03-2 弱电解质的解离反应.pptx

第1页：第二节弱电解质的解离反应封面

第二节弱电解质的解离反应封面：第三章酸碱反应和沉淀反应第二节弱电解质的解离反应

第2页：解离平衡和解离常数

解离平衡和解离常数：一元弱酸HA(aq) H+(aq) + A-(aq)弱电解质在水中部分解离,存在解离平衡[c(H+)/c][c(A-)/c][c(HA)/c]Ki(HA)=c(H+)·c(A-)c(HA)简化为Ki(HA)=解离平衡Ki——标准解离常数Ka、Kb——分别表示弱酸、弱碱标准解离常数

第3页：Ki越小

Ki越小

• 弱电解质解离越困难,电解质越弱弱电解质：一般Ki≤10-4中强电解质：Ki=10-2~10-3解离常数Ki表示弱电解质解离限度大小的特性常数Ki与浓度无关，与温度有关由于温度对Ki
• 影响不大,室温下一般可不考虑其影响

第4页：Ki越小例题解析

Ki越小例题解析：例试计算298.15K、标准态下Ka(HOAc)值解：HOAc H++ OAc-∆fGm/(kJ·mol-1)-396.46 0-369.31∆rGm=[(-369.31)-(-396.46)]kJ·mol-1=27.15 kJ·mol-1-∆rGm-27.15×1000RT8.314×298.15lnK= = =-10.95Ka(HOAc)=1.8×10-5

第5页：解离度和稀释定律

解离度和稀释定律：解离度解离部分弱电解质浓度未解离前弱电解质浓度解离度(α)＝×100%解离度可表示弱电解质解离程度的大小在温度、浓度相同条件下,α越小,电解质越弱

第6页：稀释定律一元弱酸

稀释定律一元弱酸

• HA(aq) H+(aq) + A-(aq)起始浓度c平衡浓度c-cαcαcα[c(H+)/c][c(A-)/c][c(HA)/c]Ka(HA)==( )α2c1-αcKi≈( )α2ccKic/cα≈
• 若(c/c)/Ki≥500, 1-α≈1α与c有关，Ki与c无关

第7页：弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算

弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算

• 若Ki>>Kw,浓度不很小,可忽略水的解离一元弱酸溶液中c(H+)的计算一元弱电解质溶液中离子浓度的计算
• 若(c/c)/Ka≥500,c(H+) <<c,c-c(H+)≈cKa= ≈[c(H+)/c]2[c(H+)]2[c-c(H+)]/cc·cc(H+)≈(c·c)Ka一元弱酸HA H++ A-

第8页：弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算一元弱碱溶液

弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算一元弱碱溶液：中c(H+)的计算c(OH-)cpOH=-lg一元弱碱BOH B++ OH-同理c(OH-)≈(c·c)Kbc(OH-)cpH=14 +lg

第9页：弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算一元弱碱溶液

弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算一元弱碱溶液：例计算0.100mol·L-1氨水溶液中的c(OH-)、pH和氨水的解离度解：NH3·H2O NH4++ OH-平衡浓度/(mol·L-1) 0.100-x x xc(OH-)=1.34×10-3mol·L-1(c/c)/Kb(NH3·H2O)=0.100/(1.8×10-5)>5000.100-x≈x则x=1.34×10-3[c(NH4)/c][c(OH-)/c]x·x[c(NH3·H2O)/c] 0.100-xKb= = =1.8×10-5+

第10页：弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算一元弱碱溶液

弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算一元弱碱溶液：例则x=1.34×10-3c(OH-)=1.34×10-3mol·L-1Kw1.0×10-14c(OH-) 1.34×10-3c(H+)= =mol·L-1=7.5×10-12mol·L-1pH=-lg(7.5×10-12)=11.12计算0.100mol·L-1氨水溶液中的c(OH-)、pH和氨水的解离度解：NH3·H2O NH4++ OH-平衡浓度/(mol·L-1) 0.100-x x xc(OH-)1.34×10-3c0.100α=×100%=×100%=1.34%

第11页：多元弱酸的分步解

多元弱酸的分步解：离多元弱酸在水溶液中分步解离如H2S H++ HS-HS-H++ S2-Ka(1)= =1.1×10-7[c(H+)/c][c(HS-)/c][c(H2S)/c]Ka(2)= =1.3×10-13[c(H+)/c][c(S2-)/c][c(HS-)/c]分级解离常数逐级减小多元弱酸的强弱主要取决于Ka(1)

第12页：多元弱酸的分步解例题解析

多元弱酸的分步解例题解析：例已知常温、常压下H2S的溶解度为0.10mol·L-1，计算H2S饱和溶液中c(H+)、c(S2-)和H2S的解离度解：H2S H++ HS-平衡浓度/(mol·L-1) 0.10-x x xKa(1)= = =1.1×10-7[c(H+)/c][c(HS-)/c]x·x[c(H2S)/c]0.10-x(c/c)/Ka(1)=0.10/(1.1×10-7)>500, 0.10-x≈0.1x= 1.1×10-4c(H+)=1.1×10-4mol·L-1

第13页：多元弱酸的分步解例题解析例题解析

多元弱酸的分步解例题解析例题解析

• 例已知常温、常压下H2S的溶解度为0.10mol·L-1，计算H2S饱和溶液中c(H+)、c(S2-)和H2S的解离度解：HS-H++ S2-Ka(2)= =1.3×10-13[c(H+)/c][c(S2-)/c][c(HS-)/c]因为Ka(2)<<Ka(1)
• 所以c(HS-)≈c(H+)c(S2-)≈Ka(2)c≈1.3×10-13mol·L-1Ka(1)c/cα≈1.1×10-70.10= =0.11%二元弱酸溶液中:c(A2-)≈Ka(2)·c

第14页：多元弱酸的分步解例题解析例题解析（续）

多元弱酸的分步解例题解析例题解析（续）：H2S H++ HS-Ka(1)=[c(H+)/c][c(HS-)/c][c(H2S)/c]Ka(2)=[c(H+)/c][c(S2-)/c][c(HS-)/c]c(H+)与c(S2-)的关系HS-H++ S2-两式相加H2S2H++ S2-Ka=Ka(1)·Ka(2)[c(H+)]2[c(S2-)]c(H2S)(c)2=Ka(1)·Ka(2)=1.4×10-20常温下, H2S饱和溶液中,c(H2S)=0.10mol·L-1[c(H+)]2c(S2-) = 1.4×10-21(mol·L-1)3调节H2S溶液的酸度，可控制c(S2-)

第15页：解离平衡的移动同离子效应

解离平衡的移动同离子效应：同离子效应——在弱电解质溶液中，加入含有相同离子的易溶强电解质，使弱电解质解离度降低的现象HOAc H++ OAc-NaOAc→Na++ OAc-平衡向左移动演示实验: HOAc溶液+甲基橙再加入NaOAc

第16页：解离平衡的移动同离子效应例题解析

解离平衡的移动同离子效应例题解析

• 例在0.10mol·L-1NH3·H2O溶液中,加入固体NH4Cl,使其浓度为0.10mol·L-1,计算溶液中c(H+)、NH3·H2O的解离度x=1.8×10-5c(OH-)=1.8×10-5mol·L-1Kb= =1.8×10-5x(0.10+x)0.10-x0.10x0.10=1.8×10-5因为(c/c)/Kb=0.10/(1.8×10-5)>500
• 所以0.10-x≈0.10,0.10+x≈0.10解：NH3·H2O NH4+ OH-平衡浓度/(mol·L-1) 0.10-x0.10+x x+

第17页：解离平衡的移动同离子效应例题解析例题解析

解离平衡的移动同离子效应例题解析例题解析

• 例在0.10mol·L-1NH3·H2O溶液中,加入固体NH4Cl,使其浓度为0.10mol·L-1,计算溶液中c(H+)、NH3·H2O的解离度。
• 解：NH3·H2O NH4+ OH-平衡浓度/(mol·L-1) 0.10-x0.10+x x+c(OH-)=1.8×10-5mol·L-11.0×10-141.8×10-5c(H+) = mol·L-1=5.6×10-10mol·L-11.8×10-50.10α=×100%=0.018%未加NH4Cl的0.10mol·L-1NH3·H2O溶液＝1.34%,即
• 由于同离子效应，使α降低α利用同离子效应,调节溶液的酸碱性,可控制弱电解质溶液中有关离子的浓度，进行金属离子的分离和提纯。

第18页：缓冲溶液

缓冲溶液

• 演示实验：HOAc ~ NaOAc混合溶液缓冲作用原理：如HOAc+NaOAc混合液HOAcH++OAc-大量极小量大量外加适量酸(H＋)，平衡向左移动外加适量碱(OH-)，平衡向右移动NaOAc抵消H+;
• HOAc抵消OH-缓冲作用：使溶液pH值基本保持不变的作用。
• 具有缓冲作用的溶液，称为缓冲溶液

第19页：缓冲溶液演示实验

缓冲溶液演示实验

• HOAc ~ NaOAc混合溶液缓冲作用原理：如HOAc+NaOAc混合液HOAcH++OAc-大量极小量大量外加适量酸(H＋)，平衡向左移动外加适量碱(OH-)，平衡向右移动NaOAc抵消H+;
• HOAc抵消OH-缓冲作用：使溶液pH值基本保持不变的作用。
• 具有缓冲作用的溶液，称为缓冲溶液HOAc+NaOAc混合溶液能抵抗少量外来酸、碱及少量水的稀释作用，而保持溶液pH值基本不变，为缓冲溶液。

第20页：常见的缓冲溶液如弱酸与弱酸盐

常见的缓冲溶液如弱酸与弱酸盐：弱碱与弱碱盐等混合液，多元弱酸组成的两种不同酸度的盐混合液pH值范围pKi缓冲溶液3.6~5.64.76HOAc-NaOAc8.3~10.34.76NH3·H2O-NH4Cl9.2~11.010.33NaHCO3-Na2CO35.9~8.07.20KH2PO4-K2HPO47.2~9.29.2H3BO3-Na2B4O7

第21页：缓冲溶液

缓冲溶液

• pH值的计算例(1)试计算含0.10mol·L-1HOAc、0.10mol·L-1NaOAc溶液的pH值。
• 解：HOAc H++ OAc-平衡浓度/(mol·L-1) 0.10-xx0.10+xKa= =1.8×10-5x(0.10+x)0.10-x因为(c/c)/Ka=0.10/(1.8×10-5)>500
• 所以0.10-x≈0.10,0.10+x≈0.10pH=4.74x=1.8×10-5c(H+)=1.8×10-5mol·L-1=1.8×10-50.10x0.10

第22页：缓冲溶液例题解析

缓冲溶液例题解析

• 例(2)在含0.100mol·L-1HOAc、0.100mol·L-1NaOAc溶液中加入HCl,使c(Cl-) = 0.001mol·L-1，计算溶液的pH值。
• HOAc H++ OAc-Ka= =1.8×10-5x(0.099+x)0. 101-x平衡浓度/(mol·L-1) 0.101-xx0.099+xx=1.8×10-5c(H+)=1.8×10-5mol·L-1pH=4.74=1.8×10-50.099x0. 101解:反应H++ OAc-→HOAc0.001 0.001 0.001HOAc+NaOAc混合溶液能抵抗少量外来酸的作用，而保持溶液pH值不变。

第23页：缓冲溶液例题解析例题解析

缓冲溶液例题解析例题解析

• 例(3)在含0.100mol·L-1HOAc、0.100mol·L-1NaOAc溶液中加入KOH,使c(K+)=0.001mol·L-1，计算溶液的pH值。
• HOAc H++ OAc-Ka= =1.8×10-5x(0.101+x)0. 099-x平衡浓度/(mol·L-1) 0.099-xx0.101+xx=1.8×10-5c(H+)=1.8×10-5mol·L-1pH=4.74=1.8×10-50.101x0. 099解:反应OH-+ HOAc→OAc-+ H2O0.001 0.001 0.001HOAc+NaOAc混合溶液能抵抗少量外来碱的作用，而保持溶液pH值不变。

第24页：缓冲溶液例题解析例题解析例题解析

缓冲溶液例题解析例题解析例题解析

• 例(4)在含0.10mol·L-1HOAc、0.10mol·L-1NaOAc溶液中加入H2O,使溶液稀释10倍,计算溶液的pH值。
• 解：HOAc H++ OAc-平衡浓度/(mol·L-1) 0.010-xx0.010+xKa= =1.8×10-5x(0.010+x)0. 010-xc(H+)=1.8×10-5mol·L-1pH=4.74x=1.8×10-5=1.8×10-50.010x0. 010HOAc+NaOAc混合溶液能抵抗少量水的稀释作用，而保持溶液pH值不变。

第25页：缓冲溶液例题解析例题解析例题解析例题解析

缓冲溶液例题解析例题解析例题解析例题解析

• 例(5)欲配制250ml, pH=5.00的缓冲溶液，问在12.0mL 6.00mol·L-1HOAc溶液中,应加入固体NaOAc·3H2O多少克?
• 解：c(HOAc)=[(12.0×6.00)/250]mol·L-1=0.288 mol·L-1pH=5.00c(H+)=10-5mol·L-1HOAc H++ OAc-平衡浓度/(mol·L-1) 0.288-10-510-5x+10-5Ka= =1.8×10-510-5×(x+10-5)0. 288-10-5x=0.518mol·L-1应加入NaOAc·3H2O(250/1000)×0.518×136=17.6 (g)

第26页：缓冲溶液例题解析例题解析例题解析例题解析

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