普通化學(xué) 課件 第三章水化學(xué)

普通化學(xué)課件第三章水化學(xué)第一頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日主要內(nèi)容3.1稀溶液的通性3.1.1非電解質(zhì)溶液的通性3.1.2電解質(zhì)溶液的通性3.2水溶液中的單相離子平衡

3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡3.3難溶電解質(zhì)的多相離子平衡

3.3.1多相離子平衡與溶度積3.3.2溶度積規(guī)則及其應(yīng)用3.4膠體與界面化學(xué)第二頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日

溶液由溶質(zhì)和溶劑組成，由于溶質(zhì)性質(zhì)不同，所形成的溶液物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)各有所不同。但溶液又具有一些共同性質(zhì)，即：與純?nèi)軇┫啾?，溶液的蒸氣壓下降，沸點(diǎn)升高，凝固點(diǎn)下降，溶液具有滲透壓。如果溶質(zhì)是難揮發(fā)的非電解質(zhì)，形成的又是稀溶液，上面的四個(gè)性質(zhì)可以定量表示，四個(gè)定量式總稱稀溶液依數(shù)性定律。3.1稀溶液的通性第三頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日稀溶液的依數(shù)性:溶液的蒸汽壓下降、沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降和溶液的滲透壓。稀溶液定律:難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的性質(zhì)與一定量溶劑中所溶解溶質(zhì)的物質(zhì)的量成正比,此定律叫做稀溶液定律，又稱為依數(shù)性定律。3.1.1非電解質(zhì)溶液的通性第四頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日蒸發(fā)：能量較大的分子克服液體分子間的引力從表面逸出，成為蒸氣分子的過(guò)程叫做蒸發(fā)（或氣化）。蒸發(fā)是吸熱過(guò)程。凝聚：蒸氣分子撞到液面，被液體分子所吸引而重新進(jìn)入液體中，這個(gè)過(guò)程叫做凝聚。凝聚是放熱過(guò)程。（1）蒸氣壓1.溶液的蒸氣壓下降3.1.1非電解質(zhì)溶液的通性第五頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日

以水為例，在一定溫度下達(dá)到如下相平衡時(shí)：

H2O（l）H2O（g）H2O（g）所具有的壓力P(H2O)即為該溫度下水的蒸氣壓。373K時(shí)，P(H2O)=101.325KPa蒸發(fā)凝聚

蒸氣壓:當(dāng)凝聚的速率和蒸發(fā)的速率達(dá)到相等時(shí)，液體和它的蒸氣就處于平衡狀態(tài)，此時(shí)，蒸氣所具有的壓力叫做該溫度下液體的飽和蒸氣壓。簡(jiǎn)稱蒸氣壓。3.1.1非電解質(zhì)溶液的通性第六頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日蒸氣壓下降：同一溫度下，純?nèi)軇┱魵鈮号c溶液的蒸氣壓之差叫做溶液的蒸氣壓下降。用ΔP表示。溶液的濃度越大，蒸氣壓下降的越顯著。(2)蒸氣壓下降3.1.1非電解質(zhì)溶液的通性第七頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日拉烏爾定律：在一定溫度下，稀溶液的蒸氣壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮号c溶劑摩爾分?jǐn)?shù)的乘積。P=PA

xA設(shè)xB為溶質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù)，由于xA+xB=1P=PA(1-xB)PA-P=PAxBΔP=PAxB拉烏爾定律也可描述為：在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)的稀溶液蒸氣壓下降與溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比，與溶質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)。由上式看出：nB/n越大，ΔP越大，即溶液濃度越大，蒸氣壓下降越顯著。3.1.1非電解質(zhì)溶液的通性第八頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日2、溶液的沸點(diǎn)上升沸點(diǎn):當(dāng)某一液體的蒸氣壓力等于外界壓力時(shí)，液體會(huì)沸騰,此時(shí)的溫度稱為該液體的沸點(diǎn)，以Tbp表示。當(dāng)外界壓力為101.325kPa時(shí)：H2O的沸點(diǎn)為100℃；6.6%的NaCl水溶液沸點(diǎn)為101℃；25.5%的NaCl水溶液沸點(diǎn)為105℃；4.3%的NaOH水溶液沸點(diǎn)為101℃；17%的NaOH水溶液沸點(diǎn)為105℃。3.1.1非電解質(zhì)溶液的通性第九頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日（1）溶液濃度越大，蒸氣壓下降的越多，沸點(diǎn)上升越高（ΔTbp越大）。（2）如果溶液為難揮發(fā)的非電解質(zhì)的稀溶液：ΔTbp=kbpm（3.2）kbp:溶劑的沸點(diǎn)上升常數(shù)（單位為K.kg.mol-1）m:溶液的質(zhì)量摩爾濃度（1kg溶劑中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量（mol.kg-1）3.1.1非電解質(zhì)溶液的通性第十頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日3、溶液的凝固點(diǎn)下降凝固點(diǎn)（熔點(diǎn)）:物質(zhì)的液相蒸氣壓力和固相蒸氣壓力相等時(shí)的溫度，以Tfp表示。溶液濃度越大，蒸氣壓下降越多，凝固點(diǎn)下降的越顯著。如果溶液為非電解質(zhì)的稀溶液，其凝固點(diǎn)下降值可表示為：ΔTfp=kfpm（3.3）kfp:凝固點(diǎn)下降常數(shù)（單位為K.kg.mol-1）m:溶液的質(zhì)量摩爾濃度（1kg溶劑中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量（mol.kg-1）3.1.1非電解質(zhì)溶液的通性第十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日4、滲透壓滲透是通過(guò)半透膜才能實(shí)現(xiàn)的。半透膜：只能讓溶劑分子通過(guò)，而不允許溶質(zhì)分子通過(guò)的薄膜。滲透：溶劑通過(guò)半透膜進(jìn)入溶液或溶劑通過(guò)半透膜從稀溶液進(jìn)入濃溶液的現(xiàn)象。滲透壓：為維持被半透膜所隔開(kāi)的溶液與純?nèi)軇┲g的滲透平衡而需要的額外壓力。3.1.1非電解質(zhì)溶液的通性第十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日

Π=CRT=(n/V)RT

或ΠV=nRT(3.4)R=8.314Pa.m3.mol-1.K-1適用范圍：難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液

如果溶液為難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液，其滲透壓可按下式計(jì)算：3.1.1非電解質(zhì)溶液的通性第十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例3.1計(jì)算298.15K時(shí)，0.100mol·dm-3溶液的滲透壓.解:由于R=8.314Pa·m3·mol-1·K-1

=8.314J.mol-1·K-1C=0.100mol·dm-3=0.100103mol·m-3

所以

Π=CRT=0.100103mol·m-3

8.314Pa·m3·mol-1·K-1298K=248kPa3.1.1非電解質(zhì)溶液的通性第十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日依數(shù)性的應(yīng)用1、測(cè)定分子的摩爾質(zhì)量例1把1.09g葡萄糖溶于20g水中所得溶液在101325Pa下沸點(diǎn)升高了0.156K，求葡萄糖的摩爾質(zhì)量M。已知水的Kbp=0.512K

·mol-1Kg。解：3.1.1非電解質(zhì)溶液的通性M＝178.8g·mol-1第十五頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例2把0.322g萘溶于80g苯中所得溶液的凝固點(diǎn)為278.34K，求萘的摩爾質(zhì)量。已知苯的凝固點(diǎn)為278.50K,kfp=5.10K

·mol-1Kg。解：3.1.1非電解質(zhì)溶液的通性第十六頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例31dm3溶液中含5.0g馬的血紅素，在298K時(shí)測(cè)得溶液的滲透壓為1.82×102Pa，求馬的血紅素的摩爾質(zhì)量。解：3.1.1非電解質(zhì)溶液的通性第十七頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日2、制作防凍劑和制冷劑例

為防止汽車水箱在寒冷的冬天凍裂，需使水的冰點(diǎn)下降到253K即△Tfp=20.0K，則在每1000g水中應(yīng)加入甘油多少克？已知甘油的分子式為C3H8O3，M=92g·mol-1，Kfp=1.86k·kg·mol-1。3.1.1非電解質(zhì)溶液的通性解：第十八頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日電解質(zhì)溶液也具有：溶液的蒸汽壓下降,沸點(diǎn)上升,凝固點(diǎn)下降和溶液滲透壓的通性拉烏爾定律不適用于電解質(zhì)溶液,電解質(zhì)在溶劑中發(fā)生離解，溶液中溶質(zhì)粒子的實(shí)際數(shù)量應(yīng)為溶質(zhì)濃度的i倍?？捎靡罃?shù)性定律進(jìn)行估算。3.1.2電解質(zhì)溶液的通性第十九頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日

△p=ixBpA

Tfp=ikfpmΠ=iCRT

Tbp=ikbpm

i=T’fp（電解質(zhì)溶液）

/Tfp（非電解質(zhì)溶液）AB型i2;A2B型或AB2型i2-3.

強(qiáng)電解質(zhì)溶液3.1.2電解質(zhì)溶液的通性第二十頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日各種溶液的通性可定性比較，分三種情況：（1）同濃度不同種物質(zhì)其沸點(diǎn)高低或滲透壓大小的順序?yàn)?A2B型或AB2型強(qiáng)電解質(zhì)溶液AB型強(qiáng)電解質(zhì)溶液弱電解質(zhì)溶液非電解質(zhì)溶液。而蒸氣壓或凝固點(diǎn)的順序則相反。（2）同種物質(zhì)不同濃度濃度大的影響大。（3）不同種物質(zhì)不同濃度，考慮物質(zhì)濃度和離解程度---粒子數(shù)量。

溶液通性的定性比較3.1.2電解質(zhì)溶液的通性第二十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日

（1)0.1mol.dm-3NaCl,0.1mol.dm-3C6H12O60.1mol.dm-3HAc滲透壓大小的順序。

大小解：(1)0.1mol.dm-3NaCl0.1mol.dm-3HAc0.1mol.dm-3C6H12O6例3.2定性比較下列溶液的通性3.1.2電解質(zhì)溶液的通性第二十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日(2).0.1mol.dm-3NaCl,1mol.dm-3C6H12O6的凝固點(diǎn)的高低順序.

20.16.021023大16.021023Tfp:1mol.dm-3C6H12O6<

0.1mol.dm-3NaCl小粒子數(shù)Tfp解：0.1mol.dm-3NaCl1mol.dm-3C6H12O63.1.2電解質(zhì)溶液的通性第二十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日1、酸堿質(zhì)子理論酸堿質(zhì)子理論的要點(diǎn)：凡能給出質(zhì)子的物質(zhì)（分子或離子）都是酸，如HCl,HAc,NH4+，HS-,H2O,HCO3-,H2PO4-……。凡能與質(zhì)子結(jié)合的物質(zhì)（分子或離子）都是堿，如：NH3,HS-,S2-,H2PO4-,H2O。其中H2O,HS-,HCO3-,HPO42-,H2PO4-即可接受質(zhì)子，也可以給出質(zhì)子，所以它們既是酸又是堿。3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡3.2水溶液中的單相離子平衡第二十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日酸給出質(zhì)子的過(guò)程是可逆的，酸給出質(zhì)子后余下的部分是堿，堿又可接受質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)樗?。以通式表示：酸堿+質(zhì)子HCl(aq)Cl-(aq)+H+(aq)

HAc(aq)Ac-(aq)+H+(aq)NH4+(aq)NH3(aq)+H+(aq)H2PO4-(aq)HPO42-(aq)+H+(aq)HCO3-(aq)CO32-(aq)+H+(aq)這種相互依存、相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系叫酸堿共軛關(guān)系，上面的每一對(duì)酸、堿稱為共軛酸堿對(duì)。3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第二十五頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日(1)擴(kuò)大酸堿的范圍酸和堿可以是分子，也可以是陽(yáng)離子或陰離子有的酸和堿在某對(duì)共軛酸堿中是堿或酸，但在另一對(duì)共軛酸堿對(duì)中是酸或堿；質(zhì)子論中不存在鹽的概念，它們分別是離子酸或離子堿(2)擴(kuò)大酸堿反應(yīng)的范圍

NH3+HCl=NH4++Cl-1（解離）Ac-(aq)+H2O(l)=HAc

(aq)+OH-(aq)（水解）3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡酸堿質(zhì)子理論的意義第二十六頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日2、酸和堿在水溶液中的離子平衡及PH值的計(jì)算(1)一元酸：以醋酸為例HAc(aq)+H2O(l)=H3O+(aq)+Ac-(aq)簡(jiǎn)寫(xiě)為：HAc(aq)=H+(aq)+Ac-(aq)Ka越大，平衡時(shí)CH+越大，即該酸的酸性越強(qiáng)3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第二十七頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日由于C=1mol·dm-3,一般在不考慮Ka的單位時(shí)，可將上式簡(jiǎn)化為：

設(shè)一元酸的濃度為C，解離度為，則:(3.6)

(3.5)3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第二十八頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日當(dāng)很小時(shí)，1-1，則KaC2(3.7)

C(HAc)

(3.8)Ceq(H+)=C(3.9)注：時(shí)，可用上式。3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第二十九頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例3.1計(jì)算0.10mol·dm-3HAc溶液的[H+]和pH：已知由于Ka很小，所以

0.10-x0.10X=1.3310-3mol·dm-3

設(shè)0.10mol·dm-3HAc溶液的[H+]的平衡濃度為xmol·dm-3,則HAc(aq)

Ac-(aq)+H+(aq)平衡時(shí)濃度/mol·dm-30.10-xxx方法一：3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第三十頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日mol·dm-31.3310-3方法二：Ceq(H+)=CpH=-lg(1.3310-3)=2.883.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡因?yàn)镃/Ka>400第三十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日解：NH3(aq)+H2O(l)=NH4+(aq)+OH-(aq)C平：0.100-xxx方法一：Kb===1.77

10-5

因?yàn)镵b較小所以0.100-x≈0.100所以Kb=x2/0.100=1.77

10-5C(OH-)=x≈=1.33

10-3(mol.dm-3)例：計(jì)算0.100mol.dm-3氨水溶液的OH-濃度及pH值Kb=1.77

10-53.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第三十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日C≈=

=1.3310-3(mol.dm-3)POH=-lg1.3310-3=2.88PH=14-2.88=11.123.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡方法二：因?yàn)镃/Kb>400第三十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例：計(jì)算0.100mol.dm-3NH4Cl溶液中的H+濃度及PH值。3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡解：NH4+(aq)+H2O(l)=NH3(aq)+H3O+(aq)[H+]≈==7.5

10-6(mol.dm-3)PH=-lg7.5

10-6=5.12因?yàn)镃/Ka>400第三十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例已知25C下，0.02mol.L-1氨水的pH值為11.27。計(jì)算溶液中OH-濃度、解離度和解離常數(shù)Kb。解：NH3(aq)+H2O(l)NH4+(aq)+OH-(aq)

pH=11.27,pOH=2.73,c(OH-)=1.910-3mol.dm-3=(

1.910-3/0.02)=0.95%Kb=[c2/(1-)]=1.810-53.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第三十五頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日

分子中含2個(gè)或2個(gè)以上的H+或OH-的弱酸、弱堿叫多元弱酸、弱堿。多元弱電解質(zhì)都是分步電離的，每一步都有相應(yīng)的電離常數(shù)。如：H2S(aq)=H+(aq)+HS-(aq)HS-(aq)=H+(aq)+S2-(aq)

（2）多元酸3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第三十六頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例:已知H2S的Ka1=9.110-8,Ka2=1.110-12,計(jì)算在0.1mol·dm-3H2S溶液中的H+、HS-

、S2-的濃度和溶液的pH值。

一般情況下，二元酸的Ka1Ka2，所以，溶液中的H+主要來(lái)自第一步電離。解：一級(jí)解離為：H2S(aq)=H+(aq)+HS-(aq)3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第三十七頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日C(HS-)=C(H+)=9.5×10-5mol.dm-3二級(jí)解離為：HS-(aq)=H+(aq)+S2-(aq)C(HS-)C(H+)C(S2-)=1.1×10-12mol.dm-3pH-lg(9.510-5)=4.03.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第三十八頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第三十九頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日（1）同離子效應(yīng)和緩沖溶液

在弱酸溶液中加入該酸的共軛堿，或在弱堿溶液中加入該堿的共軛酸時(shí),可使這些弱酸或弱堿的解離度降低,這種現(xiàn)象叫做同離子效應(yīng)。

HAc(aq)

H+(aq)+Ac-(aq)

NH3(aq)+H2O(l)NH4+(aq)+OH-(aq)3、緩沖溶液和溶液pH值的控制3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第四十頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例

如果在0.10mol·dm-3的HAc溶液中加入固體NaAc，使NaAc的濃度達(dá)0.20mol·dm-3，求該HAc溶液中的[H+]和解離度。解：起始時(shí)相對(duì)濃度0.100.2平衡時(shí)相對(duì)濃度0.1-xx0.2+xx為[H+]3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第四十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例

已知氨水溶液的濃度為0.20mol?dm-3。（1）求該溶液中OH-的濃度、pH和氨的解離度。（2）在上述溶液中加入NH4Cl晶體，使其溶解后NH4Cl的濃度為0.20mol?dm-3。求所得溶液OH-的濃度、pH和氨的解離度。氨水的Kb=1.77×10-53.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡解:(1)NH3(aq)+H2O(l)NH4+(aq)+OH-(aq)第四十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日(2)3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡NH3(aq)+H2O(l)NH4+(aq)+OH-(aq)0.20.200.2-x0.2+xx第四十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日在弱酸溶液中加入該酸的共軛堿，或在弱堿溶液中加入該堿的共軛酸組成的混合溶液，其pH值能夠在一定范圍內(nèi)不因稀釋或外加的少量酸或堿而發(fā)生顯著變化。

---緩沖作用緩沖溶液：有緩沖作用或緩沖能力的溶液。組成緩沖溶液的一對(duì)共軛酸堿也稱為緩沖對(duì)3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡計(jì)算說(shuō)明，同離子效應(yīng)可大大降低弱堿在溶液中的解離度。第四十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日實(shí)驗(yàn)事實(shí)：

(1)向純水(pH=7.0)中加入少量酸或堿，pH值會(huì)發(fā)生顯著變化。例如往1升純水溶液中加入1.00ml

1.00mol·dm-3HCl或40mg

NaOH后，則溶液的pH值變?yōu)?或11。(2)向HAc-NaAc混合液中加入少量酸或堿，溶液的pH值幾乎不變。例如往100ml含有0.100mol·dm-3HAc和0.100mol·dm-3NaAc緩沖溶液中加入1.00ml濃度

1.00mol·dm-3HCl或1.00ml的

1.00mol·dm-3NaOH溶液后，則溶液的pH值由4.75變?yōu)?.66或4.84。3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第四十五頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日緩沖作用分析

HAc(aq)

H+(aq)+Ac-(aq)(濃度大)(濃度小)NaAc(aq)=Na+(aq)+Ac-(aq)(濃度大)

+

H+(aq)

HAc(aq）加酸:H+(aq)+Ac-(aq)=HAc(aq)加堿:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(aq)HAc(aq)=

H+(aq)+Ac-(aq)pH值能夠在一定范圍內(nèi)不因稀釋或外加的少量酸或堿而發(fā)生顯著變化。3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第四十六頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日Pka=-lgka根據(jù)共軛酸堿之間的平衡，HAc

H++Ac-可得：(3.16)(3.17)緩沖溶液pH值的計(jì)算3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第四十七頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例3.3:計(jì)算含0.100mol·dm-3HAc與0.100mol·dm-3NaAc的緩沖溶液的水合H+濃度,pH和HAc的解離度。Ka=1.76×10-5解：設(shè)溶液中H+濃度為x,根據(jù)：(3.16)Ceq(HAc)=C(HAc)-x≈C(HAc)=0.100mol·dm-3Ceq(Ac-)=C(Ac-)+x≈C(Ac-)=0.100mol·dm-3Ceq(H+)=x≈[1.76×10-5×(0.100/0.100)]mol·dm-33.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第四十八頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例:(1)計(jì)算含有1.00mol·dm-3NH3·H2O和1.00mol·dm-3NH4Cl緩沖溶液的pH值。

（2）取上述緩沖溶液50.0cm3,加入1.00cm31.00mol·L-1NaOH,則溶液的pH值變?yōu)槎嗌伲?/p>

（3）將同量的NaOH加入到50.0cm3純水中引起的pH值變化。Kb=1.8×10-5解:(1)

pOH=pKb-lg(C共軛堿/C共軛酸)=-lg1.8×10-5-lg(1.00/1.00)=4.74pH=14.00-pOH=9.26(2)在50.0cm3緩沖溶液中含NH3·H2O和NH4+各為0.050mol，加入的NaOH相當(dāng)于0.001molOH-，它將消耗0.001mol的NH4+并生成0.001molNH3·H2O分子，故有：3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第四十九頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日pOH=pKb-lg(C共軛堿/C共軛酸)

=-lg1.8×10-5-lg[(0.050+0.001)/(0.050-0.001)]=4.73pH=9.27（加入這些NaOH后，溶液的pH值幾乎沒(méi)有變化。）（3）將NaOH加入到50cm3純水中，可求得[OH-][OH-]=0.001mol/0.051dm-3=0.020mol?dm-3pOH=1.7，pH=12.3（加入這些NaOH后，純水的pH值變了5.3個(gè)單位）平衡時(shí)的濃度3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第五十頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日緩沖溶液的pH值取決于:共軛酸堿對(duì)中弱酸的Ka值緩沖對(duì)的兩種物質(zhì)濃度之比值兩者濃度之比值最好趨近于1如果此比值為1，則Ceq(H+)=Ka

pH=pKa

或pOH=pKb緩沖溶液的選擇:3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第五十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例:

欲配制1.0dm3,pH=10.25,C（氨水）=1.0mol.L-1的緩沖液,需固體NH4Cl多少克？查表可知NH4Cl+NH3緩沖對(duì)的pKa=9.25解：

忽略加NH4Cl后總體積的變化3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第五十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日具體配制：

將5.35gNH4Cl固體加入1.0dm3濃度為1.0mol·dm-3

氨水中，搖勻即可。氨水濃度為1.0mol·dm-3

C(NH4+)/1.0=10-1＝0.1C(NH4+)=0.1mol·dm-3

m(NH4Cl)=0.1mol·dm-3

53.5g.mol-1=5.35g3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第五十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日P15814.取50.0cm30.100mol?dm-3某一元弱酸溶液，與20.00cm30.100mol?dm-3KOH溶液混合，將混合溶液稀釋至100cm3，測(cè)得此溶液的pH為5.25。求此一元弱酸的解離常數(shù)。解：混合溶液總體積為100cm3，則某一元弱酸HA的濃度為0.100mol·dm-3×50.0cm3/100cm3

=0.050mol·dm-3

KOH溶液的濃度0.100mol·dm-3×20.00cm3/100cm3

=0.020mol·dm-3

一元弱酸HA與KOH中和后，HA過(guò)量，組成HA-A-緩沖溶液，C(HA)≈(0.050-0.020)mol·dm-3=0.030mol·dm-3

C(A-)≈0.020mol·dm-3pH=5.25=-lg[H+][H+]=5.62×10-6mol·dm-3

Ka=[c(H+)c(A-)]/C(HA)=5.62×10-6×0.020/0.030=3.7×10-6

3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第五十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日P158

15.

在燒杯中盛放20.00cm30.100mol?dm-3氨的水溶液，逐步加入0.100mol?dm-3HCl溶液。試計(jì)算：（1）當(dāng)加入10.00cm3HCl后，混合液的pH；(2)當(dāng)加入20.00cm3HCl后，混合液的pH；(3)當(dāng)加入30.00HCl后，混合液的pH。Ka=5.65×10-10解:

(1)

20.00cm30.100mol?dm-3NH3與10.00cm30.100mol?dm-3HCl混合后，NH3過(guò)量，反應(yīng)又生成了NH4Cl，所以組成NH4+-NH3緩沖溶液。3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第五十五頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日(2)20.00cm30.100mol?dm-3NH3與20.00cm30.100mol?dm-3HCl混合后，等量中和，生成NH4+，其濃度為：（3）20.00cm30.100mol?dm-3NH3與30.00cm30.100mol?dm-3HCl混合后，HCl過(guò)量，HCl的濃度為3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第五十六頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日溶液中H+濃度(或pH值)的計(jì)算1.單一溶液、混合溶液物質(zhì)不反應(yīng)(1)強(qiáng)酸（強(qiáng)堿）：Ceq(H+)C

(HCl),(2)弱酸(堿)：Ceq(H+)

(3)弱酸(堿)+共軛堿(酸）3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第五十七頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日(2)酸堿不等摩爾中和：強(qiáng)酸(堿)過(guò)量:Ceq(H+)C

(HCl),弱酸(堿)過(guò)量：弱酸(堿)+共軛堿(酸)(緩沖溶液)2.酸堿進(jìn)行中和反應(yīng)(1)酸堿等摩爾中和：共軛堿(酸)：Ceq(H+)3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第五十八頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日3.共軛酸堿Ka與Kb的關(guān)系NH4+(aq)=NH3(aq)+H+(aq)NH3(aq)+H2O

(l)=NH4+(aq)+OH-(aq)兩式相加得：H2O=H++OH-兩常數(shù)相乘得：Ka?Kb=Kw(3.15)Ka與Kb互成反比關(guān)系。3.2.1酸和堿在水溶液中的解離平衡第五十九頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日1.難溶電解質(zhì)的多相離子平衡電解質(zhì)溶解度:溶解度克/100克水（20℃）0.010.11.0難溶微溶可溶易溶難溶電解質(zhì)：在溶劑（如水）中溶解度很小，但溶解部分完全解離,溶液中有離子平衡：Ag2CrO4(s)

2Ag+(aq)+CrO42-(aq)溶解結(jié)晶3.3難溶電解質(zhì)的多相離子平衡3.3.1多相離子平衡與溶度積第六十頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日3.3.1多相離子平衡與溶度積第六十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日在一定條件下，當(dāng)溶解與結(jié)晶的速度相等時(shí)，便建立了固體與溶液中離子之間的動(dòng)態(tài)平衡，這叫做多相離子平衡，又稱溶解平衡。平衡常數(shù)關(guān)系式為:K=KS(Ag2CrO4)={Ceq(Ag+,aq)/C}2{Ceq(CrO42-aq)/C}

在不考慮K的單位時(shí)，可將上式簡(jiǎn)化為：

KS(Ag2CrO4)={Ceq(Ag+,aq)}2{Ceq(CrO42-aq)

上式表明：在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中，當(dāng)溫度一定時(shí)，其離子濃度積是一常數(shù)，這個(gè)平衡常數(shù)KS叫做溶度積常數(shù)，簡(jiǎn)稱溶度積。3.3.1多相離子平衡與溶度積第六十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日溶度積的表達(dá)式:對(duì)于通式：

AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)

溶度積的表達(dá)式為：KS(AnBm)={Ceq(Am+)/C}n{Ceq(Bn-)/C}m簡(jiǎn)化為:KS(AnBm)={Ceq(Am+)}n{Ceq(Bn-)}m3.3.1多相離子平衡與溶度積第六十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日Fe(OH)3(s)

Fe3+(aq)+3OH-(aq)KS(Fe(OH)3)={Ceq(Fe3+)}{Ceq(OH-)}3Ca3(PO4)2(s)

3Ca2+(aq)+2PO43

-(aq)KS(Ca3(PO4)2)={Ceq(Ca2+)}3{Ceq(PO43

-)}2上式僅適用難溶電解質(zhì)，且為飽和溶液Ks與電解質(zhì)本性、溫度有關(guān)，與濃度無(wú)關(guān)例如:3.3.1多相離子平衡與溶度積第六十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例3.9CaF2溶解度為2.5910-3克/100克水，

求其溶度積.M(CaF2)=78.08g·mol-1解：S(CaF2)[2.59

10-31000/100]/78.08=3.32

10-4mol.dm-3CaF2(s)Ca2+(aq)+2F-(aq)Ceq(Ca2+)=3.32

10-4mol.dm-3Ceq(F-)=23.32

10-4mol.dm-3KS(CaF2)={Ceq(Ca2+)}{Ceq(F-)}2

=(3.32

10-4)(23.32

10-4)2

=1.4610-10

3.3.1多相離子平衡與溶度積第六十五頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日溶解度和溶度積的關(guān)系：都表示物質(zhì)溶解能力，溶解度可表示易溶物和難溶物;溶度積一般表示難溶物。溶解度(s)和溶度積(Ks)的換算：

AB型Ks=s·sA2B型,AB2型Ks=(2s)2·s=4s3A3B型Ks=(3s)3·s=27s43.3.1多相離子平衡與溶度積第六十六頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日P130例3.4

在25℃時(shí),氯化銀的溶度積為1.7710-10,鉻酸銀的溶度積為1.1210-12,試求氯化銀和鉻酸銀的溶解度(以moldm-3表示).解:(1)設(shè)氯化銀的溶解度為S1moldm-3

則根據(jù)AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)

S1S1KS=Ceq(Ag+)Ceq(Cl-)=S1S1=S12

S1=

=1.3310-5moldm-3

3.3.1多相離子平衡與溶度積第六十七頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日(2)設(shè)Ag2CrO4的溶解度為S2(moldm-3為單位)

則根據(jù)Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)2S2S2

KS={Ceq(Ag+)}2

{Ceq(CrO42-)}=(2S2)2S2=4S23=6.5410-5moldm-3moldm-3S2=KS（Ag2CrO4）<KS（AgCl），但是S2>S1說(shuō)明：不同類型的難溶電解質(zhì)不能以KS直接比較。3.3.1多相離子平衡與溶度積第六十八頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日

1、溶度積規(guī)則

內(nèi)容：根據(jù)溶度積大小預(yù)測(cè)沉淀的生成或溶解。

對(duì)一給定難溶電解質(zhì)(AnBm)，相對(duì)離子濃度的乘積為：

Q={C(Am+)/C}n{C(Bn-)/C}m

簡(jiǎn)寫(xiě)為：Q={C(Am+)}n{C(Bn-)}m

Q>KS

有沉淀析出

Q=KS

飽和溶液Q<KS

不飽和溶液，無(wú)沉淀析出或可使沉淀溶解3.3.2溶度積規(guī)則及其應(yīng)用第六十九頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例求25℃時(shí),AgCl在0.0100moldm-3NaCl

溶液中的溶解度。KS(AgCl）=

1.7710-10解：設(shè)AgCl的溶解度為Smoldm-3

即AgCl(s)=

Ag+(aq)+Cl-(aq)

Ceq/(moldm-3)S0.0100+S由KS=Ceq(Ag+)Ceq(Cl-)

得：1.7710-10=

S(0.0100+S)由于AgCl的溶解很小，0.0100+S0.0100，所以1.7710-10=

S0.0100

，S=1.7710-8moldm-3

因加入含有共同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，而使難溶電解質(zhì)溶解度降低的現(xiàn)象叫同離子效應(yīng)。3.3.2溶度積規(guī)則及其應(yīng)用第七十頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例計(jì)算25℃下CaF2(s)(1)在水中；(2)在0.010mol.L-1Ca(NO3)2溶液中，(3)在0.010mol.L-1NaF溶液中的溶解度（mol.L-1）比較三種情況下溶解度的相對(duì)大小。已知Ks（CaF2）=1.410-9解：(1)

CaF2(s)在水中的溶解度為s1，設(shè)s1=xmol.L-1Ks（CaF2）=[c(Ca2+)][c(F-)]21.410-9=x(2x)2=4x3X=7.010-4

s1=7.010-4

mol.L-1(2)CaF2(s)在0.010mol.L-1Ca(NO3)2溶液中的溶解度為S2,設(shè)s2=ymol.L-1

CaF2=Ca2++2F-平衡濃度0.010+y2y3.3.2溶度積規(guī)則及其應(yīng)用第七十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日1.410-9=(0.010+y)(2y)20.010+y≈0.010y=1.910-4S2=1.910-4mol.L-1(3)CaF2(s)在0.010mol.L-1NaF溶液中的溶解度為S3,設(shè)s3=Zmol.L-1CaF2=Ca2++2F-平衡濃度Z0.010+2Z1.410-9=Z(0.010+2Z)2Z=1.410-5S3=1.410-5mol.L-1說(shuō)明CaF2在含有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)溶液中溶解度均有所降低。3.3.2溶度積規(guī)則及其應(yīng)用第七十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日2、沉淀的生成根據(jù)溶度積規(guī)則，在難溶電解質(zhì)的溶液中，若Q>Ks,則有沉淀生成。工業(yè)廢水中往往含有重金屬離子達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。人們往往在廢水中加入石灰乳，使重金屬離子以其氫氧化物的形式沉淀下來(lái)。如：Pb2+(aq)+2OH-(aq)=Pb(OH)2(沉淀)由Ks(Pb(OH)2)計(jì)算出OH-濃度：CPb2+COH-2>Ks[Pb(OH)2]通過(guò)控制溶液的PH,使Pb2+濃度達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。3.3.2溶度積規(guī)則及其應(yīng)用第七十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例將10ml,0.010mol·L-1BaCl2溶液和30ml0.0050mol·L-1NaSO4溶液相混合，問(wèn)是否有BaSO4沉淀產(chǎn)生？Ks（BaSO4）=1.08×10-10解：[Ba2+]=0.010×10/40=2.50×10-3mol·L-1[SO42-]=0.0050×30/40=3.75×10-3mol·L-1Q=[Ba2+][SO42-]=2.50x10-3×3.75×10-3=9.38×10-6Q>Ks,（BaSO4）所以有沉淀析出3.3.2溶度積規(guī)則及其應(yīng)用第七十四頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例

向1.0×10-3mol·dm-3的K2CrO4溶液中滴加AgNO3溶液，求開(kāi)始有Ag2CrO4沉淀生成時(shí)的[Ag+]

。CrO42-沉淀完全時(shí)，[Ag+]是多大？解：Ag2CrO4=2Ag++

CrO42-Ks=[Ag+]2[CrO42-]當(dāng)[Ag+]=4.5×10-5mol?dm-3時(shí)，開(kāi)始有Ag2CrO4沉淀生成。一般來(lái)說(shuō)一種離子與沉淀劑生成沉淀物后在溶液中的殘留量不超過(guò)1.0

×10-5mol?dm-3時(shí)，則認(rèn)為已沉淀完全。3.3.2溶度積規(guī)則及其應(yīng)用第七十五頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例

向0.10mol·dm-3ZnCl2溶液中通H2S氣體至飽和[c(H2S)=0.10mol·dm-3]時(shí)，溶液中剛好有ZnS沉淀生成，求此時(shí)溶液的[H+]。Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15,Ks=2.0×10-22于是當(dāng)[CrO42-]=1.0×10-5mol?dm-3時(shí)的[Ag+]為3.3.2溶度積規(guī)則及其應(yīng)用第七十六頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日3.3.2溶度積規(guī)則及其應(yīng)用第七十七頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日3、沉淀的溶解(Q<KS)（1）利用酸堿反應(yīng)根據(jù)溶度積規(guī)則，只要設(shè)法減小難溶電解質(zhì)的有關(guān)離子濃度，使離子濃度適當(dāng)方次的乘積小于溶度積，難溶電解質(zhì)即可溶解。如在CaCO3飽和溶液中加鹽酸CaCO3（s）=Ca2+(aq)+CO32-(aq)+2HCl=2Cl-(aq)+2H+(aq)

CO2(g)+H2O加入鹽酸后由于生成CO2氣體，CO32-濃度降低，CaCO3不斷溶解進(jìn)入溶液，直到Q=Ksp為止。3.3.2溶度積規(guī)則及其應(yīng)用第七十八頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日（2）利用配位反應(yīng)AgBr(s)+2S2O32-(aq)=[Ag(S2O3)2]3-(aq)+Br-（3）利用氧化還原反應(yīng)3CuS(s)+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2(aq)+3S(s)+2NO(g)+4H2O(l)3.3.2溶度積規(guī)則及其應(yīng)用4、沉淀的轉(zhuǎn)化把一種沉淀轉(zhuǎn)化為另一種沉淀的過(guò)程第七十九頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日在實(shí)踐中，有時(shí)需將一種沉淀轉(zhuǎn)化為另一種沉淀。如中、小鍋爐的循環(huán)用水處理。因CaSO4結(jié)垢堅(jiān)硬且不溶于酸，不易清除，需將其轉(zhuǎn)化成疏松且可溶于酸的CaCO3。因此循環(huán)水中加一定量的Na2CO3,以達(dá)到沉淀轉(zhuǎn)化的目的。CaSO4（s）=Ca2+(aq)+SO42-(aq)+Na2CO3（s）=CO32-(aq)+2Na+(aq)

CaCO3(s)Ks(CaSO4)=7.1010-5Ks(CaCO3)=4.9610-9由一種難溶沉淀轉(zhuǎn)化成更難溶的沉淀。3.3.2溶度積規(guī)則及其應(yīng)用第八十頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例0.15dm31.5mol·dm-3的Na2CO3溶液可以使多少克BaSO4固體轉(zhuǎn)化掉？解：設(shè)平衡時(shí)[SO42-]=x

mol·dm-3初始濃度1.5

0平衡濃度1.5-x

x3.3.2溶度積規(guī)則及其應(yīng)用第八十一頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日例將SrSO4(s)轉(zhuǎn)化SrCO3，可用Na2CO3溶液與SrSO4反應(yīng)。如果在1.0LNa2CO3溶液中溶解0.010mol的SrSO4，Na2CO3的開(kāi)始濃度最低應(yīng)為多少？解：

SrSO4(s)與Na2CO3之間發(fā)生的離子反應(yīng)為：SrSO4(s)+CO32-=SrCO3+SO42-平衡時(shí)，c(SO42-)=0.010mol.L-1,c(CO32-)=0.010/6.1×102=1.6×10-5mol.L-1C0(Na2CO3)=(0.010mol.L-1+1.6×10-5mol.L-1)=0.010mol.L-13.3.2溶度積規(guī)則及其應(yīng)用第八十二頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日2、分散相與分散介質(zhì)被分散的物質(zhì)稱為分散相，分散相所處的介質(zhì)為分散介質(zhì)。例如：云，牛奶，珍珠一基本概念1、分散系統(tǒng)一種或幾種物質(zhì)分散在另一種物質(zhì)中所形成的系統(tǒng)。3.4膠體與界面化學(xué)第八十三頁(yè)，共九十五頁(yè)，編輯于2023年，星期日（1）按分散相粒子的大小分類

1.分子分散體系

分散相與分散介質(zhì)以分子或離子形式彼此混溶，沒(méi)有界面，是均勻的單相，分子半徑大小在10-9m（1nm）以下。通常把這種體系稱為真溶液，如CuSO4溶液。2.膠體分散體系

分散相粒子的半徑在1nm-100nm之間的體系。目測(cè)是均勻的，但實(shí)際是多相不均勻體系。也有的將1nm-1000nm之間的粒子歸入膠體范疇。例：氫氧化鐵水溶膠3.粗分散體系

分散相粒子的半徑大于10-7m。目測(cè)是混濁不均勻體系，放置后會(huì)沉淀或分層，如