《暨南大学有机无机化学第三章--电解质溶液课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《暨南大学有机无机化学第三章--电解质溶液课件.ppt（162页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第三章第三章 电解质溶液电解质溶液【本章内容本章内容】1.强电解质溶液理论强电解质溶液理论2.酸碱的质子理论酸碱的质子理论3.一元酸碱溶液一元酸碱溶液pH的计算的计算4.二元酸碱溶液二元酸碱溶液pH的计算的计算5.沉淀与溶解平衡沉淀与溶解平衡【本章重点本章重点】1.酸碱的质子理论酸碱的质子理论2.一元酸碱溶液一元酸碱溶液pH的计算的计算3.沉淀与溶解平衡沉淀与溶解平衡【本章难点本章难点】1.二元酸碱溶液二元酸碱溶液pH的计算的计算一、强电解质和弱电解质一、强电解质和弱电解质1、定义、定义 强电解质：强电解质：（例如（例如NaCl）在水溶液中能在水溶液中能完全完全解离成离子的化合物。解离成离子的
2、化合物。弱电解质：弱电解质：（例如（例如HAC）在水溶液中只能在水溶液中只能部分部分解离成离子的化合物解离成离子的化合物。第一节第一节强电解质溶液理论强电解质溶液理论一、强电解质和弱电解质一、强电解质和弱电解质1、定义、定义 强电解质：强电解质：（例如（例如NaCl）在水溶液中能在水溶液中能完全完全解离成离子的化合物。解离成离子的化合物。弱电解质：弱电解质：（例如（例如HAC）在水溶液中只能在水溶液中只能部分部分解离成离子的化合物解离成离子的化合物。第一节第一节强电解质溶液理论强电解质溶液理论一、强电解质和弱电解质一、强电解质和弱电解质1、定义、定义 强电解质：强电解质：（例如（例如NaCl）
3、在水溶液中能在水溶液中能完全完全解离成离子的化合物。解离成离子的化合物。弱电解质：弱电解质：（例如（例如HAC）在水溶液中只能在水溶液中只能部分部分解离成离子的化合物解离成离子的化合物。第一节第一节强电解质溶液理论强电解质溶液理论 2、解离度的计算、解离度的计算 解离度的定义：电解质达到解离平衡时，解离度的定义：电解质达到解离平衡时，已解离部分浓度和初始浓度之比。已解离部分浓度和初始浓度之比。表示：表示：对于不同的电解质，由于其本性不同，解对于不同的电解质，由于其本性不同，解离度有很大差别。通常按解离度大小，把离度有很大差别。通常按解离度大小，把质量摩尔浓度为质量摩尔浓度为0.1 mol/Kg
4、的电解质溶液的电解质溶液中解离度（中解离度（实为表观解离度实为表观解离度）大于）大于30的的称为强电解质，小于称为强电解质，小于5的称为弱电解质，的称为弱电解质，介于二者之间的称为中强电解质。介于二者之间的称为中强电解质。二、强电解质溶液理论要点二、强电解质溶液理论要点（1）强电解质在水中是全部解离的。）强电解质在水中是全部解离的。（2）离子间通过静电力相互作用，每一个离子都）离子间通过静电力相互作用，每一个离子都被周围电荷相反的离子包围，形成离子氛。被周围电荷相反的离子包围，形成离子氛。二、强电解质溶液理论要点二、强电解质溶液理论要点（1）强电解质在水中是全部解离的。）强电解质在水中是全部解
5、离的。（2）离子间通过静电力相互作用，每一个离子都）离子间通过静电力相互作用，每一个离子都被周围电荷相反的离子包围，形成离子氛。被周围电荷相反的离子包围，形成离子氛。由于离子氛的存在，离子间相互作用而互相由于离子氛的存在，离子间相互作用而互相牵制，强电解质溶液中的离子并不是独立的牵制，强电解质溶液中的离子并不是独立的自由离子，不能完全自由运动，因而不能百自由离子，不能完全自由运动，因而不能百分百地发挥离子应有的效能，测出的解离度分百地发挥离子应有的效能，测出的解离度（表观解离度）往往不是（表观解离度）往往不是100。由于离子氛的存在，离子间相互作用而互相由于离子氛的存在，离子间相互作用而互相牵
6、制，强电解质溶液中的离子并不是独立的牵制，强电解质溶液中的离子并不是独立的自由离子，不能完全自由运动，因而不能百自由离子，不能完全自由运动，因而不能百分百地发挥离子应有的效能，测出的解离度分百地发挥离子应有的效能，测出的解离度（表观解离度）往往不是（表观解离度）往往不是100。例 某电解质HA溶液，其质量摩尔浓度为0.1 molkg-1，测得此溶液的Tf为0.19，求该物质的解离度。解 设HA的解离度为，HA(aq)H+(aq)+A-(aq)平衡时/molkg-1 0.1-0.1 0.1 0.1HA+H+A-=0.1(1+)molkg-1根据Tf=Kfb0.19 K=1.86 Kkgmol-1
7、0.1(1+)molkg-1=0.022=2.2%第三节第三节 酸碱质子理论酸碱质子理论一、酸碱的质子理论一、酸碱的质子理论（一）（一）质子理论质子理论对酸碱的定义对酸碱的定义凡能给出质子凡能给出质子H+的物质都是的物质都是酸。酸。凡能接受质子凡能接受质子H+的物质都是的物质都是碱。碱。HCl、HAc、NH4+、H2SO3等都能给出质子，都是酸；等都能给出质子，都是酸；OH、Ac、NH3、HSO3、CO32 等等都都能能接接受受质质子子，都是碱。都是碱。第三节第三节 酸碱质子理论酸碱质子理论一、酸碱的质子理论一、酸碱的质子理论（一）（一）质子理论质子理论对酸碱的定义对酸碱的定义凡能给出质子凡能
8、给出质子H+的物质都是的物质都是酸。酸。凡能接受质子凡能接受质子H+的物质都是的物质都是碱。碱。HCl、HAc、NH4+、H2SO3等都能给出质子，都是酸；等都能给出质子，都是酸；OH、Ac、NH3、HSO3、CO32 等等都都能能接接受受质质子子，都是碱。都是碱。根据酸碱质子理论，酸和碱不是孤立的，酸给出根据酸碱质子理论，酸和碱不是孤立的，酸给出质子后所余下的部分就是碱，碱接受质子后即成质子后所余下的部分就是碱，碱接受质子后即成为酸，这种对应关系叫为酸，这种对应关系叫共轭关系共轭关系。酸越强，它的共轭碱越弱，酸越弱，它的共轭碱酸越强，它的共轭碱越弱，酸越弱，它的共轭碱越强。越强。HPO42
9、PO43+H+酸酸碱碱质子质子 关于酸碱质子理论：关于酸碱质子理论：（1）酸和碱可以是分子，也可以是阳离子或阴）酸和碱可以是分子，也可以是阳离子或阴离子。离子。（2）有的离子在某个共轭酸碱对中是碱，但在）有的离子在某个共轭酸碱对中是碱，但在另一个共轭酸碱对中却是酸。这种物质称为两另一个共轭酸碱对中却是酸。这种物质称为两性物质。性物质。(例如例如HCO3-)（3）质子理论中没有盐的概念，盐在质子理论）质子理论中没有盐的概念，盐在质子理论中都是离子酸或离子碱。中都是离子酸或离子碱。HCl、HAc、NH4+、关于酸碱质子理论：关于酸碱质子理论：（1）酸和碱可以是分子，也可以是阳离子或阴）酸和碱可以是
10、分子，也可以是阳离子或阴离子。离子。（2）有的离子在某个共轭酸碱对中是碱，但在）有的离子在某个共轭酸碱对中是碱，但在另一个共轭酸碱对中却是酸。这种物质称为两另一个共轭酸碱对中却是酸。这种物质称为两性物质。性物质。(例如例如HCO3-)（3）质子理论中没有盐的概念，盐在质子理论）质子理论中没有盐的概念，盐在质子理论中都是离子酸或离子碱。中都是离子酸或离子碱。HCl、HAc、NH4+、（二）酸碱反应的实质（二）酸碱反应的实质酸碱质子理论认为酸碱反应的实质就是两个共酸碱质子理论认为酸碱反应的实质就是两个共轭酸碱对之间轭酸碱对之间质子传递质子传递的反应。的反应。HCl给出质子，转变成它的共轭碱给出质子
11、，转变成它的共轭碱Cl-NH3 接受质子转变成它的共轭酸接受质子转变成它的共轭酸H+（二）酸碱反应的实质（二）酸碱反应的实质酸碱质子理论认为酸碱反应的实质就是两个共酸碱质子理论认为酸碱反应的实质就是两个共轭酸碱对之间轭酸碱对之间质子传递质子传递的反应。的反应。HCl给出质子，转变成它的共轭碱给出质子，转变成它的共轭碱Cl-NH3 接受质子转变成它的共轭酸接受质子转变成它的共轭酸H+（三）（三）酸碱质子传递平衡和平衡常数酸碱质子传递平衡和平衡常数酸（酸（HA）与碱（与碱（B-）会发生质子传递反会发生质子传递反应，反应达平衡后反应物和产物的浓度都应，反应达平衡后反应物和产物的浓度都不变。不变。达到
12、平衡时，产物浓度以计量系数为幂的达到平衡时，产物浓度以计量系数为幂的连乘积与反应物浓度的连乘积之比为一常连乘积与反应物浓度的连乘积之比为一常数，称为数，称为质子传递平衡常数质子传递平衡常数。H+关于平衡常数：关于平衡常数：（1）一定温度下，质子传递平衡常数数值一）一定温度下，质子传递平衡常数数值一定。（不随反应物浓度变化而变化）定。（不随反应物浓度变化而变化）（2）平衡常数的数值越大，说明反应向右进）平衡常数的数值越大，说明反应向右进行的趋势越大，质子从行的趋势越大，质子从HA中转移给中转移给B-的能的能力越强。力越强。H+二、水的质子自递平衡二、水的质子自递平衡 水分子是两性物质，即能给出质
13、子，又可水分子是两性物质，即能给出质子，又可接受质子。接受质子。水分子间发生的质子传递反应称为水分子间发生的质子传递反应称为水的质水的质子自递反应子自递反应。H+（一）水的质子自递平衡和水的离子积（一）水的质子自递平衡和水的离子积二、水的质子自递平衡二、水的质子自递平衡 水分子是两性物质，即能给出质子，又可水分子是两性物质，即能给出质子，又可接受质子。接受质子。水分子间发生的质子传递反应称为水分子间发生的质子传递反应称为水的质水的质子自递反应子自递反应。H+（一）水的质子自递平衡和水的离子积（一）水的质子自递平衡和水的离子积二、水的质子自递平衡二、水的质子自递平衡 水分子是两性物质，即能给出质
14、子，又可水分子是两性物质，即能给出质子，又可接受质子。接受质子。水分子间发生的质子传递反应称为水分子间发生的质子传递反应称为水的质水的质子自递反应子自递反应。H+（一）水的质子自递平衡和水的离子积（一）水的质子自递平衡和水的离子积水的质子传递平衡常数表达式：水的质子传递平衡常数表达式：Kw H3O+OH-（1）Kw 也称为也称为水的离子积水的离子积，Kw与温度有关。与温度有关。（25 Kw 1.0010-14）（2）在溶液中，只要）在溶液中，只要 H2O,H+,OH-三者共存，三者共存，之间就存在如下的数量关系：之间就存在如下的数量关系：H+OH-=Kw 不论溶液是酸性，碱性，还是中性不论溶液
15、是酸性，碱性，还是中性。例例.在纯水中，加入一些酸，其溶液的在纯水中，加入一些酸，其溶液的（）(A)H+与与OH-乘积变大乘积变大(B)H+与与OH-乘积变小乘积变小(C)H+与与OH-乘积不变乘积不变(D)H+等于等于OH-（二）水溶液的（二）水溶液的pH值值 水溶液中同时存在水溶液中同时存在H+，OH-，它们的含量不同，它们的含量不同，溶液的酸碱性也不同。溶液的酸碱性也不同。OH-=H+=1.0010-7 molL-1 中性中性 H+1.0010-7 molL-1,H+OH-酸性酸性 OH-1.0010-7 molL-1,OH-H+碱性碱性 pH值的定义值的定义:pH=-lg H+溶液酸碱
16、性也可用溶液酸碱性也可用pOH表示：表示：pOH=-lg OH-25时，时，H+OH-=1.0010-14 所以：所以：pH+pOH=14pH值的定义值的定义:pH=-lg H+溶液酸碱性也可用溶液酸碱性也可用pOH表示：表示：pOH=-lg OH-25时，时，H+OH-=1.0010-14 所以：所以：pH+pOH=14pH值的定义值的定义:pH=-lg H+溶液酸碱性也可用溶液酸碱性也可用pOH表示：表示：pOH=-lg OH-25时，时，H+OH-=1.0010-14 所以：所以：pH+pOH=14人体各种体液的人体各种体液的pH体 液pH 体 液pH血清7.357.45大肠液8.38.
17、4成人胃液0.91.5乳汁6.06.9婴儿胃液5.0泪水7.4唾液6.356.85尿液4.87.5胰液7.58.0脑脊液7.357.45小肠液7.6三、酸碱的强度三、酸碱的强度（一）酸和碱的解离平衡常数在水溶液中，一定温度下，酸HA与水的质子传递反应达到平衡,平衡常数表达式：稀稀水溶液中，水溶液中，H2O可看成是常数可看成是常数，上式改写，上式改写为 Ka称为酸解离常数HA+H2OA-+H3O+H+（1）Ka(酸的解离平衡常数)是水溶液中酸强度的量度，Ka值越大，酸性越强。一定温度下，其值一定。HAcHClOHCNKa1.7510-53.910-86.210-10（2）一些弱酸的Ka值非常小，
18、为使用方便，常用PKa表示，PKa为酸的解离平衡常数的负对数。pKa=-lg Ka（1）Ka(酸的解离平衡常数)是水溶液中酸强度的量度，Ka值越大，酸性越强。一定温度下，其值一定。HAcHClOHCNKa1.7510-53.910-86.210-10（2）一些弱酸的Ka值非常小，为使用方便，常用PKa表示，PKa为酸的解离平衡常数的负对数。pKa=-lg Ka 碱碱B B-在水溶液中有下列平衡：在水溶液中有下列平衡：B B-+H+H2 2O HB+OHO HB+OH-K Kb b称为碱的解离平衡常数称为碱的解离平衡常数（1 1）K Kb b值越大，碱性越强。值越大，碱性越强。（2 2）P P
19、K Kb b是碱的解离平衡常数的负对数。是碱的解离平衡常数的负对数。H+碱碱B B-在水溶液中有下列平衡：在水溶液中有下列平衡：B B-+H+H2 2O HB+OHO HB+OH-K Kb b称为碱的解离平衡常数称为碱的解离平衡常数（1 1）K Kb b值越大，碱性越强。值越大，碱性越强。（2 2）P P K Kb b是碱的解离平衡常数的负对数。是碱的解离平衡常数的负对数。H+（二）共轭酸碱解离平衡常数的关系（二）共轭酸碱解离平衡常数的关系通过推导通过推导共轭酸碱对共轭酸碱对的解离平衡常数存在如下的解离平衡常数存在如下关系：关系：K Ka a K Kb b H H+OHOH-K Kw w=1.
20、00=1.001010-1414（1 1）K Ka a与与K Kb b成反比，酸越弱，其共轭碱越强，成反比，酸越弱，其共轭碱越强，碱越弱，其共轭酸越强。碱越弱，其共轭酸越强。（2 2）若已知酸的解离平衡常数）若已知酸的解离平衡常数K Ka a，就可以求其就可以求其共轭碱的解离平衡常数共轭碱的解离平衡常数K Kb b。39互为互为共轭酸碱对共轭酸碱对的酸碱常数的相互关系的酸碱常数的相互关系Ac+H2O OH+HAc40互为互为共轭酸碱对共轭酸碱对的酸碱常数的相互关系的酸碱常数的相互关系Ac+H2O OH+HAc例例已知已知NH3的的Kb为1.810-5，试求求NH4+的的Ka。因因为NH4+是是
21、NH3的共的共轭酸，酸，故故 Ka=Kw/Kb=1.010-14/(1.810-5)=5.610-10多元弱酸或多元弱碱H3PO4(aq)+H2O(l)H2PO4-(aq)+H3O+(aq)H2PO4-(aq)+H2O(l)HPO42-(aq)+H3O+(aq)HPO42-(aq)+H2O(l)PO43-(aq)+H3O+(aq)多元弱酸或多元弱碱H3PO4(aq)+H2O(l)H2PO4-(aq)+H3O+(aq)H2PO4-(aq)+H2O(l)HPO42-(aq)+H3O+(aq)HPO42-(aq)+H2O(l)PO43-(aq)+H3O+(aq)H2PO4-(aq)+H2O(l)H3
22、PO4(aq)+OH-(aq)HPO42-(aq)+H2O(l)H2PO4-(aq)+OH-(aq)PO43-(aq)+H2O(l)HPO42-(aq)+OH-(aq)H2PO4-(aq)+H2O(l)H3PO4(aq)+OH-(aq)HPO42-(aq)+H2O(l)H2PO4-(aq)+OH-(aq)PO43-(aq)+H2O(l)HPO42-(aq)+OH-(aq)例例已知已知H2CO3的的Ka1=4.510-7，Ka2=4.710-11，求，求CO32-的的Kb1和和Kb2。解解CO32-与与HCO3-为共共轭酸碱酸碱对Kb1=Kw/Ka2=1.010-14/(4.710-11)=2.
23、110-4而而HCO3-与与H2CO3为共共轭酸碱酸碱对Kb2=Kw/Ka1=1.010-14/(4.510-7)=2.210-8(三三)弱酸和弱碱的平衡移动弱酸和弱碱的平衡移动1、浓度对平衡移动的影响浓度对平衡移动的影响根据勒夏特里原理，一旦改变维持化学平衡根据勒夏特里原理，一旦改变维持化学平衡的条件，平衡就会向着减弱这种改变的方向的条件，平衡就会向着减弱这种改变的方向移动。移动。2、同离子效应、同离子效应 在弱酸弱碱的水溶液中，加入与弱酸或弱碱在弱酸弱碱的水溶液中，加入与弱酸或弱碱含有相同离子含有相同离子的的易溶性易溶性强电解质强电解质，使弱酸或，使弱酸或弱碱的弱碱的解离度降低解离度降低的
24、现象称为同离子效应。的现象称为同离子效应。2、同离子效应、同离子效应 在弱酸弱碱的水溶液中，加入与弱酸或弱碱在弱酸弱碱的水溶液中，加入与弱酸或弱碱含有相同离子含有相同离子的的易溶性易溶性强电解质强电解质，使弱酸或，使弱酸或弱碱的弱碱的解离度降低解离度降低的现象称为同离子效应。的现象称为同离子效应。2、同离子效应、同离子效应 在弱酸弱碱的水溶液中，加入与弱酸或弱碱在弱酸弱碱的水溶液中，加入与弱酸或弱碱含有相同离子含有相同离子的的易溶性易溶性强电解质强电解质，使弱酸或，使弱酸或弱碱的弱碱的解离度降低解离度降低的现象称为同离子效应。的现象称为同离子效应。例：试计算例：试计算0.10mol/L的的HA
25、C溶液的溶液的解离度解离度。如在上述溶液中加入固体如在上述溶液中加入固体NaAC并使并使NaAC浓浓度为度为0.20mol/L，求这时求这时HAC的解离度。的解离度。（已知：（已知：Ka1.810-5，水的自解离可忽略水的自解离可忽略）在弱酸弱碱的水溶液中，加入与弱酸或弱碱在弱酸弱碱的水溶液中，加入与弱酸或弱碱含有相同离子含有相同离子的的易溶性易溶性强电解强电解质质，使弱酸或弱碱的，使弱酸或弱碱的解离度降低解离度降低的现象称为同离子效应。的现象称为同离子效应。解：设已解离部分浓度为解：设已解离部分浓度为x初始浓度初始浓度/(molL-1)0.1000平衡浓度平衡浓度/(molL-1)0.10-
26、xxxHAc H+Ac-例：先计算例：先计算0.10 mol/L的的HAC溶液的溶液的解离度解离度。（2）如在上述溶液中加入固体）如在上述溶液中加入固体NaAC并使其浓度为并使其浓度为0.20 mol/L，求这时求这时HAC的解离度。的解离度。如是含如是含c(NaAc)=0.2molL-1的的0.1molL-1HAc溶溶液，设已解离部分浓度为液，设已解离部分浓度为yHAcH+Ac-起始浓度起始浓度0.100.2平衡浓度平衡浓度0.1-yy0.2+y提示：同离子效应存在时，可采取近似计算提示：同离子效应存在时，可采取近似计算纯纯HAc溶液溶液为为1.32%；加入；加入NaAc后为后为0.0087
27、%对应对应pH值：值：2.885.06此即同离子效应：在弱酸弱碱的水溶液中，加此即同离子效应：在弱酸弱碱的水溶液中，加入与弱酸或弱碱入与弱酸或弱碱含有相同离子含有相同离子的的易溶性易溶性强电解强电解质质，使弱酸或弱碱的，使弱酸或弱碱的解离度降低解离度降低的现象。的现象。纯纯HAc溶液溶液为为1.32%；加入；加入NaAc后为后为0.0087%对应对应pH值：值：2.885.06此即同离子效应：在弱酸弱碱的水溶液中，加此即同离子效应：在弱酸弱碱的水溶液中，加入与弱酸或弱碱入与弱酸或弱碱含有相同离子含有相同离子的的易溶性易溶性强电解强电解质质，使弱酸或弱碱的，使弱酸或弱碱的解离度降低解离度降低的现
28、象。的现象。纯纯HAc溶液溶液为为1.32%；加入；加入NaAc后为后为0.0087%对应对应pH值：值：2.885.06此即同离子效应：在弱酸弱碱的水溶液中，加此即同离子效应：在弱酸弱碱的水溶液中，加入与弱酸或弱碱入与弱酸或弱碱含有相同离子含有相同离子的的易溶性易溶性强电解强电解质质，使弱酸或弱碱的，使弱酸或弱碱的解离度降低解离度降低的现象。的现象。第三节第三节 酸碱溶液的酸碱溶液的PH的计算的计算1.强酸，强碱溶液强酸，强碱溶液当作完全电离处理当作完全电离处理如对于强酸如对于强酸HA，H3O+=c(HA)；如对于强碱如对于强碱B，OH-=c(B)。2.2.一元弱酸，弱碱溶液一元弱酸，弱碱溶
29、液近似计算公式：近似计算公式：H H OHOH-条件：（条件：（1 1）K Ka a c c酸酸 2020 K Kw w ,（2 2）c c酸酸/K Ka a 500 500）条件：（条件：（1 1）K Kb b c c碱碱 2020 K Kw w ,（2 2）c c碱碱/K Kb b 500 500）忽略水的自解离忽略水的自解离用初始浓度替代平用初始浓度替代平衡浓度衡浓度例：计算下列各浓度的例：计算下列各浓度的HAc溶液的溶液的H+和电离度和电离度 (1)0.1 moldm-3 (2)1.0 10-5 moldm-3 解：（解：（1）c/Ka 500，且且cKa 20KwH+1.3 10-3
30、moldm-3=1.3%例：计算下列各浓度的例：计算下列各浓度的HAc溶液的溶液的H+和电离度和电离度 (1)0.1 moldm-3 (2)1.0 10-5 moldm-3 解：（解：（1）c/Ka 500，且且cKa 20KwH+1.3 10-3moldm-3=1.3%HAcH+Ac-起始浓度起始浓度1.0 10-500平衡浓度平衡浓度1.0 10-5-yyy=1.8 10-52)c/Ka 20Kw解一元二次方程：解一元二次方程：x7.16 10-6moldm-3=71.6%若采取近似计算，若采取近似计算，x1.32 10-5，误差过大。，误差过大。HAcH+Ac-起始浓度起始浓度1.0 1
31、0-500平衡浓度平衡浓度1.0 10-5-yyy=1.8 10-52)c/Ka 20Kw解一元二次方程：解一元二次方程：x7.16 10-6moldm-3=71.6%若采取近似计算，若采取近似计算，x1.32 10-5，误差过大。，误差过大。对于纯的弱酸（碱），如起始浓度为对于纯的弱酸（碱），如起始浓度为c c，则解离度则解离度上式称上式称稀释定律稀释定律，表明，表明 c c ，则，则 稀释定律的使用必须十分小心，它只适用于纯稀释定律的使用必须十分小心，它只适用于纯的弱电解质，的弱电解质，有同离子效应有同离子效应(如如HAc+NaAc)发发生时不适用。生时不适用。5%时也不适用。时也不适用。
32、稀释定律的使用必须十分小心，它只适用于纯稀释定律的使用必须十分小心，它只适用于纯的弱电解质，的弱电解质，有同离子效应有同离子效应(如如HAc+NaAc)发发生时不适用。生时不适用。5%时也不适用。时也不适用。思考题：有浓度为思考题：有浓度为1.0 10-5 moldm-3 的的HCN（Ka=4.93 10-10），），计算计算pH。条件：（条件：（1 1）K Ka a c c酸酸 2020 K Kw w ,（2 2）c c酸酸/K Ka a 500 500）忽略水的自解离忽略水的自解离用初始浓度替代平用初始浓度替代平衡浓度衡浓度若果两个前提条件都不符合，怎么办？若果两个前提条件都不符合，怎么办
33、？676869702.多元酸碱溶液多元酸碱溶液 多多元元弱弱酸酸水水溶溶液液的的质质子子传传递递反反应应是是分分步步进进行的。如二元酸行的。如二元酸H2S:H2S(aq)+H2O(l)HS-(aq)+H3O+(aq)HS-(aq)+H2O(l)S2-(aq)+H3O+(aq)又如又如H3PO4在水中有三级解离，在水中有三级解离，25时，时，Ka1=6.910-3，Ka2=6.110-8，Ka3=4.810-13多元酸的多元酸的Ka1Ka2Ka3,每级解离常数一般相每级解离常数一般相差差46个数量级，可忽略二、三级解离平衡。个数量级，可忽略二、三级解离平衡。因此因此,多元酸的多元酸的H H3 3
34、O O+浓度的计算以一级解离为主浓度的计算以一级解离为主，可用氢离子浓度计算最简式计算。可用氢离子浓度计算最简式计算。例例已知已知H2CO3的的Ka1=4.510-7,Ka2=4.710-11,计计算算0.020molL-1H2CO3溶液中溶液中H3O+、CO32-及及pH。解：解：H2CO3(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+HCO3-(aq)HCO3-(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+CO32-(aq)Ka2Ka1,求求H3O+只需考虑一级解离只需考虑一级解离pH=-lg(9.510-5)=4.02例例已知已知H2CO3的的Ka1=4.510-7,Ka2=4.710-11,计计算
35、算0.020molL-1H2CO3溶液中溶液中H3O+、CO32-及及pH。解：解：H2CO3(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+HCO3-(aq)HCO3-(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+CO32-(aq)Ka2Ka1,求求H3O+只需考虑一级解离只需考虑一级解离pH=-lg(9.510-5)=4.02例例已知已知H2CO3的的Ka1=4.510-7,Ka2=4.710-11,计计算算0.020molL-1H2CO3溶液中溶液中H3O+、CO32-及及pH。解：解：H2CO3(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+HCO3-(aq)HCO3-(aq)+H2O(l)H3O+(aq)
36、+CO32-(aq)Ka2 Ka2 Ka3、Ka1/Ka2102时，可当作一，可当作一元弱酸元弱酸处理，求理，求H3O+。(2)第二步第二步质子子传递平衡所得的共平衡所得的共轭碱的碱的浓度近度近似等于似等于Ka2。如如H2CO3溶液中，溶液中，CO32-Ka2(H2CO3)；H3PO4溶液中，溶液中，HPO42-Ka2(H3PO4)。(3)第二步及以后第二步及以后质子子传递平衡所得共平衡所得共轭碱碱浓度很度很低。低。(4)多元弱碱的分步解离与多元弱酸相似，根据类多元弱碱的分步解离与多元弱酸相似，根据类似的条件，可按一元弱碱溶液计算其似的条件，可按一元弱碱溶液计算其OH-。例例：计算计算0.1m
37、oldm-3的的H2S水溶液水溶液(饱和水溶液饱和水溶液)的的H+、HS-、S2-及及pOH。H2SH+HS-起始浓度起始浓度0.100平衡浓度平衡浓度0.1-xxxc/Ka1500,近似地：近似地：0.1-x=0.1x2/0.1=Ka1x=H+=HS-=7.5 10-5moldm 3由二级平衡由二级平衡:HS-H+S2-平衡浓度平衡浓度:7.5 10-57.5 10-5y Ka2=H+S2-/HS-=1.2 10-15y=Ka2 H+OH-=KwOH-=1.3 10-10moldm 3pOH=10.11例例：计算计算0.1moldm-3的的H2S水溶液水溶液(饱和水溶液饱和水溶液)的的H+、
38、HS-、S2-及及pOH。H2SH+HS-起始浓度起始浓度0.100平衡浓度平衡浓度0.1-xxxc/Ka1500,近似地：近似地：0.1-x=0.1x2/0.1=Ka1x=H+=HS-=7.5 10-5moldm 3由二级平衡由二级平衡:HS-H+S2-平衡浓度平衡浓度:7.5 10-57.5 10-5y Ka2=H+S2-/HS-=1.2 10-15y=Ka2 H+OH-=KwOH-=1.3 10-10moldm 3pOH=10.11例例：计算计算0.1moldm-3的的H2S水溶液水溶液(饱和水溶液饱和水溶液)的的H+、HS-、S2-及及pOH。H2SH+HS-起始浓度起始浓度0.100
39、平衡浓度平衡浓度0.1-xxxc/Ka1500,近似地：近似地：0.1-x=0.1x2/0.1=Ka1x=H+=HS-=7.5 10-5moldm 3由二级平衡由二级平衡:HS-H+S2-平衡浓度平衡浓度:7.5 10-57.5 10-5y Ka2=H+S2-/HS-=1.2 10-15y=Ka2 H+OH-=KwOH-=1.3 10-10moldm 3pOH=10.11例例：在在0.3moldm-3的盐酸溶液中通入的盐酸溶液中通入H2S水溶液至水溶液至饱和，求溶液中的饱和，求溶液中的HS-和和S2-解：解：H2SH+HS-起始浓度起始浓度0.10.30平衡浓度平衡浓度0.10.3x HS-=
40、Ka1 0.1/0.3=1.9 10-8moldm 3由二级平衡由二级平衡:HS-H+S2-平衡浓度平衡浓度:1.9 10-80.3yS2-=y=1.2 10-15 1.9 10-8 0.3=7.6 10-23moldm 3例：试计算例：试计算0.1moldm-3Na2S溶液中溶液中,S2-,OH-以及以及S2-的电离度的电离度.解解:S2-在水溶液中的分步电离平衡在水溶液中的分步电离平衡S2-+H2OOH-+HS-HS-+H2OOH-+H2S由于由于Kb1Kb2,溶液溶液OH-取决于第一步电离取决于第一步电离,S2-+H2OOH-+HS-起始浓度起始浓度0.100平衡浓度平衡浓度0.1-xx
41、xOH-HS-/S2-=8.3x2/(0.1-x)=8.3 x=0.099moldm-3OH-=9.9 10-2=HS-=9.9 10-2/0.1)100%=99%S2-+H2OOH-+HS-起始浓度起始浓度0.100平衡浓度平衡浓度0.1-xxxOH-HS-/S2-=8.3x2/(0.1-x)=8.3 x=0.099moldm-3OH-=9.9 10-2=HS-=9.9 10-2/0.1)100%=99%3.两性两性物质溶液物质溶液既能给出质子又能接受质子的物质称为两性物质既能给出质子又能接受质子的物质称为两性物质。可分为三种类型。可分为三种类型。(1)负离子离子型，型，如如HCO3-、H2
42、PO4-、HPO42-等。等。以以HCO3-为例：例：HCO3-(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+CO32-(aq)HCO3-(aq)+H2O(l)O(aq)+H2CO3(aq)3.两性两性物质溶液物质溶液既能给出质子又能接受质子的物质称为两性物质既能给出质子又能接受质子的物质称为两性物质。可分为三种类型。可分为三种类型。(1)负离子离子型，型，如如HCO3-、H2PO4-、HPO42-等。等。以以HCO3-为例：例：HCO3-(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+CO32-(aq)HCO3-(aq)+H2O(l)O(aq)+H2CO3(aq)(2)弱酸弱碱型，如弱酸弱碱型，如NH4A
43、c、NH4CN等。等。以以NH4Ac为例，它作为酸，在水中的反应为为例，它作为酸，在水中的反应为NH4+(aq)+H2O(l)NH3(aq)+H3O+(aq)作为碱，在水中的质子传递反应为作为碱，在水中的质子传递反应为Ac-(aq)+H2O(l)HAc(aq)+OH-(aq)(3)氨基酸型氨基酸型以通式以通式NH3+CHRCOO-表示，式中表示，式中-NH3+基基团可给出质子，显酸性；团可给出质子，显酸性；-COO-基团可以接受基团可以接受质子，显碱性，故是两性物质。质子，显碱性，故是两性物质。以甘氨酸以甘氨酸(NH3+CH2COO-)为例，在水中为例，在水中:NH3+CH2COO-(aq)+
44、H2O(l)NH2CH2COO-(aq)+H3O+(l)(作为酸作为酸)Ka=Ka2=1.5610-10NH3+CH2COO-(aq)+H2O(l)NH3+CH2COOH(aq)+OH-(aq)(作为碱作为碱)Kb=Kw/Ka1=2.2410-12(3)氨基酸型氨基酸型以通式以通式NH3+CHRCOO-表示，式中表示，式中-NH3+基基团可给出质子，显酸性；团可给出质子，显酸性；-COO-基团可以接受基团可以接受质子，显碱性，故是两性物质。质子，显碱性，故是两性物质。以甘氨酸以甘氨酸(NH3+CH2COO-)为例，在水中为例，在水中:NH3+CH2COO-(aq)+H2O(l)NH2CH2CO
45、O-(aq)+H3O+(l)(作为酸作为酸)Ka=Ka2=1.5610-10NH3+CH2COO-(aq)+H2O(l)NH3+CH2COOH(aq)+OH-(aq)(作为碱作为碱)Kb=Kw/Ka1=2.2410-12NaHCO3和和NaH2PO4均为两性物质，但前者的均为两性物质，但前者的水溶液呈弱碱性而后者的水溶液呈弱酸性，为水溶液呈弱碱性而后者的水溶液呈弱酸性，为什么什么?两性物质在水溶液中的酸碱性取决于两性物质在水溶液中的酸碱性取决于Ka与与Kb的相对大小，即当的相对大小，即当KaKb，溶液的，溶液的pH7，呈酸性，如，呈酸性，如NaH2PO4、NH4F、HCOONH4等等Ka7，呈
46、碱性，如，呈碱性，如Na2HPO4、NaHCO3、(NH4)2CO3、NH4CN等等KaKb，溶液的，溶液的pH7，呈中性，如，呈中性，如NH4Ac等等两性物质在水溶液中的酸碱性取决于两性物质在水溶液中的酸碱性取决于Ka与与Kb的相对大小，即当的相对大小，即当KaKb，溶液的，溶液的pH7，呈酸性，如，呈酸性，如NaH2PO4、NH4F、HCOONH4等等Ka7，呈碱性，如，呈碱性，如Na2HPO4、NaHCO3、(NH4)2CO3、NH4CN等等KaKb，溶液的，溶液的pH7，呈中性，如，呈中性，如NH4Ac等等1、0.1 mol/L的的H3PO4溶液中存在着哪几种离子溶液中存在着哪几种离子
47、?请计算说明。请计算说明。已知：已知：Ka1=6.910-3，Ka2=6.110-8，Ka3=4.810-132、要配置、要配置2 L pH9.40的的NaAC溶液，需溶液，需NaAC几摩尔？已知几摩尔？已知HAC的的Ka1.7610-5。1、0.1 mol/L的的H3PO4溶液中存在着哪几种离子溶液中存在着哪几种离子?请计算说明。请计算说明。已知：已知：Ka1=6.910-3，Ka2=6.110-8，Ka3=4.810-132、要配置、要配置2 L pH9.40的的NaAC溶液，需溶液，需NaAC几摩尔？已知几摩尔？已知HAC的的Ka1.7610-5。1、0.1 mol/L的的H3PO4溶液
48、中存在着哪几种离子溶液中存在着哪几种离子?请计算说明。请计算说明。已知：已知：Ka1=6.910-3，Ka2=6.110-8，Ka3=4.810-132、要配置、要配置2 L pH9.40的的NaAC溶液，需溶液，需NaAC几摩尔？已知几摩尔？已知HAC的的Ka1.7610-5。在化学的发展过程中，在化学的发展过程中，电解质溶液的电离理论电解质溶液的电离理论起着非常重要的作用，提出该理论的阿仑尼乌起着非常重要的作用，提出该理论的阿仑尼乌斯在斯在1903年获得年获得Nobel化学奖。化学奖。2003年两位美国科学家年两位美国科学家Peter Agre和和Roderick Mackinnon获得获
49、得Nobel化学奖，他化学奖，他们在阐明们在阐明细胞通过细胞通过细胞膜通道蛋白质细胞膜通道蛋白质转运水分转运水分子以及盐分离子子以及盐分离子的研究中作出了重大贡献。他的研究中作出了重大贡献。他们的研究与电解质溶液理论相关。们的研究与电解质溶液理论相关。细胞膜将细胞和外界环境分开，细胞膜细胞膜将细胞和外界环境分开，细胞膜对对水水、盐基本不通透，然而这些物质在细胞盐基本不通透，然而这些物质在细胞生理活动中，经常需要被快速转移进出细胞生理活动中，经常需要被快速转移进出细胞内外。将这些物质从高浓度向低浓度转运的内外。将这些物质从高浓度向低浓度转运的是嵌在细胞膜上的是嵌在细胞膜上的一类结构类似管道的膜蛋
50、一类结构类似管道的膜蛋白质，也称为细胞膜通道白质，也称为细胞膜通道，不同的物质通过，不同的物质通过不同的细胞膜通道进出细胞。不同的细胞膜通道进出细胞。Peter Agre于于1970年在年在Augsburg大学获化学大学获化学学士学位，学士学位，3年后在约翰年后在约翰霍普金斯大学获医学博士霍普金斯大学获医学博士学位。在学位。在20世纪世纪80年代中期，年代中期，Peter Agre研究红细研究红细胞上的各种膜蛋白时，无意中分离纯化得到一种功胞上的各种膜蛋白时，无意中分离纯化得到一种功能尚不清楚的膜蛋白，通过测定其相应的能尚不清楚的膜蛋白，通过测定其相应的DNA序列，序列，认为这就是在他之前众多