溶液和离子平衡2013PPT学习教案

1、会计学1 溶液和离子平衡溶液和离子平衡2013 蒸气压下降蒸气压下降 2021-8-92 1 1、蒸气压下降、蒸气压下降 一定温度下，一定温度下，V V蒸发 蒸发= =V V凝聚凝聚时，此时水面上的蒸气压称为 时，此时水面上的蒸气压称为 该温度下的该温度下的饱和蒸汽压饱和蒸汽压，简称，简称蒸汽压蒸汽压。 加入一种加入一种难挥发难挥发的非电解质的非电解质 束缚一部分高能水分束缚一部分高能水分 子子 占据了一部分水的表占据了一部分水的表 面面 P 蒸汽平衡 第1页/共63页 Raoult定律定律 2021-8-93 在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸气压在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的

2、蒸气压(P)(P)等于纯溶剂的蒸气压（等于纯溶剂的蒸气压（P PA A* *）乘以溶液中溶剂的摩尔分数（）乘以溶液中溶剂的摩尔分数（x xA A ）。）。 即：即： 表明表明 ：在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸 在一定温度下，难挥发性非电解质稀溶液的蒸 气压下降与溶液中溶质的摩尔分数成正比。气压下降与溶液中溶质的摩尔分数成正比。 A * xpp A 第2页/共63页 2021-8-94 液体的本性液体的本性 温度：任何溶液的蒸汽压都随温度而变化温度：任何溶液的蒸汽压都随温度而变化 易挥发性物质易挥发性物质 ：蒸气压大的物质：蒸气压大的物质 难挥发性物质：蒸气压小的物质难挥发性物质：蒸气

3、压小的物质 蒸汽压大小的影响因素：蒸汽压大小的影响因素： 第3页/共63页 例例11已知已知293.15K时水的饱和蒸气压为时水的饱和蒸气压为2.338kPa,若在若在100g水中溶解水中溶解9g葡萄糖葡萄糖(C6H12O6, M=180gmol-1), 求此溶液的蒸气压。求此溶液的蒸气压。 解解: n水水= m/M = 100g /18gmol-1 = 5.56mol n葡萄糖葡萄糖= m/M= 9g/180gmol-1= 0.05mol p = p*xB= 2.338kPa0.0089 = 0.021kPa p溶液溶液= p*-p = 2.338kPa - 0.021kPa = 2.317

4、kPa xB = = = 0.00890. 05 5. 56+0. 05 nB nA+ nB 根据根据 p*-p溶液溶液 =p 和和p = p*xB计算。计算。 第4页/共63页 2021-8-96 凝固点：某物质的液相蒸汽压与固相蒸汽压相等凝固点：某物质的液相蒸汽压与固相蒸汽压相等 时的温度。用时的温度。用Tf表示表示 或在一定外压下，物质固、液两相平衡共存时的或在一定外压下，物质固、液两相平衡共存时的 温度。温度。 2 2液体的凝固点降低（液体的凝固点降低（freezing point） 第5页/共63页 2021-8-97 Tf 273 P (kPa) T (K) 水水 冰冰 溶液溶液

5、A B 0.61 A A ：冰冰- -水共存水共存 B B ：冰冰- -溶液共存溶液共存 T f Tfkf bB kf称为凝固点降低常数称为凝固点降低常数 bB为质量摩尔浓度为质量摩尔浓度 （ mol / Kg ） bB =nB/mA, nB为溶质的摩尔数，为溶质的摩尔数，mA为为 溶剂的质量溶剂的质量 是溶液蒸气压下降的直接结果是溶液蒸气压下降的直接结果 溶液的凝固点降低的原因溶液的凝固点降低的原因 第6页/共63页 2021-8-98 溶溶 剂剂 凝固点凝固点/K kf 水水 273.0 1.86 苯苯 278.5 4.90 醋醋 酸酸 289.6 3.90 樟樟 脑脑 452.8 39.

6、7 萘萘 353.0 6.90 溴乙烯溴乙烯 283.0 12.5 几种溶剂的凝固点降低常数几种溶剂的凝固点降低常数 第7页/共63页 2021-8-99 3 3溶液的沸点上升（溶液的沸点上升（boiling point） 液体的沸点液体的沸点 ( ( boiling point ) ) 当当P P 液 液 = P = P 外 外，液体沸腾时的温度。 ，液体沸腾时的温度。 溶液的沸点升高溶液的沸点升高 是溶液蒸气压下降的直接结果是溶液蒸气压下降的直接结果 正常沸点：当正常沸点：当P P外 外= =P P标标时的液体的沸点。 时的液体的沸点。 第8页/共63页 2021-8-910 101.3

7、P (k Pa) 373 TB T (K) 纯纯 水水 水溶液水溶液 Tb T b = kb bB kb称为沸点升高常数称为沸点升高常数 第9页/共63页 2021-8-911 溶溶 剂剂 沸点沸点/K Kb 水水 373.0 0.52 苯苯 353.2 2.53 三氯甲烷三氯甲烷 333.2 3.63 萘萘 491.0 5.80 乙醚乙醚 307.4 2.16 几种溶剂的沸点上升常数几种溶剂的沸点上升常数 第10页/共63页 2021-8-912 【解解】尿素尿素CO(NH2)2摩尔质量为摩尔质量为60gmol-1 2.6克尿素的物质的量克尿素的物质的量n=2.6/60=0.0433mol

8、1kg溶剂中尿素的物质的量溶剂中尿素的物质的量 n=0.04331000 /50=0.866mol 尿素的质量摩尔浓度尿素的质量摩尔浓度bB=0.866molkg-1 Tb=KbbB=0.520.866=0.45 Tf=KfbB=1.860.866=1.61 沸点：沸点：100+0.45=100.45 凝固点：凝固点：0-1.61=-1.61 【例例2】2.6克尿素克尿素CO(NH2)2溶于溶于50克水中，计算此溶液的凝固点和沸点克水中，计算此溶液的凝固点和沸点 第11页/共63页 2021-8-9 溶液的溶液的沸点上升和凝固点下降沸点上升和凝固点下降的应用：的应用： 在汽车、拖拉机的水箱（散

9、热器在汽车、拖拉机的水箱（散热器) )中加入乙二醇、酒精、甘油等可使其凝固点降低而防止结冰。中加入乙二醇、酒精、甘油等可使其凝固点降低而防止结冰。 利用凝固点下降，冰和盐的混合物可作冷冻剂。利用凝固点下降，冰和盐的混合物可作冷冻剂。 利用沸点上升原理，工件处理时可以在高于水的沸点的溶液中进行。利用沸点上升原理，工件处理时可以在高于水的沸点的溶液中进行。 因为含杂质的化合物可以看作是一种溶液，因此有机化学试验中常用测定沸点或熔点的方法来检验化合物的纯度。因为含杂质的化合物可以看作是一种溶液，因此有机化学试验中常用测定沸点或熔点的方法来检验化合物的纯度。 第12页/共63页 2021-8-914

10、渗透现象渗透现象： 通过半透膜发生表面上单方通过半透膜发生表面上单方 面的扩散现象面的扩散现象 产生条产生条 件件 有半透膜有半透膜 膜 两 侧 有膜 两 侧 有 浓度差浓度差 渗透方向渗透方向：从稀溶液：从稀溶液 向浓溶液进行渗透。向浓溶液进行渗透。 溶 剂 (a) 渗透现渗透现 象象 溶 液 溶 液 溶 剂 (b) 渗透压渗透压 力力 4 4溶液的渗透压溶液的渗透压 第13页/共63页 2021-8-915 达渗透平衡时溶液液面上的所加的额外压力：渗达渗透平衡时溶液液面上的所加的额外压力：渗 透压。透压。 符号符号 ： 单位；单位；PaPa或或kPa kPa 渗透压方程渗透压方程 V V

11、= = n nB BRT RT 或或 = = c cB BRTRT 电解质溶液电解质溶液 = = c cB BRTRT 第14页/共63页 2021-8-916 【解解】（1）=cBRT cB=/RT=366/8.314(273+20) =1.5010-1molm-3 =1.5010-4moldm-3 （2）设血红素的摩尔质量为）设血红素的摩尔质量为M， 则则1.5010-4moldm-3=1.0g/M/0.1dm-3 M=1.0/1.5010-4mol=6.7104gmol-1 【例例3】血红素血红素1.0g溶于水配成溶于水配成100cm3溶液，此溶液在溶液，此溶液在20时的透压为时的透压为

12、366Pa。计算：。计算： 溶液的物质的量浓度；溶液的物质的量浓度； 血红素的相对分子质量。血红素的相对分子质量。 第15页/共63页 2021-8-917 1.1.蒸气压下降蒸气压下降 3.3.沸点升高沸点升高 2.2.凝固点降低凝固点降低 4.4.渗透压力渗透压力 的数值与溶液中质点的数值与溶液中质点 的个数成正比的个数成正比 依数性的含义 Tfkf bB T b =kb bB V V = = n nB BRTRT 第16页/共63页 2.2 酸碱理论酸碱理论 2021-8-918 1 1、酸碱电离理论、酸碱电离理论( (阿累尼乌斯阿累尼乌斯酸碱理论）酸碱理论） 凡是在水中能解离出凡是在水

13、中能解离出H H+ +的物质是的物质是酸酸( (acid) )， 能能 解离出解离出OHOH- -的物质是的物质是碱碱( (base) )。 中和反应的实质是：中和反应的实质是：H+OH - =H2O。 局局 限限 性性 无法解释无法解释NH3H2O的弱碱的弱碱 性性 无无NH4OH 不适用于非水体系或无溶剂体系不适用于非水体系或无溶剂体系 NH3(g)+HCl(g) 苯苯 NH4Cl(s) H H+ +不能单独存在于水溶液中不能单独存在于水溶液中 第17页/共63页 凡能给出质子（凡能给出质子（H+ +）的物质称为）的物质称为酸。酸。 凡能接受质子（凡能接受质子（H+ +）的物质称为）的物质

14、称为碱。碱。 两性物质两性物质 如如H2O, HCO3-, HS- 2. 酸碱质子理论酸碱质子理论 HCl H+ + + + Cl- - HAc H+ + + + Ac- - NH4+ + H+ + + + NH3 H2SO3 H+ + + + HSO3- - HSO3- - H+ + + + SO32- - (1)(1)定义定义 如：如： 酸酸 碱碱 酸和碱可以是分子，也酸和碱可以是分子，也 可以是正、负离子可以是正、负离子. . 酸和碱具有相对性酸和碱具有相对性. . 没有没有“盐盐”的概念的概念. . 第18页/共63页 共轭酸碱对共轭酸碱对 (conjugate acid-base p

15、air) H+ + + + B- -HB HB - B- 练习练习1 下列各组物质中属于共轭酸碱对的是下列各组物质中属于共轭酸碱对的是( ) A. H3PO4H2PO4- B. H3PO4HPO42- C. H3PO4PO43- D. H2PO4-HPO42- E. H2PO4-PO43- F. HPO42-PO43- (2) 酸碱共轭关系酸碱共轭关系 共轭酸共轭酸共轭碱共轭碱 A D F 酸酸 H+ + 碱碱 第19页/共63页 注意注意: : 共轭酸碱对是不能单独存在的半反应。共轭酸碱对是不能单独存在的半反应。 A1 B2 H+H+ 或或 A2 B1 H3O+ + Cl- - H3O+ +

16、 Ac- -NH4+ + OH- - HAc + OH- - H3O+ + NH3 HCl + H2O H2O + Ac- HAc + H2O H2O + NH3 NH4+ + H2O H3O+ + OH- H2O + H2O 根据酸碱质子理论根据酸碱质子理论, 酸碱反应的实质就是在两个共轭酸碱对之间发生酸碱反应的实质就是在两个共轭酸碱对之间发生质子传递反应。 质子传递反应。 酸酸1 碱碱2 酸酸2 碱碱1 第20页/共63页 凡能给出孤对电子对的物质称为凡能给出孤对电子对的物质称为碱碱(Lewis base) 凡能接受孤对电子对的物质称为凡能接受孤对电子对的物质称为酸酸(Lewis acid

17、) 酸碱反应的实质酸碱反应的实质: : 形成配位键并生成酸碱配合物形成配位键并生成酸碱配合物. . 配位键配位键: 两原子间的共用电子对是由一个原子单独提供两原子间的共用电子对是由一个原子单独提供 的化学键称为通常用的化学键称为通常用表示表示.） 3. 酸碱酸碱电子理论（电子理论（Lewis 酸碱理论）酸碱理论） 酸酸 碱碱 酸碱配合物酸碱配合物 (电子对接受体电子对接受体) (电子对给予体电子对给予体) H+ + :OH- HOH HCl + :NH3 HNH3 BF3 + :F- 3 BF Cu2+ + 4 :NH3 Cu(NH3)4 第21页/共63页 练习练习22 根据酸碱质子理论根据

18、酸碱质子理论, 试判断下列物质中试判断下列物质中: H2S, CO32- -, HCO3- -, NH4+, H2O, OH- - 能作酸的是能作酸的是 ; 能作碱的是能作碱的是 ; 又可作酸又可作碱的是又可作酸又可作碱的是 ; CO32- -, HCO3- -, H2O, OH- - H2S, HCO3- -, NH4+ +, H2O HCO3- -, H2O 第22页/共63页 练习练习3 根据酸碱质子理论根据酸碱质子理论, 下列各组物质中下列各组物质中, 全是酸的一组是全是酸的一组是( )；全是碱的一组是；全是碱的一组是( )。 (A) H2S、CO32-、HCO3-; (B) NH4+

19、、H3O+、OH-; (C) HAc、HS-、HCO3-; (D) H2O、CO32-、S2- C D 第23页/共63页 1. 水的离子积水的离子积 H2O + H2O H+ H3O+ + OH- - 化简化简: H2OH+ + OH- - 一、一、水的离子积和溶液的水的离子积和溶液的pH值值 在在298.15K、纯水中测得：纯水中测得： 水的离水的离 子积常子积常 数数 第24页/共63页 2. 溶液的酸碱性溶液的酸碱性(pH) pKW= -lg(KW) pH = -lgceq(H+ +)/c pOH = -lgceq(OH- -)/c 稀溶液、稀溶液、298.15K时：时： ceq(H+

20、)/cceq(OH-)/c = KW, 两边分别取负对数两边分别取负对数: - -lgceq(H+ +)/c lgceq(OH- -)/c = - -lg(K ) pH + + pOH = pKW pH + + pOH=14 KW=1.010- -14 或或: pH=14 - -pOH 第25页/共63页 2021-8-927 例例1.1 求纯水在求纯水在50时的时的pH 值。值。 解：解： 50时，水的时，水的 Kw = 5.3510-14 Ceq（H+）= Ceq（OH-） Ceq（H+）=（ ）molL-1 14 1035.5 = 2.3110-7 molL-1 pH = -lg（2.3

21、1 10-7 molL-1/1 molL-1） = 6.64 第26页/共63页 二、二、 一元弱酸、弱碱的解离平衡一元弱酸、弱碱的解离平衡 弱电解质弱电解质( K介于介于10-210-7 ); 极弱电解质极弱电解质: K10-7。 在水溶液中只有部分分子解离成离子的电解质。在水溶液中只有部分分子解离成离子的电解质。 弱电解质弱电解质: : 解离度解离度( ( ) )= 100% 解离前弱电解质总浓度解离前弱电解质总浓度 解离部分弱电解质浓度解离部分弱电解质浓度 弱电解质按解离常数大小划分弱电解质按解离常数大小划分 第27页/共63页 HB + H2O H3O+ + + + B- - Ka 越

22、大越大, 酸性越强。酸性越强。 顺序顺序: HAcNH4+ +HS- - 如如: HAc H+ + + + Ac- - eq+eq- a eq c (H )/c c (B )/c K = c (HB)/c eq+eq- a eq c (H )/c c (Ac )/c K = c (HAc)/c HAc 1.74 10- -5 NH4+ + 5.60 10- -10 HS- - 1.00 10- -14 如如: : a K 1. 一元弱酸的解离平衡常数一元弱酸的解离平衡常数(Ka): 简写为：简写为： HB H+ + + + B- - 第28页/共63页 设设HAc的初始浓度为的初始浓度为c0

23、, 平衡时平衡时 一元弱酸溶液一元弱酸溶液 pH值的计算值的计算 eq+eq-2 a eq 0 c (H )/c c (Ac)/c x K = c (HAc)/c c -x 初始浓度初始浓度/(moldm-3) c0 0 0 HAc H+ + + + Ac- - 平衡平衡浓度浓度/(moldm-3) c0- -x x x 当当c0/Ka500时时, c0- -xc0， 则：则： 2 aa a0 -KK x =+Kc 24 ceq(H+ +) = x Kac0 ceq(H+ +)=ceq(Ac- -)= x ceq(HAc)=c0- -ceq(H+ +)=c0- -x 第29页/共63页 【例例

24、2-3】计算计算0.10moldm- -3HAc溶液中溶液中H+ +浓度、浓度、 pH值和值和HAc的解离度的解离度。 (已知已知 Ka=1.7410- -5 ) 解：解： pH = = - -lgceq(H+ +)/c= = - -lg1.3210- -3/1.0=2.88 0a -5 0.10 c / K= 500 1.74 10 = = 0.10101.74 -5 = = 1.3210- -3 moldm- -3 ceq(H+ +) K ac0 = ceq(H+ +)/c0=1.3210- -3/0.1=1.32 答答: :( (略略) )。 HAc H+ + + + Ac- - 第30

25、页/共63页 2. 一元弱碱的解离平衡常数一元弱碱的解离平衡常数(Kb): Kb 越大越大, , 碱性越强。碱性越强。 eqeq- b eq- c (HB/c c (OH )/c K = c (B )/c eq+eq- 4 b eq 3 c (NH )/c c (OH )/c K = c (NH )/c 如如: NH3 + + H2O NH4+ + + OH- - B- - + + H2O HB + + OH- - 第31页/共63页 x)OH(c)HN(c eq 4 eq eqeq- 300 c (NH )=c -c (OH )=c -x 设设NH3的初始浓度为的初始浓度为c0, 平衡时平衡

26、时 初始浓度初始浓度/(moldm-3) c0 0 0 平衡平衡浓度浓度/(moldm-3) c0- -x x x pH =14- -pOH 当当 c0/Kb500时，时，c0- -xc0 则：则： 2 bb b0 -KK x=+Kc 24 一元弱碱溶液一元弱碱溶液 pH值的计算值的计算 NH3 + + H2O NH4+ + + + OH- - ceq(OH- -)= x Kbc0 eq+eq- 4 b eq 3 c (NH )/c c (OH )/c K = c (NH )/c = x2 c0- -x 第32页/共63页 【例例2-6】计算计算0.20moldm-3 NH3H2O溶液中溶液中

27、OH-浓度、浓度、pH值及解离度值及解离度。(已知已知NH3H2O的的Kb=1.7710-5) pOH= - -lgceq(OH- -)/c= - -lg1.8810- -3/1.0=2.73 pH=14 pOH =14 2.73 =11.27 解解: : . ceq(OH- -) Kbc0 1.7710- -50.20 = 1.8810- -3 moldm- -3 = ceq(OH- -)/c0=1.8810- -3/0.2 = 0.94 答答: :( (略略) )。 0.20 1.7710- -5 c0/Kb 500 NH3 H2O NH4+ + + + OH- - 第33页/共63页 e

28、q+eq- a eq c (H )/c c (B)/c K = c (HB)/c HB H+ + + + B- - eqeq- b eq- c (HB/c c (OH)/c K = c (B)/c B- - + + H2O HB + + OH- - Kw=1.010- -14 3. 共轭酸碱对的解离常数之间的关系共轭酸碱对的解离常数之间的关系: 在一定温度下的稀溶液中在一定温度下的稀溶液中: : pKa+ + pKb= pKw pKa+ + pKb=14 在在298.15K时时: wconj.b,a KKK 第34页/共63页 【例例 1 】计算计算 0.10 moldm- -3 NH4Cl

29、溶液的溶液的pH值。已知值。已知 298.15K时，时，NH3H2O 的碱解离常数的碱解离常数Kb为为 1.7710- -5。 NH4+ 和和 NH3 是共轭酸碱对，是共轭酸碱对， 解解: : NH4+ + H+ + + + NH3 ( Ka) 根据根据 Ka Kb = Kw，则，则NH4+的酸解离常数的酸解离常数Ka为：为： 1.7710- -5 1.010- - 14 b K = = = 5.6510- -10 a K Kw c0 /Ka = 0.10 /(5.6510- -10) 500 = 7.5210- -6 moldm- -3 ceq(H+ +) Ka c0 = 5.6510- -

30、100.10 pH = - -lgceq(H+ +)/c= - -lg7.5210- -6/1.0= 5.12 第35页/共63页 解解: : Ac- - + + H2O HAc + + OH- - (Kb) c0 /Kb = 0.10 /(5.7110- -10) 500 ceq(OH- -) Kb c0 = 5.7110- -100.10 = 7.5610- -6 moldm- -3 pOH= - -lgceq(OH- -)/c= - -lg7.5610- -6/1.0= 5.12 pH = 14 pOH = 14 5.12 = 8.88 答答: : ( (略略) ). . HAc与与Ac

31、- -为共轭酸碱对为共轭酸碱对, 根据根据: : KaKb=Kw = = = 5.7110- -10 1.7510- -5 1.010- - 14 a K b K Kw 【例例2 】计算计算 0.10 moldm- -3 NaAc 溶液的溶液的pH值。已知值。已知 298.15K时，时， HAc 的酸解离常数的酸解离常数Ka为为 1.7510- -5。 第36页/共63页 2021-8-938 三、多元弱电解质的分级电离三、多元弱电解质的分级电离 能释放出多个质子的酸称为能释放出多个质子的酸称为多元弱酸多元弱酸 H2S+H2OH3O+ + HS- SH HSH 2 1a K =8.9110-8

32、 HS - + H 2O H3O+ + S 2- 2a K= HS SH 2 =1.1210-12 1a K 2a K 任何多元弱酸中： 离解特点：部分解离（共性）；离解特点：部分解离（共性）； 分步解离，以第一步为主（个性）。分步解离，以第一步为主（个性）。 第37页/共63页 2021-8-939 【例例】计算计算0.10molL-1H2S溶液中的溶液中的H+、HS-及及S2-。已知。已知Ka1= =8.9110-8，Ka2=1.1210-12。 解：设H+=molL-1，并忽略第二步电离 H2SH + +HS- 平衡浓度/molL-1 0.10- 8 2 2 a 101.9 10.0SH

33、 HSH 1 x x K H+ HS-9.5410-5molL-1 也可直接用一元弱酸的近似公式计算： H+ HS- cK a1=10. 01091. 8 8 =9.5410-5molL- 1 第38页/共63页 2021-8-940 HS-H+S2- + Ka2=H+S2-/HS- S2- = 1.1010-12 S2- = 1.1010-12moldm-3 由上可知，在氢硫酸溶液中，S2-在数值上 约等于Ka2。 一般来说，任何单一的二元弱酸中两价负离任何单一的二元弱酸中两价负离 子的浓度均约等于其二级解离常数。子的浓度均约等于其二级解离常数。 第39页/共63页 2021-8-941 四

34、、同离子效应和缓冲溶液 1. 同离子效应同离子效应 pH OH- 0.10 molL-1NH3H2O + + 酚酞酚酞 红红 少量少量 NH4Ac (s) 颜色变浅颜色变浅 在弱电解质溶液中加入含有相同离子的强电解质，将使弱电解质离解度下降的现象，称为同离子效应。在弱电解质溶液中加入含有相同离子的强电解质，将使弱电解质离解度下降的现象，称为同离子效应。 第40页/共63页 2021-8-942 平衡向左移动，平衡向左移动， 。 解释：解释：平衡移动原理平衡移动原理 如：如：HAc - NH4Ac HAc H+ + Ac- NH4Ac NH4+ + Ac- Ac- 第41页/共63页 2021-

35、8-943 第42页/共63页 2021-8-944 2. 缓冲溶液缓冲溶液 在含有在含有HAc的的NaAc的溶液中存在下列解离过程的溶液中存在下列解离过程: HAc H+ + Ac- NaAc Na+ + Ac- NaAc完全解离完全解离，由于同离子效应，由于同离子效应，降低了降低了HAc 的解离度的解离度，这时，这时HAc和和Ac-都较大，而且存在着都较大，而且存在着 HAc解离平衡。解离平衡。 当加入少量当加入少量H+时，时，H+离子和溶液中的离子和溶液中的Ac-结合生结合生 成成HAc，使解离平衡向左移动，达到新平衡时，使解离平衡向左移动，达到新平衡时H+离子离子 浓度不会显著增加；浓

36、度不会显著增加； 第43页/共63页 如果在上述溶液中加入少量的碱，增加的如果在上述溶液中加入少量的碱，增加的OH- 与溶液中的与溶液中的H+离子结合为水，这时离子结合为水，这时HAc的解离平的解离平 衡向右移动，以补充衡向右移动，以补充H+离子的减少。离子的减少。 2021-8-945 缓冲能力是有限的，只是少量酸碱。缓冲能力是有限的，只是少量酸碱。 第44页/共63页 2021-8-946 原理 加少量加少量OH-: 大量大量HAc+ OH-Ac- +H2O HAc 略略 Ac-略略 H+略略 HAcNaAc体系体系 HAc H+ + Ac- NaAc Na+ + Ac- 加少量加少量H+

37、: : 大量大量Ac- + H+ HAc HAc略略 Ac-略略 H+略略 加少量水加少量水: : HAc/ Ac- 基本不变基本不变 第45页/共63页 2021-8-947 缓冲对 组成特点：组成特点： 酸式盐酸式盐 + + 次级盐次级盐 NaHCO3Na2CO3 NaH2PO4Na2HPO4 弱酸弱酸 + + 弱酸盐弱酸盐 HAcNaAc H2CO3NaHCO3 弱碱弱碱 + + 弱碱盐弱碱盐 NH3NH4Cl 均含共轭酸碱对均含共轭酸碱对 第46页/共63页 2021-8-948 缓冲溶液的计算 弱酸与其盐：弱酸与其盐：共轭酸共轭酸 H+ + 共轭碱共轭碱 H a 碱 酸 K 弱碱与其

38、盐：弱碱与其盐：碱碱 + H2O 酸酸 + OH- H b 酸 碱 KO 第47页/共63页 2021-8-949 用浓度均为用浓度均为 0.20 molL-1 的的 HAc 和和 NaAc 溶液等体积比混溶液等体积比混 合成合成 10 ml 缓冲液，计算该缓冲液的缓冲液，计算该缓冲液的 pH 值。若在该溶液中加值。若在该溶液中加 入入 0.10 molL-1 NaOH 0.30 ml ，再计算该缓冲液的，再计算该缓冲液的pH 值值( HAc 的的 pKa = 4.75 )。 解解: 75.4 0 .520.0 0 .520.0 lg-75.4lgppH a0 碱 酸 n n K 加入强碱后：

39、加入强碱后： )mmol(03. 110. 030. 020. 00 . 5 Ac 碱 n 78. 4 03. 1 97. 0 lg75. 4pH1 )mmol(97. 010. 030. 020. 00 . 5 HAc 酸 n pH = pH1pH0 = 4.78 4.75 = 0.03 第48页/共63页 2021-8-950 缓冲溶液的选择缓冲溶液的选择 1 1） 选择缓冲对选择缓冲对 pH pKa（或（或pOH pKb） 同时同时考虑配伍禁忌，考虑配伍禁忌，无干扰反应发生。无干扰反应发生。 2 2） 控制缓冲对的总浓度控制缓冲对的总浓度。 3 3） 计算所需缓冲对物质的量。计算所需缓冲

40、对物质的量。 第49页/共63页 2021-8-951 表2-4常见的缓冲溶液及其pH范围 配制缓冲溶液的试剂缓冲组分pKa缓冲范围 HCOOH-NaOHHCOOH-HCOO-3.752.75-4.75 HAc-NaAcHAc-Ac-4.753.75-5.75 NaH2PO4-Na2HPO4H2PO4-HPO42-7.216.21-8.21 Na2B4O7-HClH3BO3-B(OH)4-9.148.14-10.14 NH3H2O-NH4ClNH4+- NH39.258.25-10.25 NaHCO3-Na2CO3HCO3-CO32-10.259.25-11.25 Na2HPO4- NaOHH

41、PO42PO43-12.6611.66-13.66 第50页/共63页 2021-8-952 一、溶度积（Ks） 一般可用溶解度的大小来衡量物质在水中溶解能力的大小一般可用溶解度的大小来衡量物质在水中溶解能力的大小. 物质物质 溶解度溶解度(g/100g水水) 易溶物易溶物 0.1 微溶物微溶物0.010.1 难溶物难溶物 0.01 第51页/共63页 2021-8-953 对难溶物来说对难溶物来说, 在它的饱和溶液中存在在它的饱和溶液中存在多相离子平衡多相离子平衡. Ba2+ SO42- 一定一定T 时时: 溶解溶解 溶解溶解 BaSO4(s) BaSO4(aq) Ba2+(aq) + SO

42、42-(aq) 沉淀沉淀 沉淀沉淀 第52页/共63页 2021-8-954 (3)(3)溶度积常数溶度积常数 全全 部部 电电 离离 Ba2+(aq) + SO42-(aq) BaSO4 (s) BaSO4(aq) 第53页/共63页 2021-8-955 BaSO4 (s）)Ba2+(aq) + SO42-(aq) Ba2+ + SO42- 设设 AmBn (s) mAn+ + nBm- Ks = An+/ C C m Bm- / C C n 平衡时平衡时 Ks = =Ba2+ /C/C SO42- /C /C Ks 称为溶度积常数 称为溶度积常数, ,简称溶度积简称溶度积( (solubility product). 表示一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中表示一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中, ,各离各离 子浓度幂的乘积为一常数。子浓度幂的乘积为一常数。 第54页/共63页 2021-8-956 例例： 已知已知298K时时, ,BaSO4的的Ks = 1.07 10-10 , Ag2CrO4 的的Ks =1.12 10-12, 试比较二者溶解度 试比较二者溶解度S的大小。的大小。 解：解： BaSO4(s) Ba2+ +SO42- 平衡浓度平衡浓度/ /molL-1