无机化学第三章电解质溶液和离子平衡课件.ppt

1、第三章第三章 电解质溶液和离子平衡电解质溶液和离子平衡学习指南 第一节 电解质溶液第二节 水的离解和溶液的PH第三节 弱酸、弱碱的离解平衡 第四节 同离子效应和缓冲溶液 第五节 盐类的水解第六节 酸碱质子理论第七节 沉淀和溶液平衡第八节 溶度积规则及其应用 习题 习题参考答案第三章第三章 电解质溶液和离子平衡电解质溶液和离子平衡本章重点：本章重点：v1.离子氛和表观电离度v2.水的离子积 v3.同离子效应和缓冲溶液v4.盐的水解及其应用 v5.溶度积规则及其应用 本章难点：本章难点：v1.弱电解质的电离平衡及其应用 v2.溶度积规则及其应用 第三章第三章 电解质溶液和离子平衡电解质溶液和离子平

2、衡第一节第一节 电解质溶液电解质溶液 一般强电解质为离子型化合物，在其晶体中是以离子形式存在，溶于水时理应全部离解成相应的离子。此外，强极性键的共价化合物溶于水时，受极性水分子的作用，也会发生强烈离解。强电解质在水溶液中，理论上应是100%离解成离子，但对其溶液导电性的测定结果表明，它们的离解度都小于100%。这种由实验测得的离解度称为表观离解度。第三章第三章 电解质溶液和离子平衡电解质溶液和离子平衡离子氛示意图由于离子间的相互牵制，致使离子的有效浓度表现得比实际浓度要小，如 0.1摩尔每升的氯化钾溶液，钾离子和氯离子的浓度都应该是 0.1摩尔每升，但根据表观离解度计算得到的离子有效浓度只有0

3、.086摩尔每升。通常把有效浓度称为活度(a)，活度与实际浓度(c)的关系为:a=fc 式中，f 为活度系数。一般情况下，a c，故 f 常常小于 1。显然，溶液中离子浓度越大，离子间相互牵制程度越大，f 越小。此外，离子所带的电荷数越大，离子间的相互作用也越大，同样会使 f第三章第三章 电解质溶液和离子平衡电解质溶液和离子平衡减小。以上两种情况都会引起离子活度减小。而在弱电解质及难溶强电解质溶液中，由于离子浓度很小，离子间的距离较大，相互作用较弱。此时，活度系数 f 1，离子活度与浓度几乎相等，故在近似计算中用离子浓度代替活度，不会引起大的误差。第三章第三章 电解质溶液和离子平衡电解质溶液和

4、离子平衡第二节第二节 水的离解和溶液的水的离解和溶液的pHpH水的离解平衡水的离解平衡水是一种极弱的电解质(有微弱的导电性)，绝大部分以水分子形式存在，仅能离解出极少量的氢离子和氢氧根离子。在一定温度下,水的离解达到平衡时.水中氢离子浓度和氢氧根离子浓度的乘积为一个常数,叫做水的离子积。溶液的酸碱性和溶液的酸碱性和pH溶液的酸碱性与pH的关系为:酸性溶液 pH7 中性溶液 pH=7 碱性溶液 pH=7可见,pH越小,溶液的酸性越强;反之,pH越大,溶液的碱性越强。第三章第三章 电解质溶液和离子平衡电解质溶液和离子平衡第三章第三章 电解质溶液和离子平衡电解质溶液和离子平衡酸碱指示剂酸碱指示剂酸碱

5、指示剂多是一些有机染料，它们属于有机弱酸或弱碱。随着溶液pH改变，本身的结构发生变化而引起颜色改变。每一种指示剂都有一定的变色范围。溶液酸碱性及指示剂变色范围第三章第三章 电解质溶液和离子平衡电解质溶液和离子平衡第三节第三节 弱酸、弱碱的离解平衡弱酸、弱碱的离解平衡 一元弱酸、弱碱的离解平衡一元弱酸、弱碱的离解平衡 弱酸、弱碱在溶液中部分离解，在已离解的离子和未离解的分子之间存在着离解平衡。第三章第三章 电解质溶液和离子平衡电解质溶液和离子平衡离解度离解度 第三章第三章 电解质溶液和离子平衡电解质溶液和离子平衡多元弱酸的离解平衡多元弱酸的离解平衡 多元弱酸在水中的离解是分步进行的。若对多元弱酸

6、或弱碱的相对强弱进行比较时，只需比较它们的第一级离解常数即可，与一元弱酸或弱碱相似。第三章第三章 电解质溶液和离子平衡电解质溶液和离子平衡第四节第四节 同离子效应和缓冲溶液同离子效应和缓冲溶液 同离子效应同离子效应在弱电解质的溶液中，加入含有相同离子的易溶强电解质，使弱电解质离解度降低的现象叫做同离子效应。缓冲溶液缓冲溶液缓冲溶液及缓冲作用的原理缓冲溶液及缓冲作用的原理保持pH相对稳定的溶液称为缓冲溶液，缓冲溶液同时具有抵抗外来少量酸或碱的作用维持pH相对稳定称为缓冲作用。缓冲溶液动画缓冲溶液动画第三章第三章 电解质溶液和离子平衡电解质溶液和离子平衡缓冲溶液缓冲溶液pHpH的计算的计算 第三章

7、第三章 电解质溶液和离子平衡电解质溶液和离子平衡第五节第五节 盐类的水解盐类的水解盐类的水解盐类的水解 水解反应是中和反应的逆反应，并且这种中和反应中的酸或碱之一或二者都是弱的。强酸强碱生成的盐盐溶液pH的简单计算 第三章第三章 电解质溶液和离子平衡电解质溶液和离子平衡影响水解平衡的因素影响水解平衡的因素盐的本性:盐类水解时所生成的弱酸或弱碱的离解常数越小，水解程度越大。若水解产物为沉淀，则其溶解度越小，水解程度也越大。浓度:浓度越小，水解度越大。换句话说，将溶液进行稀释，会促进盐的水解。温度:酸碱中和反应是放热反应，盐的水解是中和反应的逆过程，因此是吸热反应。根据平衡移动原理，升高温度会促进

8、盐的水解。酸碱度的影响:盐类水解通常会引起水中的H+或OH-浓度的变化。根据平衡移动原理，调节溶液的酸碱度，能促进或抑制盐的水解。第三章第三章 电解质溶液和离子平衡电解质溶液和离子平衡 第六节第六节 酸碱质子理论酸碱质子理论 酸碱及其酸碱共轭关系的定义酸碱及其酸碱共轭关系的定义质子理论认为凡能给出质子(氢离子)的物质都是酸,凡能接受质子的物质都是碱。按此定义，酸又叫质子酸,碱又叫质子碱。因此,酸给出质子后剩余的部分就称为碱，因为它具有接受质子的能力；碱接受质子后就变成了酸。此即谓“酸中有碱，碱能变酸”。这种酸和碱的相互依存关系称为酸碱共轭关系。左边的酸是右边碱的共轭酸，而右边的碱则是左边酸的共

9、轭碱。左边的酸和右边的碱也被称作共轭酸碱对。第三章第三章 电解质溶液和离子平衡电解质溶液和离子平衡酸碱的强弱 第三章第三章 电解质溶液和离子平衡电解质溶液和离子平衡酸碱反应酸碱反应在质子理论中，酸碱反应的实质就是质子的传递，即质子由酸传递给了碱。总的原则是较强的酸与较强的碱反应，生成较弱的酸和较弱的碱。酸碱质子理论扩大了酸碱的范围，但它只限于质子的给予和接受，对于无质子参加的酸碱反应不能解释，因此质子理论仍具有局限性。第三章第三章 电解质溶液和离子平衡电解质溶液和离子平衡第七节第七节 沉淀和溶液平衡沉淀和溶液平衡 沉淀和溶解平衡沉淀和溶解平衡 溶度积溶度积难溶物在水中,或多或少仍有所溶解,当溶

10、解和结晶的速率相等时，建立起平衡，即为沉淀-溶解平衡，此时的溶液为饱和溶液。第三章第三章 电解质溶液和离子平衡电解质溶液和离子平衡溶解度与溶度积的相互换算 第三章第三章 电解质溶液和离子平衡电解质溶液和离子平衡第八节第八节 溶度积规则及其应用溶度积规则及其应用 溶度积规则溶度积规则 难溶电解质饱和溶液中阳离子和阴离子浓度的乘积称为离子积。用Q表示。(CaCO(CaCO3 3)沉淀沉淀-溶解平衡溶解平衡分步沉淀分步沉淀 在实际中溶液中往往含有多种离子，随着沉淀剂的加入，各种沉淀会相继生成，这种现象称为分步沉淀。当一种试剂能沉淀溶液中几种离子时，生成沉淀所需试剂离子浓度最小者首先沉淀。即是说，离子积首先达到其溶度积的难溶物先沉淀，这就是分步沉淀的基本原理。如果各离子沉淀所需试剂离子的浓度相差较大，借助分步沉淀就能达到分离的目的。第三章第三章 电解质溶液和离子平衡电解质溶液和离子平衡沉淀的溶解沉淀的溶解根据溶度积规则，要使沉淀溶解，需降低该难溶电解质饱和溶液中离子的浓度，使离子积小于溶度积,为了达到这个目的，有以下几种途径。v 转化成弱电解质-生成弱酸v 转化成弱电解质-生成弱碱v 转化成弱电解质-生成水v发生氧化还原反应 v生成难离解的配离子 v转化为另一种沉淀再行溶解