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第十章 电解质溶液

第十章 电解质溶液. 电解质： 1. 强电解质 2. 弱电解质 溶液中只有部分电离的状态；弱酸、弱碱. Review PH 值： PH ＝－ lg c H + POH: -lg c OH - H 2 O (l) ≒ H + (aq)+OH - (aq) K ø w = 10 -14 c H + · c OH - = 10 -14 PH+ POH=14. 一、一元弱酸、弱碱 1 、弱酸 如 HAc(CH 3 COOH) 、 HNO 2 、 HCOOH 、 HCN 等

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第十章 电解质溶液

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  1. 第十章 电解质溶液 电解质： 1. 强电解质 2. 弱电解质 溶液中只有部分电离的状态；弱酸、弱碱 Review PH值：PH＝－lg cH+ POH: -lg cOH- H2O(l) ≒ H+(aq)+OH-(aq)Køw= 10-14 cH+· cOH- = 10-14 PH+ POH=14

  2. 一、一元弱酸、弱碱 1、弱酸 如HAc(CH3COOH)、 HNO2、 HCOOH、 HCN等 以HAc为例：其水溶液中电离反应 HAc(aq) ≒ H+(aq)+Ac-(aq)Køa=1.8×10-5 (298K) Køa的含义： §10.1弱电解质的平衡

  3. HAc(aq) ≒ H+(aq)+Ac-(aq)Køa=1.8×10-5 二、多元酸电离平衡 以H2S例，其水溶液中反应 第一步：H2S ≒H+＋HS－Kø1,H2S=cH+·cHS-/cH2S 第二步：HS－ ≒H+＋S2－ Kø2,H2S=cH+·cS2-/cHS-

  4. 一、Arrhenius酸碱电离理论(Review) 二、酸碱质子理论 1   定义 2.      酸碱反应：质子转移的反应 3.      拉平效应、区分效应 §10.2 酸碱理论

  5. 区分效应 HClO4＋HAc≒ ClO4－+ H2Ac＋pKa=5.8 H2SO4＋HAc≒ HSO4－+ H2Ac＋pKa=8.2 HCl＋HAc≒ Cl－+ H2Ac＋pKa=8.8 HNO3＋HAc≒ NO3－+ H2Ac＋pKa=9.4

  6. 缓冲溶液 • 一、同离子效应 在弱酸或弱碱的电解质溶液中，加入与其具有共同离子的强电解质使电离平衡向左移，从而降低了弱电解质的电离度，这种影响叫同离子效应。

  7. 例如 如在HAc溶液中加入一些NaAc，NaAc在溶液中完全电离，则Ac－离子浓度增加很多，会使醋酸电离平衡左移，也降低HAc电离度。设在0.10mol·dm-3的HAc溶液中加入固体NaAc，使NaAc的浓度达0.20 mol·dm-3，求溶液中的[H+]和电离度。

  8. 解： HAc ←→ H++ Ac- 开始时相对浓度 0.1 0 0.2 平衡时相对浓度 0.1-x x 0.2+x x为[H+] 平衡常数表达式 Køa＝x(0.2+x)/(0.1-x)

  9. x=0.1 Køa/0.2 Køa=1.8×10－5代入 得 x=9.0×10－6 即[H+]=9.0×10-6 mol·dm-3 电离度 =[H+]/ C0 =9.0×10－6/0.1 =9.0×10－3﹪ 若不加入NaAc, 得 CH+= 1.3×10－3  = CH+/ C = 1.3﹪ 所以说, 加入 NaAc固体，由于Ac－的影响使HAc的缩小了144倍。 由于C0/ Køa >> 400,且平衡左移，近似得0.2+x=0.2 0.1-x=0.1所以平衡常数的表达式为：Køa＝0.2 x / 0.1

  10. 1、能抵抗少量强酸、强碱和水的稀释而保持体系的PH值基本不变的溶液称缓冲溶液。 2、一般是由弱酸和它的共轭碱 或由弱碱和它的共轭酸所组成， 如 HAc＋NaAc；NH3·H2O+NH4Cl；Na2H2PO4+ NaHPO4等可配置成不同PH值的缓冲溶液。 二、缓冲溶液的组成和作用

  11. 3、缓冲溶液为什么能控制溶液PH值基本不变？以HAc＋NaAc为例：3、缓冲溶液为什么能控制溶液PH值基本不变？以HAc＋NaAc为例： 计算在0.050mol·l-1的 HAc和0.050 mol·l-1的NaAc溶液中加入 0.010 mol·l-1的HCl前后PH值。 （1） 加入前：HAc ←→ H＋+ Ac－ 初始 0.050 0 0.050 平衡时 0.050-x x 0.050+x 得 [H+]＝ x =Køa×C酸/C碱 由于C0/ Køa >> 400且平衡左移，近似得0.050+x=0.050 0.050-x=0.050 即 [H+]＝Køa 所以 PH=4.76

  12. PH＝PKa－lg（C酸/C碱） 假如1升中加入HCl后， 反应生成0.010 mol HAc，则反应关系变得： C酸＝0.050+0.010＝0.060 C碱＝0.050-0.010＝0.040 PH＝PKa－lg（C酸/C碱） ＝4.76-0.17 ＝4.59 如果是加强碱0.010mol ， PH＝PKa－lg（C酸/C碱） ＝4.76- （- 0.17 ） ＝4.93

  13. （1）PH值或POH值的一般表达式： PH＝PKø酸－㏒（C酸/C碱） POH＝PKø碱－㏒（C碱/C酸） 所以，PH值或POH值主要取决于PKø值，但与C酸/C碱 有关， 但PH的缓冲范围一般是：PH = PK±1 （2）酸度或碱度和盐的浓度越大，则缓冲能力强，但在C酸/C碱 的比值为1时，缓冲性能最好。 4、缓冲溶液的特点：

  14. （3）用水稀释 PH＝PKø酸－㏒（C酸/C碱） 或 POH＝PKø碱－㏒（C碱/C酸） PH不变 5、配制缓冲溶液 酸＋共轭碱 ，如： HAc＋NaAc；NH3·H2O+NH4Cl；Na2H2PO4+ NaHPO4；HCO3－+CO32－ 过量NH3+适量HCl 过量NH4＋+适量NaOH 过量NaAc+适量HCl 过量NaAc+适量NaOH？？

  15. 配制 pH = 7 的缓冲溶液时, 选择最合适的缓冲对是--------------( ) ( Ka HAc= 1.8×10-5 , Kb NH3= 1.8×10-5 ; H3PO4 : Ka1 = 7.52×10-3 , Ka2= 6.23×10-8 , Ka3= 4.4×10-13 ; H2CO3 : Ka1 = 4.30×10-7 , Ka2= 5.61×10-11) (A) HAc-NaAc (B) NH3-NH4Cl (C) NaH2PO4-Na2HPO4 (D) NaHCO3-Na2CO3

  16. 下列各混合溶液中,具有缓冲作用的是---------------------------( ) (A) HCl(1mol·dm-3) + NaAc(2mol·dm-3) (B) NaOH(1mol·dm-3) + NH3(1mol·dm-3) (C) HCl(1mol·dm-3) + NaCl(1mol·dm-3) (D) NaOH(1mol·dm-3) + NaCl(1mol·dm-3)

  17. 选择以下正确答案, 填入相应的空格内: (A) 弱酸及其盐的浓度 (B) 弱酸盐浓度 (C) 弱酸及其盐的浓度比 (D) 弱酸的 Ka值 对于 HAc-NaAc 缓冲体系: (1)决定体系 pH 值的主要因素是______________________; (2)影响上述体系 pH 值变动 0.1～0.2 个单位的因素是_____; (3)影响缓冲容量的因素是__________________________; (4)影响对外加酸缓冲能力大小的因素是_______________。

  18. 20.0 cm3 0.10 mol·dm-3 Na3PO4溶液与 20.0 cm3 0.10 mol·dm-3H3PO4相混合, 溶液的 pH值是多少 ? (H3PO4的 Ka1=7.5×10-3, Ka2=6.2×10-8, Ka3=2.2×10-13) • 测得某一弱酸 ( HA )溶液的 pH=2.52, 该一元弱酸的钠盐 ( NaA ) 溶液的pH=9.15, 当上述 HA 与 NaA 溶液等体积混匀后测得 pH=4.52, 求该一元弱酸的电离常数 K-HA 值为多少?

  19. §10.2 盐的水解 强电解质不管强酸强碱盐（如：NaCl，K2SO4），强酸弱碱盐（如：NH4Cl），弱酸强盐碱（如：NaAc，KCN）溶在水中总是多数以离子存在，但是组成不同，其溶液酸碱性不同，由于不同离子结合质子能力不一样，水解程度不同。强酸强碱盐不发生水解。

  20. 一、强酸弱碱盐 以NH4Cl为例，其反应式为： （1）NH4Cl（s）→NH4++ Cl－ （2）NH4+(aq)＋H2O ≒ NH3(aq)＋H3O＋(aq) 所以KøNH4＋＝(C NH3) (CH3O + ) /CNH4+ = = KøW/ KøNH3

  21. 二、强碱弱酸盐 以NaAc为例，其反应式： （1）NaAc→Na＋＋ Ac－ （2）Ac-＋ H2O ≒ HAc+ HO－ 所以KøAc－＝C HAc ·C OH－/CNH4+ = C HAc ·C OH－/CNH4+×C H＋/ C H＋ = KøW/ KøHAc

  22. 三、弱酸弱碱盐水解 NH4＋+ Ac－+H2O ≒NH3·H2O + HAc K＝ 四、酸式盐水解 H2PO4- +H2O ≒ H 3PO4 + OH- H2PO4- ≒ HPO42- + H+

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