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1、无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡1 1上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录6.1 酸碱质子理论酸碱质子理论6.2 酸碱平衡的移动酸碱平衡的移动6.3 酸碱平衡中有关浓度的计算酸碱平衡中有关浓度的计算6.4 缓冲溶液缓冲溶液无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡2 2上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录6.1 酸碱质子理论酸碱质子理论复习酸碱电离理论：酸、碱的定义？复习酸碱电离理论：酸、碱的定义？6.1.1 酸碱
2、质子理论：酸碱质子理论：定义：定义：凡是给出凡是给出质子（质子（H+）的物质是的物质是酸酸，凡是凡是接受质子接受质子的物质是的物质是碱碱。酸酸 =H+碱碱 HCl =H+Cl HAc =H+Ac H2CO3 =H+HCO3-无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡3 3上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录HCO3-=H+CO32-H2O =H+OH H3O+=H+H2O NH4+=H+NH3 酸、碱并非孤立，酸、碱并非孤立，酸是碱和质子的结合酸是碱和质子的结合体体，这种关系称为，这种关系称为酸碱的共轭关系酸
3、碱的共轭关系。右边的碱是左边酸的右边的碱是左边酸的共轭碱共轭碱；左边的酸是右边碱的左边的酸是右边碱的共轭酸共轭酸。无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡4 4上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录酸、碱两者互为存在的条件，彼此通过酸、碱两者互为存在的条件，彼此通过H+（质（质子）联系在一起，我们把它们称为子）联系在一起，我们把它们称为共轭酸碱对共轭酸碱对。给出给出H+能力强的叫强酸；能力强的叫强酸；接受接受H+能力强的叫强碱。能力强的叫强碱。酸越强，其共轭碱越弱；反之，酸越弱，其共轭酸越强，其共轭碱越弱；反
4、之，酸越弱，其共轭碱越强。碱越强。在不同介质中酸碱的强度也不同。在不同介质中酸碱的强度也不同。像像H2O、HCO3-、HSO3-、H2PO4-等既能给出等既能给出质子，又能接受质子的物质就是质子，又能接受质子的物质就是两性物质两性物质。由。由此看出：此看出：在质子理论中没有盐的概念在质子理论中没有盐的概念。无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡5 5上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录 6.1.2 酸碱反应酸碱反应:一切包含有质子传递过程的反应一切包含有质子传递过程的反应 酸酸1 +碱碱2 =酸酸2 +碱
5、碱1中和反应：中和反应：HCl +NaOH =H2O +NaCl HNO3+NH3 =NH4+NO3-离解反应：离解反应：HCl +H2O =H3O+Cl-HAc +H2O =H3O+Ac 水解反应：水解反应：NH4+2H2O =H3O+NH3H2O Ac-+H2O =HAc +OH 复分解反应：复分解反应：HF +Ac-=HAc +F 上述反应都可以看作为上述反应都可以看作为酸碱反应酸碱反应。无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡6 6上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录 6.1.3 水的离解平衡水的离
6、解平衡(水的质子自递反应水的质子自递反应)H2Or视为常数，归入常数项，得到：视为常数，归入常数项，得到：H2O+H2O =H3O+OH-H2O =H+OH-无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡7 7上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录 称为水的离子积常数，称为水的离子积常数，随温度的变化而变随温度的变化而变化。化。298.15K时，时，纯水中：纯水中：H+=OH-=1.010-7 molL-1 温度愈高温度愈高，愈大。在任何水溶液中愈大。在任何水溶液中也有这也有这种关系：种关系：无机及分析化学无机及分
7、析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡8 8上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录 称为弱酸的离解平衡常数。称为弱酸的离解平衡常数。越大，酸性越大，酸性越强。越强。6.1.4 酸碱的强弱酸碱的强弱HAc +H2O =H3O+Ac Ac-+H2O =HAc +OH 称为弱碱的离解平衡常数。称为弱碱的离解平衡常数。越大，碱性越越大，碱性越强。强。无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡9 9上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录Ac-+H2O=HA
8、c +OH-可以从酸、碱的可以从酸、碱的 和和 计算其共轭碱、计算其共轭碱、酸的酸的 和和 ；酸愈强，即酸愈强，即 愈大，其共愈大，其共轭碱愈弱，轭碱愈弱，愈小。反之亦然。愈小。反之亦然。6.1.5 共轭酸碱对中共轭酸碱对中 与与 的关系的关系一元酸（碱）一元酸（碱）HAc=H+Ac-无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡1010上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录对于共轭酸碱对，酸强则碱弱，酸弱则碱强。对于共轭酸碱对，酸强则碱弱，酸弱则碱强。例：例：NH3 NH4+NH3 +H2O =NH4+OH-已知
9、已知NH3的的 为为1.7810-5，则，则NH4+的的 为：为：无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡1111上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录 二元酸（碱）二元酸（碱）H2A =H+HA-HA-+H2O=H2A+OH-对于对于HA-A2-，也可推出：，也可推出：无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡1212上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录例：例：计算计算Na2CO3的的 和和 。解：解：Na2CO3为二元碱
10、，其共轭酸碱对分别为为二元碱，其共轭酸碱对分别为 CO32-HCO3-HCO3-H2CO3共轭碱共轭碱 共轭酸共轭酸 共轭碱共轭碱 共轭酸共轭酸查表知查表知H2CO3:=4.310-7，=5.610-11。无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡1313上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录 三元酸（碱）三元酸（碱）H3A H2A-HA2-A3-例：例：计算计算Na3PO4的的 、。解解：=/=10-14/(2.210-13)=4.510-2 =/=10-14/(6.2310-8)=1.610-7 =/=10
11、-14/(7.5210-3)=1.310-11同理可推导出：同理可推导出：=无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡1414上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录6.2 酸碱平衡的移动酸碱平衡的移动 6.2.1 稀释定律稀释定律 HA =H+A-初：初：cr 0 0 平：平：cr cr cr cr当当很小时，很小时，1 1 =cr2无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡1515上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录上式同样
12、适用于弱碱的离解，只需将上式同样适用于弱碱的离解，只需将 变为变为此式为此式为稀释定律的数学表达式。稀释定律的数学表达式。（1）离解度与弱电解质的本性有关。）离解度与弱电解质的本性有关。（2）离解度与浓度的平方根成反比。）离解度与浓度的平方根成反比。（3）离解度与温度有关。）离解度与温度有关。无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡1616上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录1、同离子效应、同离子效应：在在弱弱电电解解质质中中加加入入与与弱弱电电解解质质具具有有相相同同离离子子的的强强电电解解质质，使使得得
13、弱弱电电解解质质的的离离解解度度降降低低，这这一现象称为同离子效应。一现象称为同离子效应。6.2.2 同离子效应和盐效应同离子效应和盐效应例：例：HAc +NaAc ,HAc的离解度降低。的离解度降低。NH3H2O +NH4Cl，NH3H2O的离解度降低。的离解度降低。HAc +HCl ，HAc的离解度降低。的离解度降低。无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡1717上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录例：在例：在1升升L-1 HAc溶液中加入溶液中加入0.1mol NaAc晶晶体（体积不变），计算体（体
14、积不变），计算 溶液中氢离子浓溶液中氢离子浓度及离解度。度及离解度。解：解：HAc =H+Ac-初：初：平：平：x x 0.1+x x(0.1+x)=1.7610-5 0.1x无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡1818上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录0.1+xxpH=4.75 a=1.7610-5/0.1=0.0176%x=1.7610-5(molL-1)未加未加NaAc时，时，(1.7610-5)/(1.3310-3)=1/75无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡1919
15、上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录 2、盐效应、盐效应 在弱电解质溶液中加入与弱电解质在弱电解质溶液中加入与弱电解质不相同不相同的盐类的盐类，使弱电解质的离解度稍稍增大，这种，使弱电解质的离解度稍稍增大，这种作用称为盐效应。作用称为盐效应。例：例：HAc+NaCl HAc 的离解度稍增大。的离解度稍增大。HAc+NaAc 既有既有同离子效应同离子效应也有也有盐效应盐效应。只不过同离。只不过同离子效应比盐效应大得多。子效应比盐效应大得多。无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡2020上一页上一页上一页上一
16、页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录6.3 酸碱平衡中有关浓度的计算酸碱平衡中有关浓度的计算 6.3.1 水溶液的水溶液的pH H2O =H+OH-室温下纯水中：室温下纯水中：H+=OH-=1.010-7 molL-1 pH=-lg H+=7加酸加酸后，后，H+10-7 molL-1 H+OH-,pH 7 酸酸性性加碱加碱后，后，H+10-7 molL-1 H+7 碱碱性性无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡2121上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录pH相
17、差一个单位，相差一个单位，c(H+)相差相差10倍。倍。溶液酸性越强，溶液酸性越强，pH越小越小，反之，溶液碱性越强，反之，溶液碱性越强，pH越大。越大。注意：注意：因为因为 p =pH+pOH =14 pH =14 pOH无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡2222上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录通常溶液的通常溶液的c(H+)=1 10-14 molL-1 之间时，之间时，用用 pH来表示，则来表示，则pH=0 14测定溶液的测定溶液的pH方法很多，如用方法很多，如用酸碱指示剂酸碱指示剂、pH试纸
18、试纸可粗略测定，若需精确测定，则可用可粗略测定，若需精确测定，则可用精密酸度计精密酸度计。无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡2323上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录 6.3.2 酸碱溶液酸碱溶液pH值的计算值的计算 一元弱酸、弱碱的解离平衡一元弱酸、弱碱的解离平衡 1、解离平衡常数、解离平衡常数HAc =H+Ac-对于弱碱，其解离平衡常数用对于弱碱，其解离平衡常数用 表示：表示：NH3H2O =NH4+OH-称为称为弱酸的解离平衡常数弱酸的解离平衡常数。无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章
19、酸碱平衡酸碱平衡2424上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录2、解离平衡常数的意义：、解离平衡常数的意义：（1）解离平衡常数反映了弱电解质解离趋势）解离平衡常数反映了弱电解质解离趋势 大小大小.（2）反映了弱酸、弱碱的酸碱性相对强弱。）反映了弱酸、弱碱的酸碱性相对强弱。（3）同一温度下，解离平衡常数不变。温度对）同一温度下，解离平衡常数不变。温度对K虽有影响，但因其虽有影响，但因其反应热不大反应热不大，故温度，故温度对解离平衡常数的影响较小。室温下，一对解离平衡常数的影响较小。室温下，一般不考虑般不考虑 T 对对 K 的影响。
20、的影响。无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡2525上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录 和和 非常小，所以非常小，所以HAc和和NH4+皆为弱酸，皆为弱酸，相比之下，相比之下，NH4+是更弱的酸。是更弱的酸。盐的水解，其实也是酸或碱。如盐的水解，其实也是酸或碱。如NH4Cl、NaAcNH4+H2O H+NH3H2OAc H2O HAc OH 无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡2626上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总
21、目录总目录3、一元弱酸、弱碱溶液、一元弱酸、弱碱溶液pH值的计算值的计算 例：计算例：计算L-1 HAc溶液的溶液的pH 值。值。强酸、强碱在水中几乎全部离解，计算比强酸、强碱在水中几乎全部离解，计算比较简单。较简单。在浓度低于在浓度低于10-6 molL-1时，算溶液的时，算溶液的酸度还要考虑水的离解所产生的酸度还要考虑水的离解所产生的H或或OH。H2O =H+OH-酸不很弱时，即当酸不很弱时，即当cr 20 时时 ，可忽略水解离产生的，可忽略水解离产生的H+无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡2727上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本
22、章目录本章目录总目录总目录总目录总目录pH=-lg H+r=-lg(1.3310-3解：解：HAc =H+Ac-初：初：0.1 0 0平：平：x x x x2 =1.7610-5 0.1-x 当当cr/500,即即a 很小时，很小时，0.1-x 0.1无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡2828上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录例：例：计算计算0.1 molL-1 NH3.H2O溶液的溶液的pH。解：解：NH3.H2O =NH4+OH 平：平：y y y pH=14-pOH=14 -lg(1.3310
23、-3)同理，当同理，当cr/500 时，时，0.1-y 0.1 y=OH-r=无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡2929上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录一元弱酸：一元弱酸：一元弱碱：一元弱碱：当当 4.4%时，时，0.1-x，则必须求算一元二次方，则必须求算一元二次方程来求解程来求解 H+r，否则会引起较大的误差。，否则会引起较大的误差。当当cr/500或或4.4%时时，一元弱酸、弱碱，一元弱酸、弱碱最简最简计算公式：计算公式：无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡3030上
24、一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录NH4Cl水溶液的水溶液的 pH值值 NH4Cl NH4+Cl-NH4+H2O =NH3 +H3O+NH4+H2O =NH3 H2O +H+平衡：平衡：cr x x x 无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡3131上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录因为因为 /500,cr x cr 所以所以无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡3232上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下
25、一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录NaAc溶液的溶液的 pH值值 NaAc Na+Ac-Ac-+H2O =HAc +OH-平衡：平衡：cr-x x xcr-x cr无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡3333上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录 HS-=H+S2-二、多元弱酸、弱碱的离解平衡二、多元弱酸、弱碱的离解平衡分步离解：定义？分步离解：定义？H2S=H+HS-由于由于 ，即，即 /104 时，时，H+主主要来源于第一步离解要来源于第一步离解，因此计算溶液中，因此计算溶液
26、中c(H+)时，时，只考虑第一步离解，可只考虑第一步离解，可近似把它作为一元弱酸近似把它作为一元弱酸，用用 来计算。来计算。无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡3434上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录例：例：计算计算0.1 molL-1 H2S溶液的溶液的pH值和值和 S2-浓度。浓度。pH=-lg cr(H+HS-=H+S2-解：解：因为因为c/500，且，且 因为因为 HS-r H+r 所以所以 S2-r=1.110-12 注意：注意：S2-r=，只能用于只能用于H2S水溶液中。水溶液中。无机及
27、分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡3535上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录上述分步离解可写成一步：上述分步离解可写成一步：H2S=2H+S2-例：在例：在0.1 molL-1 H2S溶液中加入溶液中加入HCl，使，使c(H+)为为0.3 molL-1，计算该溶液中的，计算该溶液中的S2-浓度。浓度。多元弱酸根的浓度很低，若需用浓度较大的这多元弱酸根的浓度很低，若需用浓度较大的这种酸根时，应使用该酸的可溶性盐。种酸根时，应使用该酸的可溶性盐。如如Na2S无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡
28、酸碱平衡3636上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录在酸性在酸性H2S水溶液水溶液，S2-解：解：S2-r=1.110-19作为二元弱碱作为二元弱碱CO32在水溶液中：在水溶液中：CO32 H2O HCO3 OH 无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡3737上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录HCO3 H2O H2CO3 OH 三元弱酸、弱碱的计算类似于二元弱酸、三元弱酸、弱碱的计算类似于二元弱酸、弱碱，计算原理相同。如：弱碱，计算原理
29、相同。如：H3PO4 ，说说明明CO32-是是一一种种比比HCO3强强的的碱。碱。无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡3838上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录如如NaHnA类类 NaHCO3HCO3-+H2O=H2CO3 +OH-三、两性物质的浓度计算三、两性物质的浓度计算 由于由于 ，作为碱占主导地位，作为碱占主导地位，溶液溶液显碱性显碱性。比较。比较解离常数解离常数 和和 的相对大小，的相对大小，便可以确定便可以确定酸式盐酸式盐水溶液的酸碱性。水溶液的酸碱性。HCO3-=H+CO32-=5.61
30、10-11无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡3939上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录经过比较复杂的运算，推导出计算经过比较复杂的运算，推导出计算酸式盐的酸式盐的H+r的近似计算公式：的近似计算公式：酸式盐酸式盐的水溶液，其的水溶液，其pH值与盐溶液的值与盐溶液的浓度浓度无关。无关。例例：NaH2PO4（二元酸）（二元酸）=6.2310-8 溶液显酸性溶液显酸性无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡4040上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录
31、本章目录总目录总目录总目录总目录Na2HPO4 ,c(H+)10-7，溶液呈，溶液呈酸性酸性,如如HCOONH4当当 ,c(H+)p 时时,Ac-HAc,溶液中以溶液中以Ac为主为主;当当pH p 时时,Ac-HAc,溶液中以溶液中以HAc为主为主;无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡5252上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录草酸溶液中各种存在形式的草酸溶液中各种存在形式的分布系数分布系数与溶液与溶液pH值的关系曲线图值的关系曲线图:1 2 3 4 5 6 7 pH1.00.80.60.40.20无机
32、及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡5353上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录同理可得同理可得H3PO4溶液的溶液的关系曲线图关系曲线图，如下：，如下：1.00.80.60.40.201 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 pH无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡5454上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录 由以上讨论可知：由以上讨论可知：分布系数分布系数只与酸只与酸碱的强度及溶液的碱的强
33、度及溶液的pH有关有关，而，而与与其其分析浓分析浓度度(总浓度总浓度)无关无关。无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡5555上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录 加加0.01mol HCl或加或加0.01mol NaOHpH基本不变基本不变(pH试纸检测试纸检测)加加0.01mol HCl，pH=2 pH=7 pH=2加，加，pH=12 pH=7 pH=12 L-16.4 缓冲溶液缓冲溶液 对比实验：对比实验：一升一升HAc+NaAc 混合液混合液一升纯水一升纯水无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六
34、章 酸碱平衡酸碱平衡5656上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录实验证明：实验证明：HAc 与与 NaAc的的混混合合液液具具有有抗抗酸酸、抗抗碱碱、抗抗稀稀释释的的能能力力。NH3.H2O 与与NH4Cl 的的混混合合液液也也具有抗酸抗碱抗稀释的能力。具有抗酸抗碱抗稀释的能力。弱酸及其共轭碱弱酸及其共轭碱 6.4.1 缓冲溶液的组成及缓冲原理缓冲溶液的组成及缓冲原理 定义定义：由弱酸及其共轭碱所组成的具有抵抗：由弱酸及其共轭碱所组成的具有抵抗少量酸、碱或稀释而保持少量酸、碱或稀释而保持 pH 基本不变的混合液，基本不变的混合
35、液，称为称为缓冲溶液缓冲溶液。无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡5757上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录 缓冲溶液的这种抗酸、抗碱、抗稀释的作缓冲溶液的这种抗酸、抗碱、抗稀释的作用称为用称为缓冲作用缓冲作用。例：例：HAc NaAc溶液溶液 HAc =H+Ac-NaAc Na+Ac-加酸、加碱时的缓冲原理：加酸、加碱时的缓冲原理：1、Ac-(NaAc）是抗酸成份。）是抗酸成份。2、HAc 是抗碱成份。是抗碱成份。无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡5858上一页上一页上一页
36、上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录 NH3.H2O =NH4+OH NH4Cl NH4+Cl 1、NH3.H2O是抗酸成份。是抗酸成份。2、NH4+(NH4Cl)是抗碱成份。是抗碱成份。弱酸及共轭碱称为缓冲对或缓冲系弱酸及共轭碱称为缓冲对或缓冲系。6.4.2 缓冲溶液的缓冲溶液的pH NaAc Na+Ac-HAc =H+Ac-cr,a-x x cr,b+x无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡5959上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录HAcr cr,a
37、 Ac-r cr,b611式式无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡6060上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录NH3.H2O=NH4+OH NH4Cl NH4+Cl NH4+cr,a NH3.H2Ocr,b pH=14 pOH无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡6161上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录带入上式得：带入上式得：无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡6262上一页上一页上一页
38、上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录例例：等等体体积积的的L-1HAc与与L-1NaAc混混合合，计计算算其其 pH。解：解：例：例：在浓度各为在浓度各为L-1 的一升的一升HAc 和和Ac-的混合溶的混合溶液中分别加入液中分别加入0.01molHCl;0.01mol NaOH(设体设体积不变积不变)和稀释和稀释5倍后，问倍后，问pH 变化如何？变化如何？pH=4.75 lg（）（）无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡6363上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目
39、录总目录解：原来的解：原来的 pH=4.75 lg 加酸加酸后：后：HCl +NaAc =HAc +NaCl 0.01 pH=4.75 lg（）=加碱加碱后：后：NaOH +HAc =NaAc +H2O 0.01 pH=4.75 lg（）=稀释稀释5倍倍后后 pH=4.75 lg（）=无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡6464上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录例：例：用用NaH2PO4和和Na2HPO4制备的缓冲溶液，问制备的缓冲溶液，问NaH2PO4和和Na2HPO4的浓度比是多少？的浓度比是多少
40、？7.51=7.21 lg cr,a/cr,b lg cr,a/cr,b =-0.3 lg cr,b/cr,a =0.3 cr,b/cr,a =2 Na2HPO4浓度是浓度是NaH2PO4浓度的浓度的2倍。倍。解解：此此混混合合液液中中，NaH2PO4 是是酸酸，Na2HPO4是是碱。因为：碱。因为：NaH2PO4 Na+H2PO4-H2PO4-=H+HPO42-Na2HPO4 2Na+HPO42-应查应查 H3PO4 的的 p =7.21 无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡6565上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录
41、总目录总目录总目录例：例：5ml 1molL-1 NH3H2O和和L-1NH4Cl混合，计混合，计算混合液的算混合液的pH.Kb=1.76 10-5解：解：混合后，混合后，c(NH3H2O)=51/20=0.25 (molL-1)c(NH4Cl)=0.215/20 =0.15 (molL-1)pOH=p lg（cr,b/cr,a）=4.75 lg(0.25/0.15)=4.53pH=14 4.53=9.47无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡6666上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录例例：将将L-1
42、HAc 10ml和和 L-1 NaOH 10ml 混混合合，计算溶液的计算溶液的 pH。解：解：HAc +NaOH =NaAc +H2O 生成的生成的c(NaAc)=0.110/(10+10)=0.05 (molL-1)剩余的剩余的c(HAc)=(0.310-0.110)/20=0.1(molL-1)pH=4.75 lg无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡6767上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录例例：等等体体积积的的0.2 molL-1 NH3.H2O与与L-1 HCl混混合，计算溶液的合，计算溶液
43、的pH.解：解：NH3.H2O +HCl =NH4Cl +H2O c(NH4Cl)=0.05/2=0.025(molL-1)c(NH3.H2O)=(0.2-0.05)/2=0.075 (molL-1)pOH无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡6868上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录 6.4.3 缓冲容量和缓冲范围缓冲容量和缓冲范围1、缓冲容量、缓冲容量：用来衡量缓冲能力的大小。用来衡量缓冲能力的大小。使使一一升升缓缓冲冲溶溶液液pH值值改改变变一一个个单单位位所所加加强强酸或强碱的物质的量。酸或强碱
44、的物质的量。缓冲溶液的缓冲溶液的pH决定于：决定于：A：（）B：组分的缓冲比。：组分的缓冲比。外加酸、碱改变缓冲比，但不改变外加酸、碱改变缓冲比，但不改变 （）无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡6969上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录共轭酸碱对的总浓度越大，缓冲容量越大。共轭酸碱对的总浓度越大，缓冲容量越大。cr,a/cr,b或或cr,b/cr,a越接近越接近1缓冲容量越大，为缓冲容量越大，为1时最时最大大例：下述两组例：下述两组HAcNaAc缓冲液浓度各为：缓冲液浓度各为：0.1:0.1 0.0
45、1:0.01 第一组中第一组中的缓冲容量最大，第二组中的缓冲容量最大，第二组中的缓的缓冲容量最大。冲容量最大。缓冲容量的大小决定于：缓冲容量的大小决定于：酸与共轭碱（碱与共轭酸）的总浓度；酸与共轭碱（碱与共轭酸）的总浓度；缓冲比：缓冲比：cr,a/cr,b或或cr,b/cr,a。无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡7070上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录2、缓缓冲冲范范围围：缓缓冲冲作作用用的的有有效效的的pH范范围围称称为为缓缓冲范围。共轭酸碱对：冲范围。共轭酸碱对：cr,a/cr,b=1:10
46、pH=p +1 cr,a/cr,b=10:1 pH=p 1 所以：所以：pH=p 1 当溶液稀释时，缓冲比值虽然不变，当溶液稀释时，缓冲比值虽然不变，pH值值不变，但总浓度降低，因而缓冲容量将减小。不变，但总浓度降低，因而缓冲容量将减小。总浓度选在：总浓度选在：0.5 molL-1 之间之间缓冲比：缓冲比：1/10 10 之间之间无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡7171上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录6.4.4 缓冲溶液的选择与配制缓冲溶液的选择与配制1、选择缓冲对的原则、选择缓冲对的原则p 接
47、近于接近于pH,p 接近于接近于pOH ；总浓度大；总浓度大；缓冲比为缓冲比为1时，缓冲容量最大。时，缓冲容量最大。所所选选的的缓缓冲冲溶溶液液不不能能与与反反应应物物或或产产物物发发生生作作用，药用缓冲溶液还必须考虑是否有毒。用，药用缓冲溶液还必须考虑是否有毒。无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡7272上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录解解:因因HAc的的p 最接近于最接近于5，应选，应选HAcNaAc例：例：配制配制pH 为为5 的缓冲溶液，选下列哪种缓的缓冲溶液，选下列哪种缓冲对好？冲对好？H
48、Ac NaAc NH3.H2O NH4Cl p =4.75 p =4.75 H2CO3 NaHCO3 H3PO4 NaH2PO4 p =6.37 p =2.12无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡7373上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录2、有关计算、有关计算例：今需的缓冲溶液一升，应如何配制？例：今需的缓冲溶液一升，应如何配制？解：应选缓冲对解：应选缓冲对HAc NaAc因为因为 pH=p lg（cr,a/cr,b）5.0=4.75 lg（cr,a/cr,b）lg（cr,a/cr,b）=-0.25
49、lg（cr,b/cr,a）=0.25 cr,b/cr,a=1.78无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡7474上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录 若选用若选用L-1 的的HAc 和和NaAc来混合来混合，则：，则：cr,a =0.1Va/V总总 cr,b=0.1Vb/V总总 cr,b 0.1Vb/V总总 =cr,a 0.1Va/V总总 cr,b/cr,a=Vb/Va=1.78 Vba 因总体积为因总体积为1000ml，Vb=1000-Va 1000-VaVa Va=360(ml),Vb=640(ml)
50、无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡7575上一页上一页上一页上一页下一页下一页下一页下一页本章目录本章目录本章目录本章目录总目录总目录总目录总目录例：例：配制的缓冲溶液，应在配制的缓冲溶液，应在L-1 的氨水中加入的氨水中加入固体固体NH4Cl多少克？多少克？解：解：pH=9.0 pOH=5.0 pOH=p lg（0.1/cr,a）5.0=4.75 lg（0.1/ca）lg（cr,a/0.1）=0.25 cr,a/0.1=1.78 cr,a=0.178 (molL-1)0.1780.553.5=4.76(g)无机及分析化学无机及分析化学 第六章第六章 酸碱平衡酸碱平衡