第五章電解質(zhì)溶液

第五章電解質(zhì)溶液第一頁，共三十三頁，2022年，8月28日電解質(zhì)(electrolyte)：在水中和熔融狀態(tài)下，能導(dǎo)電的化合物。強(qiáng)電解質(zhì):在水中完全電離電解質(zhì)(strongelectrolyte)

弱電解質(zhì):在水中部分電離

(weakelectrolyte)第一節(jié)電解質(zhì)溶液第二頁，共三十三頁，2022年，8月28日一、強(qiáng)電解質(zhì)溶液（一）離子相互作用理論強(qiáng)電解質(zhì)的解離度都小于100%（二）活度和活度系數(shù)活度—有效濃度公式5.1，5.2第三頁，共三十三頁，2022年，8月28日

二.弱電解質(zhì)溶液

(一)解離平衡和解離常數(shù)

簡寫為：

注意：1.ka是弱酸解離常數(shù)，反映解離能力的相對強(qiáng)弱

2.ka只隨溫度改變，不隨濃度改變第四頁，共三十三頁，2022年，8月28日(二）一元弱堿的解離平衡B-+H2OHB+OH-Kb=[HB][OH-][B-]Kb為弱堿的解離常數(shù)，表示弱堿的相對常數(shù)（三）解離度第五頁，共三十三頁，2022年，8月28日1．同離子效應(yīng)

平衡向左移動，解離度減小定義：在弱電解質(zhì)溶液中，加入與該弱電解質(zhì)具有相同離子的易溶強(qiáng)電解質(zhì)，導(dǎo)致弱電解質(zhì)的解離度降低。2．鹽效應(yīng)

平衡向右移動，解離度增大三、同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)第六頁，共三十三頁，2022年，8月28日第二節(jié)酸堿平衡酸堿理論的發(fā)展酸堿離子理論（阿累尼烏斯Arrhenius）

酸堿質(zhì)子理論第七頁，共三十三頁，2022年，8月28日

酸堿質(zhì)子理論認(rèn)為凡是能給出質(zhì)子的物質(zhì)都是酸(如：HAc，NH4+,H2PO4-,HCl等);凡是能與質(zhì)子結(jié)合的物質(zhì)都是堿(如：NH3,PO43-,H2PO4-,Cl－等)。

酸堿質(zhì)子理論（一）酸堿的定義HBH+B-+酸質(zhì)子堿+酸給出質(zhì)子后，剩余的部分就是堿，堿接受質(zhì)子之后變成酸，共軛關(guān)系酸和堿不是絕對的第八頁，共三十三頁，2022年，8月28日酸能給出質(zhì)子H+的物質(zhì)HAcH++Ac-NH4+H++NH3堿能接受質(zhì)子H+的物質(zhì)H++Ac-HAcNH3+H+NH4+共軛酸堿對第九頁，共三十三頁，2022年，8月28日

二.酸堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)HA1+B2A1-+HB2+H+酸堿反應(yīng)的本質(zhì)：兩個(gè)共軛酸堿對之間轉(zhuǎn)移質(zhì)子的反應(yīng)酸堿反應(yīng)進(jìn)行方向：強(qiáng)酸與強(qiáng)酸反應(yīng)，形成較弱的酸和較弱的堿第十頁，共三十三頁，2022年，8月28日三、共軛酸堿對Ka、Kb的關(guān)系：

Ka·Kb=Kw

第十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日

共軛酸酸性越大,其共軛堿的堿性越小例：已知NH3的Kb=1.8*10-5，求NH4+的Ka值。解：∵Ka*Kb=Kw∴Ka=1.0*10-14/1.8*10-5=5.6*10-10第十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日例:已知HAc的Ka為1.8×10-5，計(jì)算Ac-的Kb。解：Ac-1是HAc的共軛堿，由公式可得：Kb=——

=————=KwKa1.0×10-141.8×10-55.6×10-10酸和堿的離解常數(shù)具體反映了酸堿的強(qiáng)度，酸的Ka越大，酸就越強(qiáng)；若堿Kb的越大，堿就越強(qiáng)，在共軛酸堿對中，酸Ka的越大，則堿的Kb越小第十三頁，共三十三頁，2022年，8月28日第三節(jié)溶液的酸堿性及PH值計(jì)算一、水的質(zhì)子自遞平衡Kw[H+][OH-]水的離子積常數(shù)25oC時(shí)，Kw=1.00×10-14[H+]=[OH-]=1.00×10-7(mol·L-1)第十四頁，共三十三頁，2022年，8月28日PH定義PH=-lg[H+]PH=7溶液顯中性

PH>7溶液顯堿性

PH<7溶液顯酸性PH越小，溶液酸性越強(qiáng)；

PH越大，溶液堿性越強(qiáng)二、溶液的酸堿性表示第十五頁，共三十三頁，2022年，8月28日

人體各種體液的酸堿值：血清：7.35~7.45

成人胃液：0.9~1.5

兒童胃液：5.0表5-4三、酸、堿溶液pH值的計(jì)算

第十六頁，共三十三頁，2022年，8月28日（一）一元強(qiáng)酸（堿）溶液pH值的計(jì)算：求0.1mol/LHCl、NaOH的pH值：完全電離，氫離子濃度0.1mol/L,pH=1完全電離，氫氧根離子濃度0.1mol/L,poH=1,pH=13第十七頁，共三十三頁，2022年，8月28日(二)一元弱酸(堿)的pH值的計(jì)算當(dāng)C·Ka≥20Kw,C/Ka≥500,[H+]=(KaC)1/2當(dāng)C·Kb≥20Kw,C/Kb≥500,[OH-]=(KbC)1/2第十八頁，共三十三頁，2022年，8月28日例計(jì)算-1NaAc溶液的pH值。

解：已知HAc的Ka=1.76*10-5

KbAC-=Kw/Ka

=1.0×10-14/1.76×10-5=5.68

×10-10pOH=-lg[OH-]=-lg7.54×10-6=5.12

pH=14-pOH=14-5.12=8.88第十九頁，共三十三頁，2022年，8月28日例計(jì)算-1NH4Cl溶液的pH值。

pH=-lg[H3+O]=-lg7.54×10-6

=5.12解:Ka=Kw/Kb=1.0×10-14/1.76×10-5=5.68

×10-10[H3+O]=√Ka·c=√5.68×10-10×0.10=7.54×10-6第二十頁，共三十三頁，2022年，8月28日第二節(jié)緩沖溶液

(buffersolution)

(一)緩沖作用與緩沖溶液:

能對抗外來少量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或稍加稀釋而保持溶液pH值基本不變的作用叫做緩沖作用;具有緩沖作用的溶液,叫做緩沖溶液。

一、緩沖溶液的組成及緩沖原理第二十一頁，共三十三頁，2022年，8月28日第二十二頁，共三十三頁，2022年，8月28日（二）緩沖溶液的組成1．弱酸及其對應(yīng)的鹽例如：HAc-NaAc2．弱堿及其對應(yīng)的鹽例如：NH3-NH4Cl3．多元弱酸的酸式鹽及其對應(yīng)的次級鹽。例如：NaHCO3-Na2CO3緩沖溶液由較高濃度的共軛酸和它的共軛堿組成第二十三頁，共三十三頁，2022年，8月28日

以HAc-NaAc緩沖溶液為例（與酸作用）少量H+平衡向左移動共軛堿是抗酸成分（三）緩沖溶液的作用原理第二十四頁，共三十三頁，2022年，8月28日以HAc-NaAc緩沖溶液為例（與堿作用）：少量OH-平衡向右移動共軛酸是抗堿成分第二十五頁，共三十三頁，2022年，8月28日二、緩沖溶液pH的計(jì)算

(Henderson-Hasselbalch公式)PH=PKa+lgc(A-)c(HA)[A-][HA]=PKa+lgc(A-)c(HA)——緩沖比c(A-)+c(HA)——緩沖溶液的總濃度第二十六頁，共三十三頁，2022年，8月28日根據(jù)緩沖溶液的計(jì)算公式可知：1、緩沖溶液的pH值主要取決于共軛酸堿對中弱酸的Ka值，其次，取決于緩沖溶液的緩沖比2、對于同一緩沖對的緩沖溶液，其pH值只取決于緩沖比，改變緩沖比，緩沖溶液的pH值也隨之改變,當(dāng)緩沖比為1時(shí)，緩沖溶液的pH=pKa3、適當(dāng)稀釋緩沖溶液，緩沖比不變，計(jì)算的pH值亦不變，但加入大量水稀釋時(shí)，使pH值略有升高，稱為稀釋效應(yīng)。第二十七頁，共三十三頁，2022年，8月28日

例:1L緩沖溶液中含有0.10molHAc和0.20molNaAc,

求該緩沖溶液的pH值。解：該緩沖溶液中含有HAc-NaAc緩沖對又Ka(HAc)=1.76×10-5Ca=0.10mol·L-1

Cb=0.20mol·L-1

pH=CbCa0.200.10pKa+lg——=4.75+lg——=5.05第二十八頁，共三十三頁，2022年，8月28日例:將100ml0.10mol·L-1鹽酸溶液加入到400ml0.10mol·L-1

氨水中，求混合后溶液的PH值，已知Kb(NH3)=1.76×10-5

解：加入的鹽酸完全與氨反應(yīng)：

NH3+H+=NH4+

混合后，溶液中各組分的濃度為：Ca=————100×0.1400+100=0.02(mol·L-1)Cb=——————————400×0.10－100×0.10400+100=0.06(mol·L-1)pKa=pKa(NH4+

)=9.25pH=pKa+lg——CbCa

=9.25+lg——0.060.02

=9.73第二十九頁，共三十三頁，2022年，8月28日三、緩沖容量與緩沖范圍

影響緩沖容量的因素1.總濃度2.緩沖比

緩沖范圍：

pH值大致在pKa-1至pKa+1約兩個(gè)pH單位范圍內(nèi)

（一）緩沖容量（buffercapacity）β=———ΔnV|△pH|緩沖容量（β）在數(shù)值上等于使1L緩沖溶液值改變1個(gè)pH單位時(shí)，所需加入一元強(qiáng)酸或一元強(qiáng)堿的物質(zhì)的量=2.3×c(B-)·c(HB)c(B-)+c(HB)第三十頁，共三十三頁，2022年，8月28日（二）緩沖容量與總濃度、緩沖比的關(guān)系：

1、選用適當(dāng)?shù)木彌_對，使緩沖對中弱酸的Ka值盡可能接近實(shí)際要求的值，從而使緩沖溶液的緩沖比接近

1:1，所配制溶液的pH值在緩沖對的緩沖范圍內(nèi)，具有較大的緩沖容量。2、要有適當(dāng)?shù)目倽舛?，保證緩沖溶液中有足夠的.抗酸成分和抗堿成分?？倽舛忍?/p>