電解質(zhì)溶液基礎(chǔ)化學

關(guān)于電解質(zhì)溶液基礎(chǔ)化學酸堿理論的發(fā)展：（簡單了解）Arrhenius電離理論：

酸—在水中解離出的陽離子全部是H+的物質(zhì)堿—在水中解離出的陰離子全部是OH-的物質(zhì)HCl→H++Cl-H+是酸的特征NaOH→OH-+Na+OH-是堿的特征強調(diào)：酸堿反應在水中進行◎酸堿反應的實質(zhì):H++OH-=H2O第2頁,共144頁，2024年2月25日，星期天②把酸堿范圍限于能離解出H+或OH-的物質(zhì)NH4Cl溶液呈酸性,NaAc溶液呈堿性ArrheniusSA電離理論局限性:①把酸堿反應只限于水溶液中,NH3(g)+HCl(g)NH4+Cl-(但本身并不含H+和OH-)(反應是在氣相中進行)因此有些實驗事實是無法解釋的，例第3頁,共144頁，2024年2月25日，星期天評價：

酸堿電離理論僅適用于水溶液中，由于是最早提出的一種現(xiàn)代酸堿理論，所以也稱為經(jīng)典的酸堿理論，對人類認識酸堿現(xiàn)象起到巨大的作用，在化學史上占有重要位置。雖然這一理論的全部內(nèi)容已經(jīng)為質(zhì)子理論所包含，但由這一理論所產(chǎn)生的酸、堿、鹽的概念，及電離、水解等反應還是經(jīng)常使用。ArrheniusSA電離理論第4頁,共144頁，2024年2月25日，星期天1923年由丹麥的Br?nsted和英國的Lowry同時提出，該理論可以用于水溶液和非水溶液中，及其它有質(zhì)子轉(zhuǎn)移的反應中。布朗斯特Br?nstedJN,1879-1947丹麥物理化學家.因其酸、堿質(zhì)子理論而著名于世.BronstedandLowry：酸堿質(zhì)子理論第5頁,共144頁，2024年2月25日，星期天BronstedandLowry：酸堿質(zhì)子理論

酸—凡能給出質(zhì)子(H+)的物質(zhì)

堿—凡能接受質(zhì)子(H+)的物質(zhì)HAcNH3優(yōu)點：酸堿反應可以不在水中進行NH3(l)+HAc(l)→NH4++Ac-第6頁,共144頁，2024年2月25日，星期天Lewis:電子理論P42

酸—凡能接受電子對的物質(zhì)

堿—凡能提供電子對的物質(zhì)●酸堿反應的實質(zhì):配位鍵的形成并生成酸堿配合物。擴展到金屬陽離子酸是電子對的接受體;堿是電子對的給予體第7頁,共144頁，2024年2月25日，星期天(電子對接受體)(電子對給予體)酸+堿酸堿配合物

H++:OH-HOHBF3+:F-FBF3SO3+CaO:CaOSO3Ag++2:NH3H3NAg+NH3路易斯酸路易斯堿Lewis:電子理論第8頁,共144頁，2024年2月25日，星期天▲優(yōu)點：酸堿范圍非常廣泛，從電子對的授受來說明酸堿反應?！窒扌?①酸堿范圍太廣,不易掌握特征.②確定路易斯酸堿的相對強度尚無統(tǒng)一標度,反應方向難以確定。Lewis:電子理論第9頁,共144頁，2024年2月25日，星期天酸堿質(zhì)子理論（protontheoryofacidandbase）一、質(zhì)子酸堿的概念Br?nsted-LowryAcid-baseTheory第10頁,共144頁，2024年2月25日，星期天HAcH++Ac-NH4+H++NH3H++Ac-HAcNH3+H+NH4+（一）酸堿的定義

酸—凡能給出質(zhì)子(H+)的物質(zhì)

堿—凡能接受質(zhì)子(H+)的物質(zhì)第11頁,共144頁，2024年2月25日，星期天酸分子酸離子酸H2C2O4、HClH2CO3、HAcH3PO4、H2SHCOOH、HCN…H3O+、CH3NH3+、NH4+、(CH3)2NH2+

…NH3+含一個以上質(zhì)子(H+)化合物一般為含H+的陽離子第12頁,共144頁，2024年2月25日，星期天堿分子堿離子堿OH-、C2O42-、Cl-、

CO32-

、Ac-、PO43-

、

S2-、HCOO-、CN-、…CH3NH2、

(CH3)2NH

…NH2一般為含氮化合物一般為無H+的陰離子第13頁,共144頁，2024年2月25日，星期天兩性物質(zhì)既能給出H+,也能接受H+的物質(zhì)。NaHCO3Na++HCO3-HCO3-作為酸：H++CO32-作為堿：HCO3-+H+H2CO3中性物質(zhì)既不能給出H+,也不能接受H+的物質(zhì)。(Na+，Ca2+等金屬離子)一般為帶一個或一個以上質(zhì)子(H+)的陰離子或分子第14頁,共144頁，2024年2月25日，星期天注意一般地，酸：不能再接受H+堿：不能再提供H+兩性物質(zhì)：二者均可

有關(guān)酸、堿、兩性物質(zhì)的概念一定要區(qū)別開來不要混淆第15頁,共144頁，2024年2月25日，星期天提問下列各物質(zhì)是酸、堿還是兩性物質(zhì)？HClF-HCNCN-NH4+H2CO3HCO3-CO32-H3PO4H2PO4-HPO42-PO43-第16頁,共144頁，2024年2月25日，星期天酸堿質(zhì)子理論小結(jié)(1)酸或堿可以是分子也可以是離子(2)兩性物質(zhì)既是酸也是堿(3)酸堿質(zhì)子理論沒有鹽的概念例：Na2CO3：CO32-是堿，Na+是中性物質(zhì)NH4Ac：NH4+是酸，Ac-是堿兩性物質(zhì)第17頁,共144頁，2024年2月25日，星期天HBH++B-HB是B-的共軛酸B-是HB的共軛堿酸堿共軛HB~B-稱為共軛酸堿對條件②二者僅差一個①均有部分BH+(conjugateacid-basecouple)第18頁,共144頁，2024年2月25日，星期天NH4+NH3HAcAc-H3O+H3PO4PO43-H3PO4HPO42-H3PO4H2PO4-HCO3-H2CO3OH-HClCl-H2PO4-HPO42-H2PO4-PO43-HPO42-PO43-CO32-H2CO3CO32-HCO3-HPO4-H2CO3HCO3-H2PO4-提問下列哪些是共軛酸堿對？第19頁,共144頁，2024年2月25日，星期天H2PO4-共軛酸是共軛堿是H2CO3CO32-HCO3-共軛酸是共軛堿是H3PO4HPO42-填空兩性物質(zhì)第20頁,共144頁，2024年2月25日，星期天常見共軛酸堿對

酸H3O+H3PO4H2PO4-HPO42-H2CO3HAcNH4+H2O質(zhì)子

H+H+H+H+H+H+H+H++

+

+

+

+

+

+

+

+

堿H2OH2PO4-HPO42-PO43-HCO3-Ac-NH3OH-電離式酸堿半反應(共軛酸）(共軛堿)注：僅僅是酸堿共軛關(guān)系的表達形式，并不是實際反應式第21頁,共144頁，2024年2月25日，星期天共軛酸堿的特點：酸比它的共軛堿多一個質(zhì)子。酸愈強，其共軛堿愈弱；堿愈強，其共軛酸愈弱。某酸堿對中的酸，在另一酸堿對中是堿的物質(zhì)是兩性物質(zhì)。第22頁,共144頁，2024年2月25日，星期天電離式：HAcH++Ac-解離式：HAc+H2OH3O++Ac-H+酸1酸2堿1堿2HAc~Ac-H3O+~H2O（二）酸堿反應的實質(zhì)酸堿反應的實質(zhì)：兩對共軛酸堿對之間的質(zhì)子傳遞反應第23頁,共144頁，2024年2月25日，星期天（二）酸堿反應的實質(zhì)HCl+NH3Cl-+NH4+

HCl+Ac-Cl-+HAcH3O++OH-H2O+H2O(共軛酸堿對)1(共軛酸堿對)2H+酸堿反應總是由較強的酸和較強的堿作用，向著生成較弱的酸和較弱的堿的方向進行，相互作用的酸和堿愈強，反應進行得愈完全。第24頁,共144頁，2024年2月25日，星期天練習題請寫出NH4Cl和NaAc在水中的解離式NH4++H2ONH3+H3O+Ac-+H2OHAc+OH-H+H+第25頁,共144頁，2024年2月25日，星期天HA+B-A-+HB(三)酸堿質(zhì)子傳遞平衡和平衡常數(shù)H+K=[A-][HB][HA][B-]K是酸堿質(zhì)子傳遞平衡常數(shù)K值愈大,質(zhì)子從HA轉(zhuǎn)移給B-的能力愈強第26頁,共144頁，2024年2月25日，星期天酸和堿的解離平衡常數(shù)HB+H2OB-+H3O+Ka=[B-][H3O+][HB]

Ka

稱為酸解離平衡常數(shù)，表示酸在水中給出質(zhì)子能力的大小。Ka

越大，酸性越強。

Ka

的大小與溫度有關(guān)。

基礎(chǔ)化學

Basicchemistry第27頁,共144頁，2024年2月25日，星期天B-+H2OHB

+OH-Kb=[HB][OH-][B-]

Kb稱為堿解離平衡常數(shù)，表示堿在水中接受質(zhì)子能力的大小。Kb

越大，堿性越強。

基礎(chǔ)化學

Basicchemistry第28頁,共144頁，2024年2月25日，星期天(一)水的質(zhì)子自遞平衡和水的離子積H2O+H2OOH-+H3O+

H+K=[H3O+]·[OH-][H2O]·[H2O]二水的質(zhì)子自遞平衡半反應1H2OH＋+OH－

H＋+

H2OH3O+半反應2總反應第29頁,共144頁，2024年2月25日，星期天K·[H2O]2=[H3O+]·[OH-]KW=[H3O+]·[OH-]KW==1.0×10-14概念解釋：①KW稱為水的離子積②溫度不變，KW不變③一般計算，KW=

1.0×10-14即[H3O+]↑[OH-]↓，KW不變④KW與溫度有關(guān)(見附錄三表1)室溫公式適用范圍:純水及任何物質(zhì)的稀水溶液第30頁,共144頁，2024年2月25日，星期天在純水或中性溶液中：[H3O+]=[OH-]在酸性溶液中：[H3O+]

＞1.0×10-7mol·L-1在堿性溶液中：[H3O+]＜

1.0×10-7mol·L-1=1.0×10-7mol·L-1＞[OH-]＜[OH-](二)水溶液的pH第31頁,共144頁，2024年2月25日，星期天稀溶液：

pH=-lg[H3O+]pH=-lgaH3O+離子強度大的溶液：(或pOH=-lgaOH-)任何溶液：(室溫下）pH+pOH=pKw=14.00(或pOH=-lg[OH-])溶液pH值的概念第32頁,共144頁，2024年2月25日，星期天在純水或中性溶液中：[H3O+]=[OH-]=1.0×10-7mol·L-1在酸性溶液中：[H3O+]

＞1.0×10-7mol·L-1＞[OH-]

在堿性溶液中：[H3O+]＜

1.0×10-7mol·L-1＜[OH-]

pH=7pH＜7pH＞7人的血漿：[H+]=3.6×10-8~4.5×10-8mol·L-1pH=7.35~7.44第33頁,共144頁，2024年2月25日，星期天三酸堿的強度P29(一)酸和堿的解離平衡常數(shù)Ka:稱為酸的解離平衡常數(shù)Kb:稱為堿的解離平衡常數(shù)HB+H2OB-+H3O+Ka=[H3O+][B-][HB]B-+H2OHB

+OH-Kb=[OH-][HB][B-]第34頁,共144頁，2024年2月25日，星期天Ka↑,[H3O+]↑,[HB]↓,酸易失H+,酸愈強。Ka反映了酸離解的程度，可衡量酸的強度.問：HAc(Ka=1.75×10-5)、甲酸(1.8×10-4)、氫氰酸(Ka=6.2×10-10)酸性大小順序甲酸HAc氫氰酸>>(一)酸和堿的解離平衡常數(shù)第35頁,共144頁，2024年2月25日，星期天2、HB+H2O+B-OH-Kb=[B-][HB][OH-]Kb↑,,[B-]↑↓堿易愈強[OH-]H+,得堿。,(一)酸和堿的解離平衡常數(shù)第36頁,共144頁，2024年2月25日，星期天(1)一元弱酸()和一元弱堿()HB+H2OB-+H3O+B-+H2OHB

+OH-Ka=[H3O+]·[B-][HB]Kb=[OH-]·[HB][B-]Ka·Kb=[H3O+]·[B-][HB][OH-]·[HB][B-]·

[H3O+]·[OH-]Ka·Kb=KWHBB-(二)共軛酸堿解離平衡常數(shù)的關(guān)系(▲)P35第37頁,共144頁，2024年2月25日，星期天HBB-KaKbHB+H2OB-+H3O+B-+H2OHB

+OH-KaKb共軛Ka·Kb=KW共軛關(guān)系：∴Ka↑,Kb其共軛堿的堿性愈,共軛酸的酸性愈強，.↓弱第38頁,共144頁，2024年2月25日，星期天例:根據(jù)查表可知,HAc的酸解離平衡常數(shù)為:Ka=1.75×10-5,求Ac-的堿解離平衡常數(shù)Kb解:HAc—Ac-為共軛酸堿對∵Ka·Kb=KW∴Kb=KW/Ka=1.00×10-14/1.75×10-5=5.71×10-10第39頁,共144頁，2024年2月25日，星期天(2)二元弱酸()和二元弱堿()H2BB2-H2B+H2OHB-+H3O+HB-+H2OH2B

+OH-Ka1=[H3O+]·[HB-][H2B]Kb2=[OH-]·[H2B][HB-]HB-+H2OB2-+H3O+B2-+H2OHB-+OH-Ka2=[H3O+]·[B2-][HB-]Kb1=[OH-]·[HB-][B2-]第40頁,共144頁，2024年2月25日，星期天(2)二元弱酸()和二元弱堿()H2BB2-H2B+H2OHB-+H3O+HB-+H2OH2B

+OH-Ka1=[H3O+]·[HB-][H2B]Kb2=[OH-]·[H2B][HB-]HB-+H2OB2-+H3O+B2-+H2OHB-+OH-Ka2=[H3O+]·[B2-][HB-]Kb1=[OH-]·[HB-][B2-]Ka1·Kb2=KWKa2·Kb1=KW共軛酸共軛堿第41頁,共144頁，2024年2月25日，星期天H2BHB-B2-Ka1Ka2Kb1Kb2共軛共軛Ka1·Kb2=KWKa2·Kb1=KWH2CO3HCO3-CO32-第42頁,共144頁，2024年2月25日，星期天Ka1Ka2Kb2Kb3共軛共軛Ka1·Kb3=KWKa2·Kb2=KWH3PO4H2PO4-HPO42-Ka3Kb1PO43-共軛Ka3·Kb1=KW（3）三元弱酸和三元弱堿：Ka1·Kb1=KWKa3·Kb3=KW小心第43頁,共144頁，2024年2月25日，星期天

Ac-Kb1=KW/Ka3Kb2=KW/Ka2Kb3=KW/Ka1弱電解質(zhì)在水中的解離常數(shù)H2CO3H3PO4CO32-PO43-分子酸(堿)離子酸(堿)課本P310Ka1=4.5×10-7Ka2=4.7×10-11Ka1=6.9×10-3Ka2=6.1×10-8Ka3=4.8×10-13Ka=1.75×10-5HAcNH3Kb=1.8×10-5Kb1=KW/Ka2Kb2=KW/Ka1NH4+Ka=KW/KbKb=KW/Ka查表計算第44頁,共144頁，2024年2月25日，星期天HAcNH3Ka1=4.5×10-7Ka2=4.7×10-11Ka1=6.9×10-3Ka2=6.1×10-8Ka3=4.8×10-13Ka=1.75×10-5Kb=1.8×10-5H2CO3H3PO4Ka(或Kb)pKa或(pKb)pKa1=6.35pKa2=10.33pKa1=2.16pKa2=7.21pKa3=12.32pKa=4.76pKb=4.75pKa=-lgKapKb=-lgKb第45頁,共144頁，2024年2月25日，星期天弱酸(弱堿)質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡常數(shù)Ka與Kb的共軛關(guān)系一元弱酸(弱堿)二元弱酸(弱堿)三元弱酸(弱堿)Ka·Kb=KWKa1·Kb2=KWKa2·Kb1=KWKa1·Kb3=KWKa2·Kb2=KWKa3·Kb1=KW小結(jié)第46頁,共144頁，2024年2月25日，星期天注意一般地，在水溶液中:兩性物質(zhì)既有Ka

亦有KbHCO3-Ka=Ka2=4.7×10-11

Kb=Kb2=KW/Ka1=2.2×10-8H2PO4-Ka=Ka2=6.1×10-8Kb=Kb3=KW/Ka1=1.4×10-12HPO42-Ka=Ka3=4.8×10-13Kb=Kb2=KW/Ka2=1.6×10-7第47頁,共144頁，2024年2月25日，星期天練習題已知H2CO3的Ka1=4.5x10-7,Ka2=4.7x10-11,NaHCO3作為堿的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡式為HCO3-+H2O+OH-H2CO3,其質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡常數(shù)為。2.2x10-8第48頁,共144頁，2024年2月25日，星期天(三)酸堿平衡的移動（P30）(1)濃度對平衡移動的影響(2)同離子效應(3)鹽效應第49頁,共144頁，2024年2月25日，星期天例：HAc+H2OAc-+H3O+已達平衡，若再加入HAc,H3O+或OH-,平衡向哪方移動？↑解：加入HAc,[HAc],平衡向移右↑左加入H3O+,[H3O+],平衡向移↓加入OH-，[H3O+],平衡向移右(三)酸堿平衡的移動(1)濃度對平衡移動的影響第50頁,共144頁，2024年2月25日，星期天(弱電解質(zhì)的)解離度

=已離解的分子數(shù)弱電解質(zhì)的總分子數(shù)例：c

00初始時平衡時[B-][H+][HB]

=[H+]c=[B-]c(1)濃度對平衡移動的影響(三)酸堿平衡的移動HB+H2O

B-+H3O+[H+]=[B-]=c·

×100%第51頁,共144頁，2024年2月25日，星期天c

00初始時平衡時[B-][H+][HB]c

c-[H+]c

-c

c

HB+H2O

B-+H3O+第52頁,共144頁，2024年2月25日，星期天一般情況下，弱電解質(zhì)的

不超過5%，則1-

≈1

上式變?yōu)椋篕a=c

2上式表明：弱電解質(zhì)溶液稀釋時其離解度增加，增大c時，

將減少。這一關(guān)系稱為稀釋定律。對于弱堿：第53頁,共144頁，2024年2月25日，星期天

比較K和

1、二者均可用來衡量弱電解質(zhì)在水中解離程度的大小；3、解離常數(shù)K與溶液的濃度c無關(guān)，是溶液的特征常數(shù)；解離度

與溶液的濃度c有關(guān)，溶液越稀，解離度越大。(但電離產(chǎn)生的離子的濃度減小)2、二者的大小均與溫度有關(guān)；

基礎(chǔ)化學

Basicchemistry第54頁,共144頁，2024年2月25日，星期天(2)同離子效應

在溶液中,加入與弱電解質(zhì)具有相同離子的強電解質(zhì),弱電解質(zhì)的解離度將減少HAc+H2OAc-+H3O++NaAc[H+]減少

=[H+]cHB減少+HCl[Ac-]減少

=[Ac-]c減少第55頁,共144頁，2024年2月25日，星期天(3)鹽效應在溶液中,加入與弱電解質(zhì)不含相同離子的強電解質(zhì),弱電解質(zhì)的解離度將稍有增大例:H2O+HAcAc-+H3O+平衡向右移動,加入NaNO3:I增大,

±減小,aH+和aAc-減小[H+]和[Ac-]增大,

=[Ac-]c增大=[H+]c第56頁,共144頁，2024年2月25日，星期天例：某溫度時，HA的Ka=1.0×10-5求(1)0.10mol·L-1HA溶液,HA的解離度。

(2)溶液中含強電解質(zhì)0.10mol·L-1

NaA時,HA的解離度。

(3)溶液中含強電解質(zhì)0.10mol·L-1NaCl時,HA的解離度。解：(1)√Ka

=/c=1.0×10-2第57頁,共144頁，2024年2月25日，星期天(2)cHA

=0.10mol·L-1,cNaA

=0.10mol·L-1設(shè)：平衡時[H+]=xmol·L-1H2O+HAH3O++A-平衡時x+x0.10.10.1000.10初始時弱電解質(zhì)

x<<0.10.100.10x≈Ka=[H+]·[A-][HA]=x·0.100.10=x[H+]=x=1.0×10-5(mol·L-1)-x

=1.0×10-4=[H+]c第58頁,共144頁，2024年2月25日，星期天(3)0.10mol·L-1NaCl溶液

=1.4×10-2=[H+]cHA[H+]=1.4×10-3mol·L-1I

±

[H+]第59頁,共144頁，2024年2月25日，星期天弱電解質(zhì)(HA)離解度的影響因素C(mol·L-1)0.10[H+](mol·L-1)1.0×10-3

1.0×10-2濃度增大0.201.4×10-30.7×10-2↓同離子效應0.101.0×10-51.0×10-4↓(加入0.10mol·L-1NaA)1.4×10-31.4×10-2↑鹽效應0.10(加入0.10mol·L-1NaCl)原始濃度第60頁,共144頁，2024年2月25日，星期天注意:同離子效應>>鹽效應亦包含鹽效應(可忽略)濃度增大同離子效應鹽效應離解度影響因素減少明顯減少稍增大結(jié)論:第61頁,共144頁，2024年2月25日，星期天練習題在NH3·H2O中加入少量的NH4Cl，問溶液的pH是否變大？解：NH4++H2ONH3+OH-NH4ClNH4++Cl-[NH4+]，平衡向移，[OH-]，pH.↑左↓↓第62頁,共144頁，2024年2月25日，星期天

第四節(jié)酸堿溶液pH的計算（重點：一元弱酸、弱堿溶液）

基礎(chǔ)化學

Basicchemistry第63頁,共144頁，2024年2月25日，星期天求下列溶液的pH值：0.01mol·L-1

HClpH=?0.01mol·L-1

NaOHpH=?0.01mol·L-1

HAcpH=?0.01mol·L-1

NaAcpH=?0.01mol·L-1

H2CO3

pH=?0.01mol·L-1

Na2CO3pH=?0.01mol·L-1

NaHCO3pH=?0.01mol·L-1

NH4AcpH=?212第64頁,共144頁，2024年2月25日，星期天1、一元弱酸(HB)溶液pH的計算

cmol·L-1HB

溶液(例：HAcHCOOHNH4ClHCN)以HAc為例，推導如下：若Ka*CHAc

>>20Kw，忽略水的平衡H2O+H2O

H3O++OH-

HAc+H2O

H3O++Ac-第65頁,共144頁，2024年2月25日，星期天初始平衡HAc+H2OAc-+H3O+C[H+][HAc][Ac-]00Ka=[H+]2CKa=[H+][Ac-][HAc]當C/Ka≥500時，C-[H+]≈C[H+]=√KaCKa=[H+]2C-[H+]=

C-[H+]第66頁,共144頁，2024年2月25日，星期天(cKa≥20KW，

c/Ka≥500)[H+]=√Kac最簡式第67頁,共144頁，2024年2月25日，星期天(cKa≥20KW，c/Ka＜500)[H+]=-Ka+√Ka2+4Kac2近似式Ka=[H+]2C-[H+]第68頁,共144頁，2024年2月25日，星期天解題④算出[H+]→pH值步驟：①先判斷NH4Cl的酸堿性②核實公式適用的條件③選擇計算公式NH4+為酸公式中用Ka求[H+]

例：已知室溫下NH3的Kb=1.8×10-5,求0.10mol·L-1NH4Cl溶液的pH值。第69頁,共144頁，2024年2月25日，星期天

例：已知室溫下NH3的Kb=1.8×10-5,求0.10mol·L-1NH4Cl溶液的pH值。Ka=KwKb=1.0×10-141.8×10-5=5.6×10-10∵c/Ka=0.10/(5.6×10-10)cKa＞20KW∴選擇[H+]=√Kac＞500第70頁,共144頁，2024年2月25日，星期天

例：已知室溫下NH3的Kb=1.8×10-5,求0.10mol·L-1NH4Cl溶液的pH值。[H+]=√0.10×5.6×10-10=7.5×10-6mol·L-1pH=-lg[H+]=5.13第71頁,共144頁，2024年2月25日，星期天注意在水溶液的pH值計算中：①Cl-NO3-為極弱堿，溶液的pH值不受其影響；同理，Na+

、K+亦然。例:NaCl、NaNO3為中性溶液NH4Cl為酸性溶液NaAc為堿性溶液(Na+中性,忽略不計)(NH4+酸性,Cl-極弱堿性,忽略不計)第72頁,共144頁，2024年2月25日，星期天2、一元弱堿(B-)溶液的pH計算cmol·L-1B-

溶液(例：NH3HCOONaNaAcNaCN)HCOO-Ac-CN-

以NH3為例，推導過程作為課后練習（請同學們認真做）！第73頁,共144頁，2024年2月25日，星期天(cKb≥20KW，c/Kb＜500)[OH-]=-Kb+√Kb2+4Kbc2(cKb≥20KW，c/Kb≥500)[OH-]=√Kbc近似式最簡式第74頁,共144頁，2024年2月25日，星期天注意是堿→先求[OH-]→公式中用

Kb比較前面:是酸→先求[H+]→公式中用Ka第75頁,共144頁，2024年2月25日，星期天

例：已知室溫下NH3的Kb=1.8×10-5,求0.010mol·L-1NH3溶液的pH值。解：NH3為堿公式中用Kb求[OH-]第76頁,共144頁，2024年2月25日，星期天

例：已知室溫下NH3的Kb=1.8×10-5,求0.010mol·L-1NH3溶液的pH值。解：∵c/Kb=0.010/1.8×10-5cKb＞20KW∴選擇[H+]=√Kbc[OH-]=√Kbc[OH-]=√0.010×1.8×10-5=4.24×10-4mol·L-1＞500第77頁,共144頁，2024年2月25日，星期天pOH=-lg[OH-]=3.37

例：已知室溫下NH3的Kb=1.8×10-5,求0.010mol·L-1NH3溶液的pH值。pH=

14－pOH=14－3.37=10.63[H+]=1.0×10-14[OH-]pH=-lg[H+]=10.63[OH-]=4.24×10-4或：4.24×10-4=2.36×10-11第78頁,共144頁，2024年2月25日，星期天

例：已知室溫下HAc的Ka=1.75×10-5,求0.10mol·L-1NaAc溶液的pH值。NaAc→Ac-為堿公式中用Kb求[OH-]第79頁,共144頁，2024年2月25日，星期天Kb=KwKa=1.0×10-141.75×10-5=5.71×10-10∵c/Kb=0.10/5.71×10-10cKb＞20KW∴選擇[H3O+]=√Kac

例：已知室溫下HAc的Ka=1.75×10-5,求0.10mol·L-1NaAc溶液的pH值。[OH-]=√Kac[OH-]=√Kbc解:＞500注意第80頁,共144頁，2024年2月25日，星期天

例：已知室溫下HAc的Ka=1.75×10-5,求0.10mol·L-1NaAc溶液的pH值。[OH-]=√0.10×5.71×10-10=7.56×10-6mol·L-1pOH=-lg[OH-]=5.12pH=14－5.12=8.88Kb=5.71×10-10第81頁,共144頁，2024年2月25日，星期天3、多元弱酸(HnB)溶液的pH計算cmol·L-1HnB溶液n≥2二元弱酸：H2CO3H2SH2C2O4三元弱酸：H3PO4

…六元弱酸：H6Y2+(乙二胺四乙酸EDTA)例：第82頁,共144頁，2024年2月25日，星期天H2CO3在水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移H2CO3+H2OHCO3-+H3O+HCO3-+H2OCO32-+H3O+H+Ka1=[H3O+]·[HCO3-][H2CO3]Ka2=[H3O+]·[CO32-][HCO3-]第一步第二步=4.5×10-7=4.7×10-11H+第83頁,共144頁，2024年2月25日，星期天Ka1>>Ka2即Ka1/Ka2>102

第一步產(chǎn)生的[H+]>>第二步產(chǎn)生的[H+]可忽略不計H2CO3+H2OHCO3-+H+Ka1=[H+]·[HCO3-][H2CO3]與一元弱酸類似第84頁,共144頁，2024年2月25日，星期天[H+]=√Ka1c[H+]=-Ka1+√Ka12+4Ka1c2多元弱酸[H+]的計算公式近似式最簡式(Ka1/Ka2＞100，

c/Ka1≥500)(Ka1/Ka2＞100，

c/Ka1＜500)第85頁,共144頁，2024年2月25日，星期天解：HCO3-+H2CO3+H2O+H3O+HCO3-H2OCO32-+H3O+初始平衡C[H+]C-[H+][HCO3-]00平衡[HCO3-][CO32-][H+]≈C

例：已知室溫下H2CO3的Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11

求0.040mol·L-1H2CO3(飽和)溶液中的

[H+]、[HCO3-]、[CO32-]和[OH-]。第86頁,共144頁，2024年2月25日，星期天∵Ka1/Ka2》100∴可作一元酸處理C/Ka1=0.0400

4.5x10-7》500又∵∴[H+]=√Ka1C

√=4.5x10-7x0.0400=1.34x10-4(mol/L)

例：已知室溫下H2CO3的Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11

求0.040mol·L-1H2CO3(飽和)溶液中的[H+]、[HCO3-]、[CO32-]和[OH-]。第87頁,共144頁，2024年2月25日，星期天[H+]=[HCO3-]≈∴1.34x10-4(mol/L)[OH-]=7.46x10-9(mol/L)又∵Ka2=[H+][

CO32-][HCO3-]∴[

CO32-]=Ka2=4.7x10-11(mol/L)第一步解離生成的H+抑制了第二步解離,第88頁,共144頁，2024年2月25日，星期天∴[H+]=1.34x10-4(mol/L)[HCO3-]=1.34x10-4(mol/L)[OH-]=7.46x10-9(mol/L)=Ka2=4.7x10-11(mol/L)[

CO32-]

例：已知室溫下H2CO3的Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11

求0.040mol·L-1H2CO3(飽和)溶液中的

[H+]、[HCO3-]、[CO32-]和[OH-]。第89頁,共144頁，2024年2月25日，星期天4、多元弱堿(B)溶液的pH計算cmol·L-1

Bn-

溶液n≥2例：二元弱堿：Na2CO3Na2SNa2C2O4三元弱堿：Na3PO4

…n-CO32-

S2-C2O42-PO43-

第90頁,共144頁，2024年2月25日，星期天[OH-]=√Kb1c[OH-]=﹣Kb1+√Kb12+4Kb1c2多元弱堿[OH-]的計算公式近似式最簡式(Kb1/Kb2＞100

，c/Kb1≥500，)(Kb1/Kb2＞100

，c/Kb1＜500，)第91頁,共144頁，2024年2月25日，星期天Kb1=KwKa2=1.0×10-144.7×10-11=2.1×10-4∵c/Kb1

=0.10/(2.1×10-4)Kb1/Kb2＞100，∴選擇[OH-]=√Kb1c

＞500

例：已知室溫下H2CO3的Ka1=4.5×10-7,

Ka2=4.7×10-11求0.5mol·L-1Na2CO3溶液的pH值。Kb2=2.2×10-8第92頁,共144頁，2024年2月25日，星期天∴[OH-]=√Kb1C

√=2.1x10-4x0.5=1.02x10-2(mol/L)pH=12.01

例：已知室溫下H2CO3的Ka1=4.5×10-7,

Ka2=4.7×10-11求0.5mol·L-1Na2CO3溶液的pH值。pOH=-lg[OH-]=1.99第93頁,共144頁，2024年2月25日，星期天5、兩性物質(zhì)溶液pH的計算H2CO3CO32-HCO3-兩性物質(zhì)H3PO4PO43-H2PO4-兩性物質(zhì)HPO42-弱酸弱堿弱酸弱堿第94頁,共144頁，2024年2月25日，星期天兩性物質(zhì)兩性陰離子NaHCO3NaH2PO4Na2HPO4弱酸弱堿鹽NH4AcHCOONH4氨基酸NH2CH2COOHHCO3-H2PO4-HPO42-第95頁,共144頁，2024年2月25日，星期天兩性物質(zhì)溶液最簡式：Ka為兩性物質(zhì)作為酸的酸常數(shù)Ka’為兩性物質(zhì)作為堿時其共軛酸的酸常數(shù)第96頁,共144頁，2024年2月25日，星期天【例】計算0.10mol·L-1NaHCO3溶液pH值。已知H2CO3的Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11.解:=4.6×10-9(mol·L-1)∴pH=8.34=4.5×10-7×4.7×10-11

√[H+]=Ka·Ka’

=Ka2·Ka1

√√第97頁,共144頁，2024年2月25日，星期天【例】計算0.1mol·L-1NH4Ac溶液的pH值。已知NH3的Kb=1.8×10-5，HAc的Ka=1.75×10-5。解：∴pH=7.01=(1.0×10-14/1.8×10-5)×1.75×10-5=9.86×10-8(mol·L-1)√

[H+]=Ka·Ka’=(Kw/Kb)·Ka’第98頁,共144頁，2024年2月25日，星期天兩性陰離子Ka1和Ka2分別是H2CO3的1,2級離解常數(shù)。[H+]=Ka1·Ka2pH=1/2(pKa1+pKa2)√HCO3-H2PO4-

:[H+]=Ka1·Ka2HPO42-:[H+]=Ka2·Ka3√√

Ka1,Ka2,Ka3分別為H3PO4的1,2,3級解離常數(shù)。結(jié)論:兩性陰離子溶液的PH與溶液濃度無關(guān)。第99頁,共144頁，2024年2月25日，星期天【思考題】下列哪兩種溶液的pH值相等？①0.2mol·L-1NaHCO3溶液②0.2mol·L-1NaAc溶液③0.1mol·L-1NaHCO3溶液④0.1mol·L-1NaAc溶液答案:①與③第100頁,共144頁，2024年2月25日，星期天[H+]=√KacpH值的計算：最簡式一元弱酸[H+]=√Ka1c多元弱酸[OH-]=√Kbc[OH-]=√Kb1c一元弱堿多元弱堿先求

[H+]先求[OH-]注意公式使用條件兩性物質(zhì)[H+]=√KaKa’

第101頁,共144頁，2024年2月25日，星期天求下列溶液等體積混合后的[H+]0.1mol·L-10.1mol·L-10.05mol·L-1HAc+NaOHNaAcNH3+HClNH4ClH2CO3+NaOHNaHCO3NaHCO3+NaOHNa2CO3Na2CO3+HClNaHCO3NaHCO3+HClH2CO3NaAc+NH4NO3

NH4Ac第102頁,共144頁，2024年2月25日，星期天規(guī)律：1、判斷溶液是酸、堿或兩性溶液2、一元酸：一元堿：[H+]=√Ka

C[OH-]=Kb

C√3、多元酸堿：當作一元酸堿H2CO3HCO3-CO32-Ka1Ka2Kb1Kb2[H+]=√Ka1C[H+]=√Ka1Ka2[OH-]=Kb1C√第103頁,共144頁，2024年2月25日，星期天H3PO4H2PO4-HPO42-PO43-Ka1Ka2Ka3Kb1Kb2Kb3[H+]=√Ka1C[OH-]=Kb1C√[H+]=√Ka1Ka2[H+]=√Ka2Ka3第104頁,共144頁，2024年2月25日，星期天第六節(jié)難溶強電解質(zhì)的沉淀溶解平衡p43第105頁,共144頁，2024年2月25日，星期天強電解質(zhì)易溶難溶第106頁,共144頁，2024年2月25日，星期天難溶強電解質(zhì)：如AgCl、AgI、AgBr、

CaCO3、BaSO4、CuS、

Mg(OH)2、Fe(OH)3???特點：①溶解度?、谌芙獾牟糠?00%離解③水溶液中存在沉淀溶解平衡要求：①計算溶解度②判斷沉淀的產(chǎn)生和溶解第107頁,共144頁，2024年2月25日，星期天一、溶度積和溶度積規(guī)則固體溶液溶解沉淀

當：溶解的速度=沉淀的速度時此時達到了溶解平衡狀態(tài)即為難溶電解質(zhì)的飽和溶液第108頁,共144頁，2024年2月25日，星期天例：AgCl（S）溶解沉淀Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡時K=[Ag+]·[Cl-][AgCl(S)]常數(shù):K·[AgCl(S)]=[Ag+]·[Cl-]Ksp,AgCl=溶度積常數(shù)---簡稱溶度積第109頁,共144頁，2024年2月25日，星期天難溶電解質(zhì)為:AaBbAaBb(S)=

Ksp,AaBb=aAn++bBm-[An+]·[Bm-]ab上式表明：在一定溫度下，難溶電解質(zhì)飽和溶液中各離子濃度冪的乘積是一常數(shù)。溶度積常數(shù)只與溫度有關(guān)，而與電解質(zhì)離子的濃度無關(guān)。它的大小反映了難溶強電解質(zhì)的溶解能力的大小，Ksp越小，難溶強電解質(zhì)就越難溶于水。第110頁,共144頁，2024年2月25日，星期天（一）難溶電解質(zhì)的溶解度(1)單一難溶電解質(zhì)的溶解度與Ksp的關(guān)系A(chǔ)aBb(s)→AaBb(aq)→aAn++bBm-Smol·L-1aSbSKsp=(aS)

﹒(bS)ab平衡時:溶解度S難溶強電解質(zhì)沉淀溶解達平衡時，在水中的物質(zhì)的量濃度。(mol/L)S=1.33x10-5(mol/L)即1升mol的AgCl水中溶解了1.33x10-5飽和濃度第111頁,共144頁，2024年2月25日，星期天Ksp=(aS)

﹒(bS)abKsp=aa﹒bbS=Kspaa﹒bb√a+bAaBb1—1型S=√KspS=√Ksp/41—2型2—3型S=√Ksp/10853·S（a+b）第112頁,共144頁，2024年2月25日，星期天a+bS=Kspaa﹒bb√難溶強電解質(zhì)的沉淀溶解平衡注意

類型相同，KSP↑，S↑?？捎肒SP衡量S的大小

類型不相同，不可用KSP衡量S的大小，需計算S（表3-5）

上述公式只適用于沉淀在純水中成飽和溶液時的S的計算。第113頁,共144頁，2024年2月25日，星期天e.g:

已知Ksp,AgCl＝1.7710-10，Ksp,Ag2CrO4＝1.1210-12，試求AgCl和Ag2CrO4的溶解度解：（1）設(shè)AgCl的溶解度為S1（mol·L-1),則：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡S1S1

(2)設(shè)Ag2CrO4的溶解度為S2（mol·L-1),則：Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)平衡2S2S2第114頁,共144頁，2024年2月25日，星期天解:①Mg(OH)2Mg2++2OH-Smol·L-1S

2S平衡時:Ksp,Mg(OH)2=[Mg2+]·[OH-]2=S·(2S)2S=√Ksp/4=1.12×10-4(mol·L-1)3例:已知Ksp,Mg(OH)2=5.61×10-12

求:(1)Mg(OH)2在水中的溶解度S.(2)溶液的pH值為多少?第115頁,共144頁，2024年2月25日，星期天例:已知Ksp,Mg(OH)2=5.61×10-12

求:(1)Mg(OH)2在水中的溶解度S.(2)溶液的pH值為多少?S=√Ksp/4=1.12×10-4(mol·L-1)②[OH-]=2·S=2.24×10-4(mol·L-1)pOH=-lg[OH-]=3.65pH=14－3.65=10.353第116頁,共144頁，2024年2月25日，星期天(2)在一種強電解質(zhì)溶液中的S與Ksp的關(guān)系①

同離子效應:加入含的強電解質(zhì),難溶電解質(zhì)的溶解度的效應,稱為同離子效應相同離子降低例：AgCl（S）Ag++Cl-+AgNO3NaClS↓第117頁,共144頁，2024年2月25日，星期天解:(1)=1.33×10-5(mol·L-1)S1=√Ksp,AgCl=√1.77×10-10AgCl（S）Ag++Cl-平衡時S1

S1Ksp,AgCl=[Ag+]·[Cl-]=S1×S1例:已知

Ksp,AgCl=1.77×10-10(1)求AgCl的溶解度S1

(2)若溶液中存在0.10mol·L-1的NaCl,

求AgCl的溶解度S2第118頁,共144頁，2024年2月25日，星期天例:已知

Ksp,AgCl=1.77×10-10(1)求AgCl的溶解度S1

(2)若溶液中存在0.10mol·L-1的NaCl,

求AgCl的溶解度S2解:(2)AgCl（S）Ag++Cl-平衡時S2S2Ksp,AgCl=[Ag+]·[Cl-]=+0.10∵S2<<0.10mol·L-1S2+0.10≈0.10mol·L-1Ksp,AgCl=[Ag+]·[Cl-]=S2×0.10

S2=Ksp,AgCl/0.10=1.77×10-10/0.10=1.77×10-9(mol·L-1)S2×(S2+0.10)第119頁,共144頁，2024年2月25日，星期天例:已知

Ksp,AgCl=1.77×10-10(1)求AgCl的溶解度S1

(2)若溶液中存在0.10mol·L-1的NaCl,

求AgCl的溶解度S2S1=1.33×10-5(mol·L-1)

S2=1.77×10-9(mol·L-1)S2<<S1結(jié)論：同離子效應使難溶電解質(zhì)的溶解度明顯下降第120頁,共144頁，2024年2月25日，星期天②鹽效應加入含的強電解質(zhì),難溶電解質(zhì)的溶解度的效應,稱為不同離子略升高鹽效應例：AgCl（S）Ag++Cl-+NaNO3S↑離子強度增大第121頁,共144頁，2024年2月25日，星期天Ksp,AgCl=γ+[Ag+]·γ-[Cl-]Ksp,AgCl=aAg+·aCl-例:已知

Ksp,AgCl=1.77×10-10(1)求AgCl的溶解度S1

(3)若溶液中存在0.10mol·L-