1、第六章第六章 电离平衡与溶液的酸碱性电离平衡与溶液的酸碱性第一节第一节 酸碱质子理酸碱质子理论论第二节第二节 弱电解质的电离平弱电解质的电离平衡衡第四节第四节 缓冲溶缓冲溶液液第五节第五节 酸碱滴定酸碱滴定法法制作人：张宝成制作人：张宝成第三节第三节 溶液的酸碱性和溶液的酸碱性和pH第一节第一节 酸碱质子理论酸碱质子理论v 最初：酸是具有酸味的物质，使蓝色石蕊变红；碱最初：酸是具有酸味的物质，使蓝色石蕊变红；碱是抵消酸性的物质，使红色石蕊变蓝。是抵消酸性的物质，使红色石蕊变蓝。v 18世纪后期：氧元素是酸的必要成分。世纪后期：氧元素是酸的必要成分。v 19世纪初叶，戴维：氢元素是酸的必要成分。
2、世纪初叶，戴维：氢元素是酸的必要成分。v 1884年，阿累尼乌斯：提出了酸碱电离理论。年，阿累尼乌斯：提出了酸碱电离理论。v 1923年，布朗斯台特和劳瑞提出了酸碱质子理论。年，布朗斯台特和劳瑞提出了酸碱质子理论。v 1923年，路易斯提出了酸碱电子理论。年，路易斯提出了酸碱电子理论。人们对酸碱的认识历程第六章第六章 第一节第一节 酸：指在水中电离出的阳离子全部为酸：指在水中电离出的阳离子全部为H+，且不是离子且不是离子型化合物型化合物H2SO4HSO4- + H+ 碱：指在水中电离出的阴离子全部为碱：指在水中电离出的阴离子全部为OH-，且为离子型化合物且为离子型化合物NaOH = Na+ +
3、 OH- 瑞典化学家瑞典化学家阿累尼乌斯阿累尼乌斯酸碱电离理论第六章第六章 第一节第一节中和反应的实质是中和反应的实质是 H+ + OH- H2O电离理论的局限性：电离理论的局限性： * 仅局限在水溶液中；仅局限在水溶液中； * 对非水溶剂体系乃至无溶剂体系无能为力；对非水溶剂体系乃至无溶剂体系无能为力； * 仅限于某些只含氢原子或氢氧根的物质。仅限于某些只含氢原子或氢氧根的物质。无法解释无法解释NaCO3，Na3PO4 呈碱性；呈碱性； NH4Cl显酸显酸性的事实；性的事实；酸碱电离理论第六章第六章 第一节第一节劳瑞 丹麦的布朗斯台特（丹麦的布朗斯台特（Johannes Bronsted）和
4、英）和英国的劳瑞（国的劳瑞（Thomas Lowry）在在1923年分别提出酸年分别提出酸碱质子理论。碱质子理论。布朗斯台特一、酸碱质子理论的基本概念一、酸碱质子理论的基本概念第六章第六章 第一节第一节 凡是能给出质子的分子或离子称为酸，凡是能给出质子的分子或离子称为酸， 例例 HCl、HAc、NH4+、H2O、H3O+、H2PO4-、HPO42-等都是酸。等都是酸。 它们是质子的给予体。它们是质子的给予体。 （一）酸碱的定义（一）酸碱的定义 凡是能接收质子的分子或离子称为碱。凡是能接收质子的分子或离子称为碱。 例例 Cl-、NH3、OH-、Ac-、HPO42-等都是碱。等都是碱。 碱是质子的
5、接收体碱是质子的接收体。第六章第六章 第一节第一节通式：通式： 酸酸H+ + 碱碱 酸和碱不是孤立的，酸给出质子后所余下的部分酸和碱不是孤立的，酸给出质子后所余下的部分就是碱，碱接受质子后即成为酸。就是碱，碱接受质子后即成为酸。HClH+ + Cl-HAcH+ + Ac-H2CO3H+ + HCO3-H+ + CO32-HCO3-H+ + NH3NH4+（一）酸碱的定义（一）酸碱的定义第六章第六章 第一节第一节 酸碱存在着对应的相互依存的关系，化学组成上仅酸碱存在着对应的相互依存的关系，化学组成上仅相差一个质子，因得失质子而相互转化的一对酸碱叫相差一个质子，因得失质子而相互转化的一对酸碱叫共轭
6、酸碱对。共轭酸碱对。如：如：NH4+与与NH3 HAc与与Ac-只相差一个只相差一个质子的酸与碱叫做共轭酸碱对。质子的酸与碱叫做共轭酸碱对。 共轭酸碱的关系：有酸才有碱，有碱才有酸，酸中共轭酸碱的关系：有酸才有碱，有碱才有酸，酸中有碱，碱可变酸。知酸便知碱，知碱便知酸。有碱，碱可变酸。知酸便知碱，知碱便知酸。共轭酸碱：共轭酸碱：（一）酸碱的定义（一）酸碱的定义第六章第六章 第一节第一节 由质子酸碱的概念可明确以下几点结论由质子酸碱的概念可明确以下几点结论： (1)在一个共轭酸碱对中，酸越强，其共轭碱越弱，反之在一个共轭酸碱对中，酸越强，其共轭碱越弱，反之亦然。亦然。 (2)酸和碱可以是分子，也
7、可以是离子。扩大了酸碱物质酸和碱可以是分子，也可以是离子。扩大了酸碱物质的范围。的范围。NH4+ NH3 + H+ 阳离子酸阳离子酸HAc Ac- + H+ 分子酸分子酸H2PO4- HPO42- + H+ 阴离子酸阴离子酸共轭酸共轭酸 共轭碱共轭碱（一）酸碱的定义（一）酸碱的定义第六章第六章 第一节第一节二、酸碱反应二、酸碱反应 酸碱反应：是指酸碱反应：是指H+（质子质子）由质子给予体向质子接由质子给予体向质子接受体的转移过程。受体的转移过程。 酸碱反应的实质：两个共轭酸碱对之间的质子传酸碱反应的实质：两个共轭酸碱对之间的质子传递反应。递反应。 这种质子传递反应，只是质子从一种物质转移到另这
8、种质子传递反应，只是质子从一种物质转移到另一种物质中去。因此，酸碱反应可在水溶液中进行也一种物质中去。因此，酸碱反应可在水溶液中进行也可在非水溶剂中或气相中进行。可在非水溶剂中或气相中进行。HCl + NH3H+酸酸1 碱碱2 酸酸2 碱碱1NH4+ + Cl-第六章第六章 第一节第一节1. 电离作用电离作用HCl H2O = H3O+ + Cl- 强酸全部电离强酸全部电离酸酸1 碱碱2 酸酸2 碱碱1 根据酸碱质子理论，电离作用就是酸、碱与水的根据酸碱质子理论，电离作用就是酸、碱与水的质子传递反应。质子传递反应。 酸酸1 碱碱2 酸酸2 碱碱1H2O NH3 NH4 OH- 弱碱部分电离弱碱
9、部分电离HAc H2O H3O Ac 弱酸部分电离弱酸部分电离酸酸1 碱碱2 酸酸2 碱碱1第六章第六章 第一节第一节H+H+H+2.2.水解反应水解反应 在电离理论中，盐的水解过程是盐电离出的离子与在电离理论中，盐的水解过程是盐电离出的离子与水电离出的水电离出的H+或或OH-离子结合生成弱电解质，从而使溶离子结合生成弱电解质，从而使溶液的酸碱性发生改变的反应。液的酸碱性发生改变的反应。 H2O Ac HAc OH 酸酸1 碱碱2 酸酸2 碱碱1NH4+ H2O H3O NH3 酸酸1 碱碱2 酸酸2 碱碱1第六章第六章 第一节第一节H+H+3. 中和反应中和反应 质子理论认为，在电离理论中的
10、酸碱中和反应，质子理论认为，在电离理论中的酸碱中和反应，其实质也是质子的传递过程。其实质也是质子的传递过程。 H3O+ OH- H2O H2OH 酸酸1 碱碱2 酸酸2 碱碱1酸酸1 碱碱2 酸酸2 碱碱1HAc NH3 NH4+ Ac-H第六章第六章 第一节第一节三、酸碱强度三、酸碱强度( (一一) ) 酸碱的强度酸碱的强度 酸碱在溶剂中给出质子或接受质子的能力大小，与酸碱在溶剂中给出质子或接受质子的能力大小，与本身性质本身性质及及溶剂性质溶剂性质有关。有关。 例如：例如：HAc在水中是弱酸，而在乙二胺中在水中是弱酸，而在乙二胺中就表现出较强的酸性，因为乙二胺比水接受质就表现出较强的酸性，因
11、为乙二胺比水接受质子的能力更强。子的能力更强。NH3在水中为弱碱，在冰醋酸在水中为弱碱，在冰醋酸中就表现出强碱性。因此要比较各种酸碱的强中就表现出强碱性。因此要比较各种酸碱的强度，必须要相同的溶剂。水是最常用的溶剂，度，必须要相同的溶剂。水是最常用的溶剂，一般以水做溶剂来比较各种酸碱释放和接受质一般以水做溶剂来比较各种酸碱释放和接受质子的能力。子的能力。第六章第六章 第一节第一节( (二二) )溶剂在酸碱平衡中的作用溶剂在酸碱平衡中的作用 酸、碱的强度与溶剂的性质有关，如前所述，在酸、碱的强度与溶剂的性质有关，如前所述，在讨论酸碱的相对强度时必须固定溶剂，溶剂作为基准讨论酸碱的相对强度时必须固
12、定溶剂，溶剂作为基准物质，其本身亦是一种质子酸或质子碱，起到了质子物质，其本身亦是一种质子酸或质子碱，起到了质子酸或质子碱的作用，在酸碱的平衡中参与了质子平衡酸或质子碱的作用，在酸碱的平衡中参与了质子平衡，即溶剂起了给予质子或接受质子的作用。因而，对，即溶剂起了给予质子或接受质子的作用。因而，对于同一酸或碱，在不同的溶剂中所表现出来的酸碱性于同一酸或碱，在不同的溶剂中所表现出来的酸碱性是不一样的。是不一样的。第六章第六章 第一节第一节 对于对于HClO4，H2SO4，HCl，HNO3，H2O与它们相比与它们相比，碱性较强很容易使酸（放）给出质子，所以它们都是，碱性较强很容易使酸（放）给出质子，
13、所以它们都是强酸。水将强酸给质子的能力拉平了，水称为强酸的强酸。水将强酸给质子的能力拉平了，水称为强酸的拉拉平溶剂。平溶剂。1. 拉平效应拉平效应 第六章第六章 第一节第一节 如何能将如何能将HClO4、H2SO4、HCl、HNO3酸区分开来酸区分开来，显然应该选择比水碱性弱的溶剂，如，显然应该选择比水碱性弱的溶剂，如HAc，即可分辨，即可分辨出哪种给出质子的能力最强了。出哪种给出质子的能力最强了。HAc称为强酸的称为强酸的区分试区分试剂剂。2. 区分效应区分效应 第六章第六章 第一节第一节节小结节小结1、酸碱质子理论的基本概念、酸碱质子理论的基本概念2、酸碱反应、酸碱反应3、酸碱强度、酸碱强
14、度第六章第六章 第一节第一节节小结节小结难点：难点：1、酸碱质子理论、酸碱质子理论2、拉平效应与区分效应、拉平效应与区分效应第六章第六章 第一节第一节思考题思考题第六章第六章 第一节第一节 1、根据酸碱质子理论的观点，质子酸和质子碱反应、根据酸碱质子理论的观点，质子酸和质子碱反应的实质是什么？的实质是什么？答：酸碱质子理论认为：物质的酸性和碱性要通过给出答：酸碱质子理论认为：物质的酸性和碱性要通过给出质子或接受质子来体现，酸碱的关系不再是孤立的，而质子或接受质子来体现，酸碱的关系不再是孤立的，而是统一在对质子的共轭关系上。质子酸和质子碱反应的是统一在对质子的共轭关系上。质子酸和质子碱反应的实质
15、是两个共轭酸碱对之间的质子传递的反应，酸碱反实质是两个共轭酸碱对之间的质子传递的反应，酸碱反应是酸碱之间的质子传递反应。应是酸碱之间的质子传递反应。 思考题思考题第六章第六章 第一节第一节 2、写出下列各酸的共轭碱：写出下列各酸的共轭碱：NH4、H2S、HSO4、H2PO4、H2CO3、Zn(H2O)62+；以及下列各碱的共轭酸；以及下列各碱的共轭酸：S2、PO43、NH3、CN、Cl、Zn(H2O)5(OH)+。 答：共轭碱：答：共轭碱： NH3、HS、SO42、HPO42、HCO3、Zn(H2O)5(OH)+； 共轭酸：共轭酸： HS、HPO42、NH4、HCN、HCl、Zn(H2O)62
16、+。 思考题思考题第六章第六章 第一节第一节 3、在水溶液中、在水溶液中HAc是一种弱酸，为什么在液氨溶液是一种弱酸，为什么在液氨溶液中是一种强酸？中是一种强酸？ 答：答： 酸碱质子理论认为：物质的酸性和碱性大小不仅和本酸碱质子理论认为：物质的酸性和碱性大小不仅和本身有关，还和溶剂接受质子的能力有很大的关系。因为液氨身有关，还和溶剂接受质子的能力有很大的关系。因为液氨接受质子的能力比水接受质子的能力强，促进了接受质子的能力比水接受质子的能力强，促进了HAc给出质给出质子，因而子，因而HAc在液氨中就显示出较强的酸性。在液氨中就显示出较强的酸性。 章章 页页第二节第二节 弱电解质的电离平衡弱电解
17、质的电离平衡一、强电解质和弱电解质一、强电解质和弱电解质（一）电解质（一）电解质 电解质是指在水溶液中或熔融状态下能够导电的化电解质是指在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物。因此，电解质不一定能导电，而只有在溶于水或合物。因此，电解质不一定能导电，而只有在溶于水或熔融状态电离出自由移动的离子后才能导电。电解质按熔融状态电离出自由移动的离子后才能导电。电解质按照电离程度的不同，可将分为强电解质和弱电解质。照电离程度的不同，可将分为强电解质和弱电解质。第六章第六章 第二节第二节(二二)电离度电离度%100%100电解质总浓度已电离的浓度电解质分子总数已电离的分子数 弱电解质在水溶液中的电离程度是
18、不同的。弱电解弱电解质在水溶液中的电离程度是不同的。弱电解质的电离程度大小可以用电离度质的电离程度大小可以用电离度()来表示。电离度是弱来表示。电离度是弱电解质达到电离平衡时，已电离的电解质分子数占电解电解质达到电离平衡时，已电离的电解质分子数占电解质分子总数的百分比。质分子总数的百分比。第六章第六章 第二节第二节( (三三) )离子氛和表观电离度离子氛和表观电离度 针对强电解质溶液，德拜和休格尔在针对强电解质溶液，德拜和休格尔在1923年提出强年提出强电解质理论。其要点：电解质理论。其要点： 强电解质在水中是完全电离强电解质在水中是完全电离的；离子之间相互作用，使离子的行动并不自由。离的；离
19、子之间相互作用，使离子的行动并不自由。离子在溶液中的运动受到周围离子氛的牵制。子在溶液中的运动受到周围离子氛的牵制。 第六章第六章 第二节第二节阳离子周围有阴离子氛，阴离子周围有阳离子氛，阳离子周围有阴离子氛，阴离子周围有阳离子氛，并非完全自由，如下图所示。并非完全自由，如下图所示。由于由于“离子氛离子氛”的存在，离子间产生互相牵制作的存在，离子间产生互相牵制作用，实验测得的离解度称为表观电离度，表观电离度用，实验测得的离解度称为表观电离度，表观电离度通常都小于通常都小于100%，如，如KCl为为86%。离子氛示意图离子氛示意图( (三三) )离子氛和表观电离度离子氛和表观电离度第六章第六章
20、第二节第二节（四）活度和活度系数（四）活度和活度系数 在强电解质溶液中，由于离子的相互影响，使真正发在强电解质溶液中，由于离子的相互影响，使真正发挥作用的离子浓度比强电解质完全电离时应达到的离子挥作用的离子浓度比强电解质完全电离时应达到的离子浓度要小。浓度要小。1907年美国化学家路易斯年美国化学家路易斯(Lewis)把强电解质把强电解质溶液中实际上能起作用的离子浓度称为有效浓度，又称溶液中实际上能起作用的离子浓度称为有效浓度，又称活度。活度通常用活度。活度通常用a表示，活度与溶液浓度表示，活度与溶液浓度c的关系为：的关系为：ai ici称为该离子的活度系数，它反映了电解质溶液中离子称为该离子
21、的活度系数，它反映了电解质溶液中离子相互牵制作用的大小。通常情况下相互牵制作用的大小。通常情况下i1，离子的活度小，离子的活度小于实际浓度。溶液越浓，离子间的牵制作用越大，于实际浓度。溶液越浓，离子间的牵制作用越大，越小，越小，反之亦然。反之亦然。第六章第六章 第二节第二节(五五)离子强度离子强度在电解质溶液中，离子的活度系数不仅与本身的浓度在电解质溶液中，离子的活度系数不仅与本身的浓度和电荷有关，还受到其他离子的浓度和电荷的影响。为和电荷有关，还受到其他离子的浓度和电荷的影响。为了定量地说明这些影响，引入离子强度的概念。溶液中了定量地说明这些影响，引入离子强度的概念。溶液中各离子浓度与离子电
22、荷平方乘积的总和的二分之一称为各离子浓度与离子电荷平方乘积的总和的二分之一称为该溶液的离子强度。可用下式表示：该溶液的离子强度。可用下式表示：)(212iiZcI式中式中I为离子强度，为离子强度，c是是i离子的浓度，离子的浓度，Z是是i离子的电荷离子的电荷数。数。第六章第六章 第二节第二节二、弱电解质的电离平衡二、弱电解质的电离平衡(一一)一元弱酸、弱碱的电离平衡一元弱酸、弱碱的电离平衡 强电解质在水溶液中是全部电离的，不存在电离强电解质在水溶液中是全部电离的，不存在电离平衡。弱电解质在溶液中只能部分电离，在未电离的平衡。弱电解质在溶液中只能部分电离，在未电离的弱电解质分子与已电离生成的离子之
23、间存在着电离平弱电解质分子与已电离生成的离子之间存在着电离平衡。从酸碱质子理论来看，弱电解质的电离过程实质衡。从酸碱质子理论来看，弱电解质的电离过程实质上是弱电解质分子与溶剂水分子间的质子传递过程。上是弱电解质分子与溶剂水分子间的质子传递过程。 第六章第六章 第二节第二节 以以HA代表一元弱酸，在水溶液中代表一元弱酸，在水溶液中HA与水的质子传递与水的质子传递平衡，可用下式表示：平衡，可用下式表示：根据化学平衡原理，其平衡常数可表示为根据化学平衡原理，其平衡常数可表示为 弱电解质的电离平衡常数简称为弱电解质的电离平衡常数简称为电离常数电离常数。通常，弱。通常，弱酸的电离常数用酸的电离常数用Ka
24、表示，弱碱的电离常数用表示，弱碱的电离常数用Kb表示。平表示。平衡时各组分的浓度用以衡时各组分的浓度用以molL-1为单位的物质的量浓度表为单位的物质的量浓度表示。示。 H A HAaKHA H2O A- H3O可简写为：可简写为： HA A- H(一一)一元弱酸、弱碱的电离平衡一元弱酸、弱碱的电离平衡第六章第六章 第二节第二节( (二二) )电离常数与电离度的关系电离常数与电离度的关系 电离常数与电离度电离常数与电离度()都能反映弱电解质的电离程度都能反映弱电解质的电离程度，它们之间有区别又有联系。电离常数表示的是解离平，它们之间有区别又有联系。电离常数表示的是解离平衡，与电解质的浓度无关。
25、电离度表示的是弱电解质在衡，与电解质的浓度无关。电离度表示的是弱电解质在一定条件下的解离程度。因此，电离常数能更好地反映一定条件下的解离程度。因此，电离常数能更好地反映弱电解质的特征，应用范围比电离度更广。弱电解质的特征，应用范围比电离度更广。 第六章第六章 第二节第二节 电离常数与电离度之间的关系可利用电离常数与电离度之间的关系可利用HAc的电离的电离平衡来说明。平衡来说明。 开始浓度开始浓度 c 0 0平衡浓度平衡浓度 c-c c c 当当很小时，很小时，1-1 121cccccKa aKc Ka c2 或或 H Ac- HAc( (二二) )电离常数与电离度的关系电离常数与电离度的关系第
26、六章第六章 第二节第二节(三三)共轭酸碱对共轭酸碱对Ka与与Kb的关系的关系 共轭酸碱对的共轭酸碱对的Ka与与Kb的关系，可以根据酸碱质子理的关系，可以根据酸碱质子理论推导出来。论推导出来。某酸某酸HA在水中的质子传递反应平衡式为：在水中的质子传递反应平衡式为：KaH A HA其共轭碱其共轭碱A-在水中的质子传递反应平衡式为：在水中的质子传递反应平衡式为：b-HAOH A KHA H2O A - H3O HA OH A-H2O 第六章第六章 第二节第二节+-w-H A HAOH =H OH =KHAA abKK将平衡常数相乘将平衡常数相乘令令pK= -lgK，则有，则有pKa pKb pKw
27、14 上式表明，共轭酸碱对的上式表明，共轭酸碱对的Ka与与Kb成反比，知道酸的电成反比，知道酸的电离常数离常数Ka就可计算出共轭碱的就可计算出共轭碱的Kb，反之亦然。另外也说反之亦然。另外也说明，酸愈弱，其共轭碱愈强；碱愈弱，其共轭酸愈强。明，酸愈弱，其共轭碱愈强；碱愈弱，其共轭酸愈强。(三三)共轭酸碱对共轭酸碱对Ka与与Kb的关系的关系 第六章第六章 第二节第二节 例例 已知已知25时，时，HAc的的Ka1.7510-5，计算，计算 Ac-的的Kb，及，及pKb。解：解：Ac-是是HAc的共轭碱的共轭碱根据公式根据公式KaKb KwpKb -lgKblg5.7110-109.24141051
28、.0 105.71 101.75 10wbaKKK(三三)共轭酸碱对共轭酸碱对Ka与与Kb的关系的关系 第六章第六章 第二节第二节 例例 已知已知25时，时，NH3的的Kb 1.7610-5，求，求NH4的的Ka。解：解：NH4是是NH3的共轭酸的共轭酸根据公式根据公式KaKb Kw141051.0 105.68 101.76 10wabKKK(三三)共轭酸碱对共轭酸碱对Ka与与Kb的关系的关系 第六章第六章 第二节第二节 对于多元弱酸对于多元弱酸(或多元弱碱或多元弱碱)在水中的质子传递反应在水中的质子传递反应是分步进行的，情况复杂些。例如是分步进行的，情况复杂些。例如H2CO3是二元弱酸是二
29、元弱酸，其质子传递分两步进行，每一步都有相应的质子传，其质子传递分两步进行，每一步都有相应的质子传递平衡及平衡常数。递平衡及平衡常数。第一步：第一步：H2CO3H2O HCO3- H3O Ka14.3010-7第二步：第二步： HCO3- H2O CO32-H3O Ka2 5.6110-11(三三)共轭酸碱对共轭酸碱对Ka与与Kb的关系的关系 第六章第六章 第二节第二节由于由于CO32-是是HCO3-的共轭碱，所以：的共轭碱，所以：2144w111a1.0 101.78 105.6 10bKKK是二元弱碱，其质子传递分两步进行。是二元弱碱，其质子传递分两步进行。 1148w27a1.0 102
30、.32 104.3 10bKKK其他多元弱酸、弱碱其他多元弱酸、弱碱Ka与与Kb的关系类似于的关系类似于H2CO3与与CO32-的的Ka与与Kb的关系。的关系。第一步：第一步： CO32-H2O HCO3- OH-第二步：第二步：HCO3- H2O H2CO3 OH-(三三)共轭酸碱对共轭酸碱对Ka与与Kb的关系的关系 第六章第六章 第二节第二节三、同离子效应三、同离子效应 在弱电解质溶液里，加入与弱电解质具有相同离子的强电解在弱电解质溶液里，加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，使弱电解质的电离度降低的现象称为同离子效应。质，使弱电解质的电离度降低的现象称为同离子效应。 例如，在例如，在HA
31、c溶液中加入溶液中加入NaAc，将使，将使HAc的电离度降低。因为的电离度降低。因为HAc在溶液中存在下列电离平衡：在溶液中存在下列电离平衡：当加入强电解质当加入强电解质NaAc后，后，NaAc全部电离为全部电离为Na和和Ac- 溶液中溶液中Ac-浓度大大增加，根据平衡移动原理，使浓度大大增加，根据平衡移动原理，使HAc的质子的质子传递平衡向左移动，从而降低了传递平衡向左移动，从而降低了HAc的电离度。的电离度。NaAc = NaAc-HAc HAc-第六章第六章 第二节第二节 同理，在同理，在NH3H2O溶液中加入强电解质溶液中加入强电解质NH4Cl时，时，由于由于NH4Cl完全电离，溶液中
32、完全电离，溶液中NH4浓度大大增加，促浓度大大增加，促使使NH3H2O电离平衡向左移动，从而降低了电离平衡向左移动，从而降低了NH3H2O的的电离度。电离度。NH3H2O NH4OH NH4Cl = NH4Cl三、同离子效应三、同离子效应第六章第六章 第二节第二节 原因原因 使平衡发生了移动。使平衡发生了移动。 注意注意 * *强电解质不一定是盐，弱酸中加强酸，弱碱中加强强电解质不一定是盐，弱酸中加强酸，弱碱中加强碱也发生同离子效应。碱也发生同离子效应。 * *加弱电解质也对平衡有影响，但很小，通常不考虑，加弱电解质也对平衡有影响，但很小，通常不考虑，所以必须是强电解质。所以必须是强电解质。三
33、、同离子效应三、同离子效应第六章第六章 第二节第二节四、盐效应四、盐效应 在弱电解质的溶液中加入不含相同离子的强电解质使在弱电解质的溶液中加入不含相同离子的强电解质使弱电解质的电离度略微增大的效应称为盐效应。弱电解质的电离度略微增大的效应称为盐效应。 如在如在HAc溶液中加入少量溶液中加入少量NaCl，产生的盐效应会使，产生的盐效应会使得得HAc电离度有所增大。电离度有所增大。 第六章第六章 第二节第二节 原因原因 因为强电解质解离出众多正负离子，使溶液中离因为强电解质解离出众多正负离子，使溶液中离子间的相互牵制作用增强，离子结合为分子的机子间的相互牵制作用增强，离子结合为分子的机会减少，降低
34、了分子化速度，强电解质对弱电解会减少，降低了分子化速度，强电解质对弱电解质具有促进解离的作用。质具有促进解离的作用。 注意注意 同离子效应和盐效应共存时，通常只考虑同离子同离子效应和盐效应共存时，通常只考虑同离子效应，而忽略盐效应。效应，而忽略盐效应。四、盐效应四、盐效应第六章第六章 第二节第二节节小结节小结1、强电解质和弱电解质、强电解质和弱电解质2、弱电解质的电离平衡、弱电解质的电离平衡3、同离子效应、同离子效应第六章第六章 第二节第二节4、盐效应、盐效应节小结节小结难点：难点：1、弱酸、弱碱的电离平衡、弱酸、弱碱的电离平衡 2、电离常数与电离度的关系电离常数与电离度的关系第六章第六章 第
35、二节第二节思考题思考题第六章第六章 第二节第二节 1、公式公式 是否说明溶液浓度越稀，电离出的离是否说明溶液浓度越稀，电离出的离子浓度越大？子浓度越大？答：不是，该式说明：电离度与其浓度的平方根成反比，答：不是，该式说明：电离度与其浓度的平方根成反比，溶液浓度越稀，电离度越大，但电离出的离子浓度不一溶液浓度越稀，电离度越大，但电离出的离子浓度不一定大。定大。 Kac思考题思考题第六章第六章 第二节第二节 2、在在HAc分别加入少量的分别加入少量的NaAc、HCl、NaOH，HAc的解离度各有什么变化？的解离度各有什么变化？ 加水加水稀释后又何？稀释后又何？ 答：答：(1)加入加入NaAc，Ac
36、-的同离子效应使的同离子效应使HAc的解离度降低。的解离度降低。 (2)加入加入HCl，H的同离子效应使的同离子效应使HAc的解离度降低。的解离度降低。 (3)加入加入NaOH，OH与与 H反应使平衡向右移动，使反应使平衡向右移动，使HAc 的解离度增大。的解离度增大。 (4)加水加水稀释使稀释使HAc的解离度增大。的解离度增大。思考题思考题第六章第六章 第二节第二节3、已知HCN的Ka5.010-10,则CN-的Kb为A. 2.010-5 B. 5.010-10 C.5.010-4D. 5.010-24E. 6.010-5 思考题思考题第六章第六章 第二节第二节章章 页页4、 将0.lmol
37、.L-1HAc和0.1 molL-1HCl溶液都冲稀一倍时，其H的变化是A. HAc 溶液中H减半B. 均减半C.HCl溶液中H减半D.均无变化E. HCl溶液中H减半，HAc 溶液中H不变第三节第三节 溶液的酸碱性和溶液的酸碱性和pHpH223OHOHOHOHki一、水的电离平衡一、水的电离平衡 水是重要的溶剂，实验证明纯水有微弱的导电性，水是重要的溶剂，实验证明纯水有微弱的导电性，说明它是一种极弱的电解质，纯水中存在着下列电离平说明它是一种极弱的电解质，纯水中存在着下列电离平衡。衡。简写为：简写为：H2O = H OHH2O H2O H3O OHH+第六章第六章 第三节第三节 Kw的意义为
38、：的意义为：一定温度时，水溶液中一定温度时，水溶液中H+和和OH-浓度浓度的乘积为一常数。的乘积为一常数。 水的电离是吸热反应，温度升高，水的电离是吸热反应，温度升高，Kw值增大。值增大。 Kw的大小与浓度、压力无关。的大小与浓度、压力无关。 由于水解离的量很少由于水解离的量很少, ,解离前后浓度几乎不变解离前后浓度几乎不变, ,仍可仍可看作常数。看作常数。232iwH OOHk H OKK w称为称为水的离子积常数。水的离子积常数。一、水的电离平衡一、水的电离平衡第六章第六章 第三节第三节 室温下（室温下（298.15K），纯水中），纯水中H+和和OH-相等，都是相等，都是1 10-7，所以
39、所以Kw值为值为1 10-14一、水的电离平衡一、水的电离平衡第六章第六章 第三节第三节Kw反映了水溶液中反映了水溶液中H+ 和和 OH-间的相互关系间的相互关系酸性溶液：酸性溶液： H3O+ 10-7 molL-1 OH中性溶液：中性溶液： H3O+ = 10-7 molL-1 = OH 碱性溶液：碱性溶液： H3O+ 10-7 molL-1 10-7 mol/L OH， pH 7 pOH中性溶液： H3O+ = 10-7 mol/L = OH，pH = 7 = pOH碱性溶液： H3O+ 10-7 mol/L 7 pOH二、溶液的酸碱性和二、溶液的酸碱性和pH第六章第六章 第三节第三节例例
40、 0.1mol /LHCl溶液中，溶液中， CH+ = 0.1mol /L pH = lg0.1 = 1.0 pOH = 14.0 1.0 = 13.0例例 0.1mol /LNaOH溶液中，溶液中， COH = 0.1mol/L pOH = lg0.1 = 1.0 pH = 14.0 1.0 = 13.0二、溶液的酸碱性和二、溶液的酸碱性和pH第六章第六章 第三节第三节例例 0.1mol /LHCl溶液中，溶液中， CH+ = 0.1mol /L pH = lg0.1 = 1.0 pOH = 14.0 1.0 = 13.0例例 0.1mol /LNaOH溶液中，溶液中， COH = 0.1m
41、ol/L pOH = lg0.1 = 1.0 pH = 14.0 1.0 = 13.0(一一) 一元弱酸和一元弱碱溶液一元弱酸和一元弱碱溶液pH近似计算近似计算 一元弱酸，当一元弱酸，当c Ka20Kw，可忽略水电离。，可忽略水电离。 设一元弱酸设一元弱酸HA溶液的总浓度为溶液的总浓度为c，其质子传递平衡表，其质子传递平衡表达式为：达式为： HA + H2O H3O+ + A-平衡浓度为平衡浓度为c-H+H+A-平衡常数为平衡常数为2HcHHAAHKa三、弱酸弱碱溶液三、弱酸弱碱溶液pHpH的计算的计算1. 一元弱酸溶液一元弱酸溶液pH近似计算近似计算第六章第六章 第三节第三节 因为弱酸的电离
42、度很小，因为弱酸的电离度很小， c/Ka500时，时， H+ Ka2 Ka3 ，溶液中的，溶液中的H3O+主要来自第主要来自第 一步反一步反应；如果应；如果 Ka1 Ka2 ，计算计算H3O+时可只考虑第一步离时可只考虑第一步离解，即按一元弱酸的离解平衡处理。解，即按一元弱酸的离解平衡处理。cKHa1 Ka1 Ka2 ，而且，而且 c Ka1 20Kw ，cKa1 500，因此因此H3O+只需按第一步解离平衡最简式计算。只需按第一步解离平衡最简式计算。1、多元弱酸溶液、多元弱酸溶液pH近似计算近似计算第六章第六章 第三节第三节H2CO3 + H2O HCO3- + H3O+73231103 .
43、 4COHHHCOKa1132321061. 5HCOHCOKaHCO3- + H2O CO32- + H3O+以以H2CO3为例，其质子传递及平衡常为：为例，其质子传递及平衡常为：1、多元弱酸溶液、多元弱酸溶液pH近似计算近似计算第六章第六章 第三节第三节 通常通常Ka1/Ka2104，即第二步电离出的，即第二步电离出的H+比第一步电比第一步电离出的离出的H+少得多，可忽略，水在酸中的电离减弱，即少得多，可忽略，水在酸中的电离减弱，即水电离的水电离的H+Kb2 Kb3 ，而且，而且 c Kb1 20Kw ，cKb1 500，OH- 即按一元弱碱的第一步离解平衡计即按一元弱碱的第一步离解平衡计
44、算：算：cKOHb1第六章第六章 第三节第三节例例 计算计算0.10 mol/LNa2CO3溶液的溶液的pH已知已知 Kb1 1.810-4， Kb22.310-8显然显然 Kb1 Kb1又又 c/Kb1 555 500故可按最简式计算故可按最简式计算)L(mol10441001081OH1 -341.cKbpOH = 2.38 pH=142.38=11.62 CO32- + H2O HCO3- + OH-解：解：2、多元弱碱溶液、多元弱碱溶液pH近似计近似计算算第六章第六章 第三节第三节(三三)两性物质溶液两性物质溶液pH近似计算近似计算一般情况：当一般情况：当cKa20Kw，c/Ka120
45、时时21aaKKH 可看出，两性阴离子溶液的可看出，两性阴离子溶液的pH与浓度无关。与浓度无关。 第六章第六章 第三节第三节 例例 计算计算0.10mol/LNaH2PO4溶液的溶液的pH值。已知值。已知H3PO4的的pKa1=2.16，pKa2=7.21，pKa3=12.32所以所以NaH2PO4溶液的溶液的 pH4.6883aa1023. 6102 . 7KKH21 解：解： 因因cKa220Kw，且且c20Ka1，可按最简公式计算可按最简公式计算(三三)两性物质溶液两性物质溶液pH近似计算近似计算第六章第六章 第三节第三节节小结节小结1、水的电离平衡、水的电离平衡2、溶液的酸碱性和、溶液
46、的酸碱性和pH3、弱酸弱碱溶液、弱酸弱碱溶液pH的计算的计算第六章第六章 第三节第三节节小结节小结难点：难点：1、水的离子积常数、水的离子积常数2、弱酸弱碱溶液弱酸弱碱溶液pHpH的计算的计算第六章第六章 第三节第三节思考题思考题第六章第六章 第三节第三节 1、水溶液的、水溶液的pH可以小于可以小于0或大于或大于14吗？吗？ 答：可以，因为溶液的答：可以，因为溶液的pH小于小于0或大于或大于14时再用时再用pH表示表示不方便，就用不方便，就用H 或或OH浓度来表示。浓度来表示。 思考题思考题第六章第六章 第三节第三节2、0.10molL-1H3PO4溶液中溶液中 PO43-近似等于近似等于A.
47、 Ka 2H3PO4 B. Ka 2Ka 3/H+ C. Ka 2 D. (Ka 2Ka 3)1/2 E. Ka 2/H3PO4思考题思考题第六章第六章 第三节第三节章章 页页3、在在0.4molL-1 HAc溶液中溶液中H+浓度是浓度是0.1molL-1 HAc溶液中溶液中H+浓度的浓度的A. 1倍倍 B. 2倍倍 C. 3倍倍 D. 4倍倍 E. 5倍倍第四节第四节 缓冲溶液缓冲溶液 若在若在HAc-NaAc溶液中加大量的酸或碱，溶液的溶液中加大量的酸或碱，溶液的pH就会发生明显的改变。就会发生明显的改变。HAc-NaAcHAc-NaAc蒸馏水蒸馏水蒸馏水蒸馏水50ml50ml50ml50
48、ml加甲基红加甲基红加加1molHCl加酚酞加酚酞加加1molNaOH实实 验验第六章第六章 第四节第四节建议下图背景换淡一些建议下图背景换淡一些 组成组成 例：例：HAc-NaAc、NH3H2O-NH4Cl、NaH2PO4-Na2HPO4等都是缓冲溶液。等都是缓冲溶液。 缓冲溶液大多数是一对共轭酸碱对。缓冲溶液大多数是一对共轭酸碱对。一、缓冲溶液的概念和组成一、缓冲溶液的概念和组成 概念概念 能抵抗外加少量酸或碱，而自身能抵抗外加少量酸或碱，而自身pH几乎不变的溶液几乎不变的溶液叫缓冲溶液，其作用叫缓冲作用。叫缓冲溶液，其作用叫缓冲作用。第六章第六章 第四节第四节 类型类型1、弱酸及其盐、弱
49、酸及其盐例：例：HAc-NaAc、H2CO3-NaHCO3、H3PO4NaH2PO42、弱碱及其盐、弱碱及其盐例：例： NH3H2O-NH4Cl 3、多元弱酸的酸式盐及其次级盐、多元弱酸的酸式盐及其次级盐例：例： NaHCO3-Na2CO3、NaH2PO4-Na2HPO4一、缓冲溶液的概念和组成一、缓冲溶液的概念和组成第六章第六章 第四节第四节以以HAc-NaAc缓冲系为例：缓冲系为例：NaAc Na+ + Ac-HAc + H2O H3O+ + Ac- 大量大量大量大量二、缓冲溶液作用原理二、缓冲溶液作用原理第六章第六章 第四节第四节 加酸后，溶液中浓度较大的加酸后，溶液中浓度较大的Ac-与
50、所加酸中与所加酸中H+结合结合成成HAc ，而，而HAc的电离度很小，结果的电离度很小，结果H+浓度没有明浓度没有明显增加，溶液的显增加，溶液的pH几乎不变。几乎不变。 加碱后，溶液中浓度较大的加碱后，溶液中浓度较大的HAc与所加碱中与所加碱中OH-结合成结合成H2O ，而，而H2O的电离度很小，结果的电离度很小，结果OH-浓度浓度没有明显增加，溶液的没有明显增加，溶液的pH几乎不变。几乎不变。H+ + Ac- HAcHAc + OH- H2O+Ac-二、缓冲溶液作用原理二、缓冲溶液作用原理第六章第六章 第四节第四节 抗酸抗碱成分：抗酸抗碱成分： 缓冲溶液中较高浓度的物质中，能和碱反应的物质缓
