溶液有一定的有效緩沖范圍。 如果外加酸或堿太多，或者超過緩沖范圍，緩沖溶液就會失去緩沖能力。第72頁，共81頁，2022年，5月20日，1點30分，星期一2022/9/2572影響緩沖容量的因素1）緩沖溶液的pH值主要是由 或 決定