chapter4解离平衡PPT课件

1、chapter4解离平衡 第四章第四章 无机及分析化学无机及分析化学 chapter4解离平衡 学习要求学习要求: 了解近代酸碱理论了解近代酸碱理论(重点是酸碱质子论重点是酸碱质子论)的基本概念。的基本概念。 掌握一元弱酸、弱碱的解离平衡和多元弱酸、弱碱掌握一元弱酸、弱碱的解离平衡和多元弱酸、弱碱 的分级解离平衡的计算。的分级解离平衡的计算。 了解活度、活度系数、离子强度等概念。理解同离了解活度、活度系数、离子强度等概念。理解同离 子效应和盐效应对解离平衡的影响。子效应和盐效应对解离平衡的影响。 了解缓冲作用原理及缓冲溶液的组成与性质，了解缓冲作用原理及缓冲溶液的组成与性质， 掌握掌握 的计算

2、并能配制一定的计算并能配制一定pH值的缓冲溶液。值的缓冲溶液。 1. 理解难溶电解质沉淀溶解平衡的特点，会用溶度积理解难溶电解质沉淀溶解平衡的特点，会用溶度积 规则判断沉淀溶解平衡的移动以及有关的计算。规则判断沉淀溶解平衡的移动以及有关的计算。 chapter4解离平衡 4.1 酸碱理论酸碱理论 酸碱理论简介酸碱理论简介 水离子论水离子论 溶剂论溶剂论 质子论质子论 电子论电子论 软硬酸碱理论软硬酸碱理论 chapter4解离平衡 理论理论 水离子论水离子论 (1887,Arrhenius) 溶剂论溶剂论 (1905Franklin) 质子论质子论 (1923,Brnsted) 电子论电子论

3、(1923,Lewis) 软硬酸碱理论软硬酸碱理论 （1963，pearson） 定定 义义 酸酸 水溶液中电离出水溶液中电离出 的阳离子全部的阳离子全部 为为H+的化合物的化合物 溶于 水 生 成 溶溶于 水 生 成 溶 剂阳 离 子 的 物剂阳 离 子 的 物 质溶 于 水 生 成质溶 于 水 生 成 溶剂溶剂 阴离子的物质阴离子的物质 凡是能给出质子凡是能给出质子 的分子、离子或的分子、离子或 原子团原子团 凡是能接受电子凡是能接受电子 对的分子、离子对的分子、离子 或原子团或原子团 硬酸硬酸:受电子原子对外受电子原子对外 层电子抓得紧层电子抓得紧,难极化难极化 软酸软酸: 受电子原子对

4、外受电子原子对外 层电子抓得松层电子抓得松,易极化易极化 碱碱 水溶液中电离出水溶液中电离出 阳 离 子 全 部 为阳 离 子 全 部 为 OH-的化合物的化合物 溶于 水 生 成 溶溶于 水 生 成 溶 剂阳 离 子 的 物剂阳 离 子 的 物 质溶 于 水 生 成质溶 于 水 生 成 溶剂溶剂 阳离子的物质阳离子的物质 凡是能与质子结凡是能与质子结 合的分子、离子合的分子、离子 或原子团或原子团 凡是能给出电子凡是能给出电子 对的分子、离子对的分子、离子 或原子团或原子团 硬碱硬碱:给电子原子对外层给电子原子对外层 电子抓得紧电子抓得紧,难极化难极化 软碱软碱: 给电子原子对外层给电子原子

5、对外层 电子抓得松电子抓得松,易极化易极化 反应、反应、 举例举例 HClH+Cl- N a O H O H - +Na+ NH4ClNH4+ Cl- NaNH2NH2- +Na+ HClH+Cl- NH3+H+NH4+ +Cl - H+:OHH:O H “硬亲硬硬亲硬,软亲软软亲软,软硬交软硬交 界就不管界就不管” LiI+CsFLiF+CsI 优优 点点 能简便地解释水能简便地解释水 溶液中的酸碱反溶液中的酸碱反 应应 将酸 碱 概 念 扩将酸 碱 概 念 扩 展到 非 水 溶 剂展到 非 水 溶 剂 中中 概括了水离子论概括了水离子论 也可用于无溶剂也可用于无溶剂 或不电离酸碱或不电离酸

6、碱 体系体系 概括了前面的概括了前面的 三种酸碱理论三种酸碱理论 应用极广应用极广,涉及无机极有涉及无机极有 机化学各个方面机化学各个方面,在解释在解释 配合物反应时优点较多配合物反应时优点较多 缺缺 点点 把酸和碱限制在把酸和碱限制在 水溶液中，碱限水溶液中，碱限 制于氢氧化物制于氢氧化物 不能 解 释 不 电不能 解 释 不 电 离离 及无 溶 剂 的 酸及无 溶 剂 的 酸 碱碱 对无质子溶剂对无质子溶剂 （SO2）不能说）不能说 明明 没有统一的酸碱没有统一的酸碱 强度的标度强度的标度 没有统一的酸碱强度的没有统一的酸碱强度的 标度标度 chapter4解离平衡 chapter4解离平

7、衡 酸：酸：在水溶液中能够电离，产生的阳离子全部都在水溶液中能够电离，产生的阳离子全部都 是是H+的物质；的物质； 碱：碱：在水溶液中能够电离，产生的阴离子全部都是在水溶液中能够电离，产生的阴离子全部都是 OH-的物质。的物质。 酸与碱中和酸与碱中和反应本质就是反应本质就是H+和和OH-化合生成水。化合生成水。 阿累尼乌斯酸碱电离理论阿累尼乌斯酸碱电离理论 (复习复习) +- 2 H +OH =H O 优点：优点：从物质的组成上阐明了酸碱的特征。从物质的组成上阐明了酸碱的特征。 局限性：局限性：把酸碱反应限制在水溶液体系中，把酸碱范围限把酸碱反应限制在水溶液体系中，把酸碱范围限 制在分子特别是

8、把碱限制为氢氧化物。制在分子特别是把碱限制为氢氧化物。 chapter4解离平衡 布朗斯特布朗斯特-劳莱酸碱各自独立在劳莱酸碱各自独立在1923年质子理论年质子理论 酸酸:凡是能释放出质子的任何物质；凡是能释放出质子的任何物质； 碱碱:凡是能接收质子的任何物质。凡是能接收质子的任何物质。 + +- +- 2 + 43 3+ 2625 HBHB HClH H OH +OH NHNHH Fe(H O) Fe(H O) OHH Cl 酸 碱（共轭关系） 如： 质子酸碱之间存在共轭关系：质子酸碱之间存在共轭关系： “有酸才有碱，有碱才有酸，酸中有碱，从碱可知酸有酸才有碱，有碱才有酸，酸中有碱，从碱可知

9、酸” 。 4.1.1酸碱质子论酸碱质子论 一、定义一、定义 chapter4解离平衡 总结：总结： u酸可以是中性分子、正离子或负离子。酸可以是中性分子、正离子或负离子。 u既可以释放质子可接受质子既可以释放质子可接受质子两性物质两性物质(H2PO4-)。 u酸越强酸越强(越易释放质子越易释放质子)， 则其共轭碱越弱则其共轭碱越弱(越难结合越难结合 质子质子)：反之亦然。：反之亦然。 -+ 2424 - 2434 H POH PO +H H POH PO chapter4解离平衡 + 11 + 22 1212 12 12 A B + H1 B + H A2 A + B B + A AB B A

10、 共轭酸碱对（ ） 共轭酸碱对（ ） 反应物称为“酸”“碱”， 产物是酸碱的共轭物， +- 34 - 2 + 4233 +- 322 -+ 23 (1) HAc + NHNH + Ac (2) H O + Ac OH + HAc (3) NH + H ONH + H O (4) H O + OHH O+ H O (5) HAc + H O Ac + H O 酸碱电离理论中盐的形成 弱碱盐的水解 弱酸盐的水解 强酸强碱的中和反应 弱酸的电离 质子理论中酸碱平衡就是共轭酸碱对之间的平衡质子理论中酸碱平衡就是共轭酸碱对之间的平衡 chapter4解离平衡 二、酸碱强度二、酸碱强度 质子酸、碱的强弱，

11、不仅取决于质子酸、碱的强弱，不仅取决于酸碱本身酸碱本身还取决于还取决于溶剂溶剂 接受和释放质子的能力。接受和释放质子的能力。 u在同一种溶剂中，酸碱的相对强弱决定于各酸碱的本性。在同一种溶剂中，酸碱的相对强弱决定于各酸碱的本性。 u同一酸碱在不同溶剂中的相对强弱则由溶剂的性质决定。同一酸碱在不同溶剂中的相对强弱则由溶剂的性质决定。 水水 弱酸；弱酸； 液氨液氨NH3 强酸；强酸；(液氨接受质子的能力比水强，促进液氨接受质子的能力比水强，促进 了了HAc给出质子给出质子) 无水无水H2SO4 则为弱碱。则为弱碱。(无水硫酸给出质子的能力比无水硫酸给出质子的能力比 水强，促进了水强，促进了HAc更

12、易得电子更易得电子) 例：例： HAc chapter4解离平衡 水是最重要的溶剂。水是最重要的溶剂。 酸碱在水溶液中表现出来的强度可用酸碱在水溶液中表现出来的强度可用解离常数解离常数来表征。来表征。 -+ 23 +- +- 3 3 a 2 +- K 3 | HAc + H O Ac +H O H O /cAc /c (H O )(Ac ) K = (H O)(HAc)HAc/c H O Ac HAc 无量纲 - - 2b - | OH HAc H O+AcOH +HAc K (Ac )= Ac abw K K K Example P73 4-1 chapter4解离平衡 表表4-1 一些弱酸

13、的一些弱酸的K值及其共轭碱值及其共轭碱（P73） chapter4解离平衡 Ka越大，酸越强，共轭碱越弱越大，酸越强，共轭碱越弱 Ka越小，酸越弱，共轭碱越强越小，酸越弱，共轭碱越强 酸碱反应总是由较强的酸和较强的碱反应生成较弱的酸碱反应总是由较强的酸和较强的碱反应生成较弱的 酸和较弱的碱。酸和较弱的碱。 - 2 2 - 2 - H O+AcOH +HAc HAc H O AcH O OHAc 酸性： 在中只有小部分解离 碱性： +- 34 + 4 - 3 HCl + NHNH + Cl HCl NH NH Cl 酸性： 正向进行比较完全 碱性： 较强酸+较强碱较弱酸+较弱碱 chapter4

14、解离平衡 4.1.2 酸碱电子理论酸碱电子理论 为了说明为了说明 不含质子的物质的酸性不含质子的物质的酸性,在质子酸碱理论理出的同时在质子酸碱理论理出的同时,美美 国化学家国化学家G.N.Lewis提出一个更广泛概括性更强的酸碱理论提出一个更广泛概括性更强的酸碱理论 Lewis酸：酸：能接收电子对的物质能接收电子对的物质 (须有空轨道须有空轨道)。 Lewis碱：碱：能给出电子对的物质能给出电子对的物质 (须有孤对电子须有孤对电子)。 + 2 2+ 4 2+ 33 4 3333 - 46 A(lewis) +B(Lewis)= H:OHH O Ni+ 4:CO = Ni(CO) Cu+ 4:N

15、H = Cu NH BF + :NH = F B NH SiF2:F = SiF 酸碱酸碱加合物 立足于物质的普遍成分，以电子的授受关系来说明酸碱的反立足于物质的普遍成分，以电子的授受关系来说明酸碱的反 应，包括的酸碱范围很广应，包括的酸碱范围很广广义酸碱理论广义酸碱理论 chapter4解离平衡 *4.1.3软硬酸碱软硬酸碱(SHAB)规则规则 一、一、Lewis酸酸 硬酸：硬酸：半径小，正电荷多，极化率小，对外层电子抓半径小，正电荷多，极化率小，对外层电子抓 得紧。得紧。 如：如：Be2+，H+，Fe3+，Al3+; 软酸：软酸：半径大，正电荷少，极化率大，对外层电子抓半径大，正电荷少，极

16、化率大，对外层电子抓 得松。得松。 如：如：Cu+，Fe， Hg2+; 交界酸：交界酸：介于软硬酸之间的酸。介于软硬酸之间的酸。 如：如：Cu2+， ， Fe2+。 。 chapter4解离平衡 chapter4解离平衡 二、二、Lewis碱碱 硬碱：硬碱：极化率低，电负性高，对外层电子抓得紧。极化率低，电负性高，对外层电子抓得紧。 如：如：F-，OH-。 软碱：软碱：极化率大，对外层电子抓得松。极化率大，对外层电子抓得松。 如：如：I-，S2-， CN-。 交界碱：交界碱：介于软硬碱之间的碱。介于软硬碱之间的碱。 chapter4解离平衡 三、软硬酸碱三、软硬酸碱(SHAB)规则规则: “硬

17、亲硬硬亲硬, 软亲软软亲软, 软硬交界就不管软硬交界就不管”。 chapter4解离平衡 四、四、 SHAB规则应用规则应用 1.说明自然界和人体内金属元素存在的状态。说明自然界和人体内金属元素存在的状态。 自然界的矿物中，自然界的矿物中，Li,Na,Ca, Al,Cr等为等为硬酸硬酸，大多，大多 以氧化物、氟化物、碳酸盐、硫酸盐等形式存在；以氧化物、氟化物、碳酸盐、硫酸盐等形式存在； 而而Cu,Ag,Au,Hg,Zn,Pb,Ni,Co等低价金属为等低价金属为软酸软酸，以，以 硫化物的形式存在。硫化物的形式存在。 人体内的人体内的Na+,K+,Ca2+,Mg2+ ,Mn (II/III)均与均

18、与O键合；键合； Co (II/III,Fe (II/III)与与N和和O键合；键合； Cu (I/II)，Zn(II) 与与N,S键合。键合。 chapter4解离平衡 2.判断化学反应的方向判断化学反应的方向 反应向着生成硬反应向着生成硬-硬和软硬和软-软结合的产物的方向进行。软结合的产物的方向进行。 正向趋势大正向趋势大 逆向趋势大逆向趋势大 chapter4解离平衡 3.指导某些金属非常见氧化态化合物的合成指导某些金属非常见氧化态化合物的合成 u处于高氧化态的元素处于高氧化态的元素(硬酸硬酸)可通过和硬碱可通过和硬碱(F ,OH ,O2 ) 结合而获得稳定。结合而获得稳定。 例如：例如

19、：PtF62 ，H4XeO6，XeF4等。等。 u处于低氧化态的元素处于低氧化态的元素(软酸软酸)可通过和软碱可通过和软碱(CO,C2H4, C6H6等等) 结合而趋于稳定。结合而趋于稳定。 例：例：Ni, Pt2+软酸与软酸与CO, S2 , C2H4等软碱结合。等软碱结合。 如：如：Ni(CO)4，KPtCl3(C2H4)等（形成等（形成 配键配键 ）。）。 在过渡金属的在过渡金属的配合物和配合物和酸合物中，金属氧化态多酸合物中，金属氧化态多 为低价（为低价（0，+1 最多超不过最多超不过+2） chapter4解离平衡 4. 判断异性双齿配体的配位情况。判断异性双齿配体的配位情况。 33

20、 6 42 6 () () () () FeFe NCS SCN PtPt SCN ：硬硬 ：软软 22 4 2 :() () :() () VoVo SeCN SeCN AgAg SeCN 硬-硬 软-软 chapter4解离平衡 4-2 弱酸、弱碱的解离平衡弱酸、弱碱的解离平衡 物质的分类：物质的分类： 强电解质（完全电离）强电解质（完全电离） 电解质电解质 （HCl、NaOH、NaCl等）等） 物质物质 弱电解质（部分电离）弱电解质（部分电离） （HAc、H2CO3、NH3等）等） 非电解质非电解质 (C6H12O6、C6H6、（、（NH2）2CO等等) 1. 电解质在水溶液中存在状态电

21、解质在水溶液中存在状态 复习：复习： chapter4解离平衡 2、强电解质和弱电解质、强电解质和弱电解质 部分电离部分电离 导电能力弱导电能力弱 弱酸、弱碱、弱酸、弱碱、 少部分盐、少部分盐、 有机物有机物 弱电解质弱电解质 完全电离完全电离导电能力强导电能力强NaCl= Na+Cl- 强酸、强碱、强酸、强碱、 极大部分盐极大部分盐 强电解质强电解质 原因解释原因解释实验现象实验现象电离方程电离方程物质分类物质分类 +- HAcH +Ac chapter4解离平衡 4.2.1一元弱酸、弱碱的解离平衡一元弱酸、弱碱的解离平衡 23 0 ()( )()() a HB aqH O LH OaqBa

22、q HBHB HB K HB 离解常数 1.一元弱酸的解离平衡一元弱酸的解离平衡 chapter4解离平衡 0 2 0 380 ()5% a a c orc Hc K H K c 近似计算：时 0 a HKc +- + +2 0 a + H BH+B c 0 0 c-H H H H K= c-H 起 始 浓 度 平 衡 浓 度 2 000 4 2 aaa KKKc H chapter4解离平衡 注：注： 与电解质的与电解质的浓度无关浓度无关只于电解质的只于电解质的本性和温度本性和温度有关。有关。 00 b , a KK 2. 一元弱碱的解离平衡一元弱碱的解离平衡 0 () b MOHMOH M

23、OH K MOH 离解常数 00 bb /380 c KOHKc 2 000 bbb 0 b 4 /380 OH 2 KKKc c K 同理: chapter4解离平衡 解离度解离度()()弱电解质离解达到弱电解质离解达到平衡平衡状态时，状态时，已离已离 解解 的分子占原有分子总数的百分数。的分子占原有分子总数的百分数。 100% 已离解的分子数 弱电解质的分子数 0 c K Example P78 4-2, 4-3 chapter4解离平衡 Ki的意义的意义 Ki属于化学平衡常数，只与温度有关，与浓度无属于化学平衡常数，只与温度有关，与浓度无 关。在一定温度下是一个定值。关。在一定温度下是一

24、个定值。 Ki是弱电解质的特征常数。它反映了电解质电离是弱电解质的特征常数。它反映了电解质电离 程度的强弱。程度的强弱。 比较同类型弱电解质的相对强弱，比较同类型弱电解质的相对强弱，Ki越大，弱电越大，弱电 解质电离程度越大。解质电离程度越大。 Ki 的数值可查有关数据（见附录的数值可查有关数据（见附录4） 。 chapter4解离平衡 4.2.2多元弱酸弱碱多元弱酸弱碱 的解离平衡的解离平衡 多元酸多元酸 含有一个以上可置换的氢原子的酸。含有一个以上可置换的氢原子的酸。 多元酸的解离是多元酸的解离是分步分步进行的。每一步有一个解离常数。进行的。每一步有一个解离常数。 +- 233a1 -+2

25、- 33a2 H COH + HCO K HCO H + CO K 二元酸： +- 3424a1 -+2- 244a2 2-+3- 44a3 H PO H +H PO K H PO H +HPO K HPO H +PO K 三元酸： 一般而言，一般而言，对二元弱酸：对二元弱酸：Ka1 Ka2 对三元弱酸：对三元弱酸：Ka1 Ka2 Ka3 chapter4解离平衡 2 + a1a2a1 +- H Ba1 2- a2 KK ,c/K380,H H =HB =cK B =K 主要来自第一步电离 Example P79 4-4, 4-5 a2 -+2- +2- - HB H + B H B K =

26、HB a1 +- 2 +- 2 H B H + HB H HB K = H B a1a2 + 22- 2 H B K K = H B chapter4解离平衡 21 2 2 K K H SHHS HSHS 多重平衡规则多重平衡规则 22 23 12 2 6.8 10 HS KK K H S 2 2 H SHS 不能说明过程是按 chapter4解离平衡 几点说明：几点说明： 多元弱酸多元弱酸Ka10 Ka20 Ka30，计算，计算H+时作一元时作一元 酸处理，酸的强度也由酸处理，酸的强度也由 Ka1决定。决定。 多元酸溶液中，同时存在几个平衡，不能把多元酸溶液中，同时存在几个平衡，不能把Ka1

27、0 Ka20 中的中的H+理解成第一部和第二步电离的理解成第一部和第二步电离的H+， 一份溶液中只有一份溶液中只有 一种一种 H+， 即总浓度。即总浓度。 单一的二元酸溶液中单一的二元酸溶液中B2-= Ka20 ，如溶液中还有，如溶液中还有 其他酸碱，则其他酸碱，则B2- Ka20 。 离子形式的弱酸、弱碱的离子形式的弱酸、弱碱的Ka0，Kb0一般查不到，一般查不到， 可由其共轭酸碱可由其共轭酸碱Ka0Kb0=Kw0。对多元酸碱来说。对多元酸碱来说 要注意。要注意。 1. 如：二元酸如：二元酸 Ka10Kb20=Kw0 ，Ka20Kb10=Kw0 chapter4解离平衡 4.2.3两性物质的

28、解离平衡两性物质的解离平衡 两性物质两性物质即可给出质子，又可接受质子的物质。即可给出质子，又可接受质子的物质。 如：如：酸式盐，弱酸弱碱盐和氨基酸。酸式盐，弱酸弱碱盐和氨基酸。 -+2- 33 - 2323 + a1a2 (1) HCO H + CO (2) H O + HCO H CO H KK + aa a a H KK K K 推广： ：两性物质作酸时酸的解离常数 ：两性物质作碱时其共轭酸的解离常数 Example: P80 4-6, 4-7 chapter4解离平衡 4.2.4同离子效应和盐效应同离子效应和盐效应 往弱电解质溶液中，往弱电解质溶液中， 加入与该弱电解质有加入与该弱电解

29、质有 共同离子共同离子的的强电解质强电解质， 使平衡向左移动，引使平衡向左移动，引 起弱电解质起弱电解质电离度降电离度降 低低的现象。的现象。 HAc+甲基橙甲基橙 酸性酸性 加入加入NaAc后酸度降低后酸度降低 HAcHAc NaAcNaAc NaAc HAc+甲基橙甲基橙 微酸性微酸性 1.同离子效应：同离子效应： chapter4解离平衡 例例4-8 计算（计算（1）0.10mol/LHAc溶液的溶液的H+及电离度及电离度 ( 2 )在在1L该溶液中加入该溶液中加入0.10molNaAc后后,溶液的溶液的H+及电离度。及电离度。 53 3 1.76 100.11.33 10/ 1.33

30、10 100%1.33% 0.1 aHAc HK cmol L 解解: (1)HAc为一元弱酸, c/Ka380 chapter4解离平衡 解：解：加入加入NaAc后后, 同离子效应抑制同离子效应抑制HAc电离，电离，H+ Ac-， HAcCHAc，Ac-CNaAc 故故不能采用近似公式不能采用近似公式计算酸度。计算酸度。 HAcHAc NaAcNaAc +- +55 - -5 H Ac Ka= HAc HAc0.1 H =Ka1.76 101.76 10/ Ac 0.1 1.76 10 =100%=0.018% 0.1 mol L ( 2 )在在1L该溶液中加入该溶液中加入0.10molNa

31、Ac后，溶液的后，溶液的H+及电离度。及电离度。 chapter4解离平衡 2. 盐效应盐效应 盐效应盐效应在弱电解质（在弱电解质（HAc）加入）加入不含相同离子不含相同离子的的 强电解质（强电解质（NaCl）由于溶液中离子间的相互牵制作用）由于溶液中离子间的相互牵制作用 增强，增强， H+与与Ac - 结合成分子的机会减小，表现为结合成分子的机会减小，表现为HAc 的解离度的解离度有所增高。有所增高。 同离子效应的同时，必然伴随着盐效应的发生，同离子效应的同时，必然伴随着盐效应的发生， 只是同效应的影响大的多。只是同效应的影响大的多。 chapter4解离平衡 4.3.1 离子氛概念离子氛概

32、念 强电解质在溶液中是完全电离的，但是由于离子间的强电解质在溶液中是完全电离的，但是由于离子间的 相互作用，每一个离子都受到相互作用，每一个离子都受到相反电荷离子相反电荷离子的束缚，的束缚， 浓度越大影响越显著。所以实验测得的浓度越大影响越显著。所以实验测得的“解离度解离度”， 并非真正的解离度并非真正的解离度表观解离度。表观解离度。 离子氛示意图离子氛示意图 例：例：KCl溶液溶液 0.1 molL-1, = 0.862 1.0 molL-1, = 0.756 2.0 molL-1, = 0.712 4.3 强电解质溶液强电解质溶液 chapter4解离平衡 1.1.活度活度(a)(a)是指

33、有效浓度，在单位体积电解质溶液是指有效浓度，在单位体积电解质溶液 中，中，表观上表观上所含的离子浓度。所含的离子浓度。 = =(b/b(b/b0 0 ) 4-13 ) 4-13 =(c/c0 ) 4-14 b: b:质量摩尔浓度；质量摩尔浓度； : :称为活度系数。称为活度系数。反映了溶液中离子相互牵制作用的大小。反映了溶液中离子相互牵制作用的大小。 1380 近似计算近似计算 弱碱溶液弱碱溶液 近似公式近似公式 缓冲溶液缓冲溶液 弱酸及其盐弱酸及其盐 POH=-lgOH PH=-lgH+ c/Ka380 近似计算近似计算 弱酸溶液弱酸溶液 pH=14-lg OH- c碱 碱1 10-6mol

34、L-1 c碱 碱=OH- 强碱溶液强碱溶液 pH=-lgH+ c酸 酸1 10-6molL-1 c酸 酸=H+ 强酸溶液强酸溶液 备备 注注计算公式计算公式溶溶 液液 类类 型型 a HKc 弱酸 b OHKc 弱碱 lg a c pHpK c 共轭碱 弱酸 chapter4解离平衡 4.5.1 溶度积和溶度积规则溶度积和溶度积规则 难溶物质：难溶物质：溶解度小于溶解度小于0.01g（100gH2O） 在一定温度下，将难溶电解质晶体放入水中在一定温度下，将难溶电解质晶体放入水中 时，就发生时，就发生溶解溶解和和沉淀沉淀两个过程。两个过程。 H2O chapter4解离平衡 - - 0 ( )

35、()() () AgCl sAgaqClaq AgCl K AgCl （）（） 0- ()1 ()() AgCl KAgAgClCl 故： - 0- ()()()1S AgClAgCl KAgCl 很小，= 溶解溶解 结晶结晶 - ( ) AgCl sAgaqClaq （）（） 一、溶度积一、溶度积 chapter4解离平衡 22- 44 022- 4 BaSOBaSO KBaSO 2- 244 2 02- 4 2 Ag CrOAgCrO KAgCrO 0 + mn nm nm mn sp A BnAmB KAB 溶度积溶度积 一定温度下，一定温度下，难溶电解质饱和溶液中以化难溶电解质饱和溶液

36、中以化 学计量数为指数的离子浓度的乘积为学计量数为指数的离子浓度的乘积为一常数一常数，称为溶度，称为溶度 积常数，简称溶度积。积常数，简称溶度积。 chapter4解离平衡 K0sp可由实验测定，也可由反应的可由实验测定，也可由反应的rGm0值来计算。值来计算。 - 00 rmsp ( ) ln AgCl sAgaqClaq GRTK （）（） 说明：说明：溶度积仅适用于难溶的强电解质：溶度积仅适用于难溶的强电解质： （1）难溶难溶溶解度小于溶解度小于0.01g/100g水水 （2）强电解质强电解质溶解后全部以离子状态存在，而溶液中没有溶解后全部以离子状态存在，而溶液中没有 未离解的分子未离解

37、的分子(MA)或离子对或离子对(M+A-)，也没有显著水解。，也没有显著水解。 00 ) rmBfm GGB （ Example P89 4-12 chapter4解离平衡 二、溶度积与溶解度的相互关系二、溶度积与溶解度的相互关系 1.溶度积与溶解度的相互换算溶度积与溶解度的相互换算 两者都可以表示物质的溶解能力，相互可以换算，但要注意浓度单位。两者都可以表示物质的溶解能力，相互可以换算，但要注意浓度单位。 K0sp中浓度以中浓度以mol/L表示表示 溶解度溶解度S：g/L，g/100g水，水，mol/L 例例1 1：已知已知2525时，时，AgClAgCl的溶解度为的溶解度为1.921.92

38、1010-3 -3g/L g/L，求，求 KspKsp( (AgClAgCl) ) - -5-5 0- sp -5-10 ( ) () 1.3410 1.3410 1.34101.8010 AgCl sAgaqClaq c KAgCl 2 （）（） 平衡 (） Example P89 4-13 4-14 chapter4解离平衡 例例2：已知：已知：K0sp( (AgCl) )=1.8010-10， Ksp( (Ag2Cr2O7 ) )=1.110-12，求溶解度，求溶解度S S。 2- 244 02312 5 2 () 2 241.1 10 6.5 10 mol/ sp Ag CrOAgCr

39、O cSS KSSS SL 平衡 - 02-10 sp -5 ( ) () 1.8010 1.3410 AgCl sAgaqClaq cSS KS SS S （）（） 平衡 (mol/L) sp ABSK型： 3 2 4 sp K A BS 型 chapter4解离平衡 2.溶解度的比较溶解度的比较 同类型的难溶化合物，可由比较其溶解能力同类型的难溶化合物，可由比较其溶解能力 ( (同一温度下同一温度下) )。 Fe(OH)3，Ag3PO4 Cr(OH)3，Li3PO4 AB3或或A3B型型 PbI2，Ag2S Mn(OH)2，Ag2CrO4 AB2或或A2B型型 AgCl, BaSO4, C

40、aCO3 AgBr, BaCO3, CaSO4 AB型型 溶解度溶解度S（mol/L）实实 例例化合物类型化合物类型 4 2 7 sp K S sp SK 3 4 sp K S 不同类型的电解质，不能直接由不同类型的电解质，不能直接由Ksp0比较溶解能力的大小。比较溶解能力的大小。 chapter4解离平衡 在任一溶液中，可能产生沉淀的离子按溶度在任一溶液中，可能产生沉淀的离子按溶度 积的形式写出，称离子积积的形式写出，称离子积Q。 三、溶度积规则三、溶度积规则 0 0 0 sp sp sp QK QK QK 不饱和溶液，无沉淀 溶度积规则 饱和溶液，达平衡状态 过饱和溶液，有沉淀析出 + m

41、n nm nm mn A BnAmB QAB chapter4解离平衡 PbI2(s) 注注: 溶液中，如果一种离子浓度小，另一种离子浓度大，溶液中，如果一种离子浓度小，另一种离子浓度大， 但只要达到但只要达到Q = K0sp均为饱和溶均为饱和溶 chapter4解离平衡 2 322 20 3sp3 (1)2HCOH OCO (CO) BaCOcQ QK 加酸 利于溶解 223 220 3sp 3 (2) BaCl or Na CO (Ba) (CO) BaCO corcQ QK 加 促使生成 22 33 :( ) ()()eg BaCO sBaaqCOaq chapter4解离平衡 4.5.

42、2沉淀的生成和溶解沉淀的生成和溶解 0 isp QK 有沉淀析出 例如例如:求在求在0.10molL-1的的NaOH溶液中，溶液中，Mg(OH)2的摩尔溶解度的摩尔溶解度. 解：设溶解度为解：设溶解度为xmolL-1。 2+- 2 20-11 sp -9-1 Mg(OH) (s) Mg + 2OH c 0 0.10 c x 0.10+2x 0.10+2x0.01 x(0.10) =K =1.2 10 x=1.2 10 mol L (开始) (平衡) Mg(OH)2(s)在纯水中的溶解度为在纯水中的溶解度为: 1161 1.2 103.26 10 mol L 同离子同离子 效效 应应 Examp

43、le P90 4-15 一、沉淀的生成一、沉淀的生成 chapter4解离平衡 当过量的加入沉淀剂当过量的加入沉淀剂(一般超过一般超过20-50%)或加入其它的非或加入其它的非共同离共同离 子子的的强电解质强电解质，反而会使沉淀的溶解度加大，由于强电解质存，反而会使沉淀的溶解度加大，由于强电解质存 在而引起沉淀溶解度增大的现象，称为在而引起沉淀溶解度增大的现象，称为盐效应盐效应。 n+m- mn mA + nBA B (s) 沉淀 溶解 原因：原因：加入强电解质（牵制作用增大）加入强电解质（牵制作用增大） c c（有效）减小（有效）减小 平衡向左移动平衡向左移动 1.4271.3851.325

44、1.278 0.01000.005000.001000.00 1 3 51 (KNO ) /(mol L ) S(AgCl) /10 (mol L ) c AgCl在在KNO3溶液中的溶解度溶液中的溶解度 (25 ) 盐效应盐效应 chapter4解离平衡 (1) 当当 时，时， 增大，增大，S(PbSO4)显著显著 减小，同离子效应占主导；减小，同离子效应占主导； 12 4o L0.04mol)(SO c)(SO2 4 c (2) 当当 时，时， 增大，增大，S(PbSO4)缓慢缓慢 增大，盐效应占主导。增大，盐效应占主导。 12 4o L0.04mol)(SO c)(SO2 4 c c(N

45、a2SO4)/ molL-1 0 0.001 0.01 0.02 0.04 0.100 0. 200 S(PbSO4)/ mmolL-1 0.15 0.24 0.016 0.014 0.013 0.016 0.023 chapter4解离平衡 2.沉淀的溶解沉淀的溶解 0 isp QK 沉淀溶解 沉淀溶解的方法沉淀溶解的方法: : (1)生成弱电解质生成弱电解质 (2)氧化还原溶解氧化还原溶解 (3)配位溶解配位溶解 (4)氧化 配位（王水）溶解 chapter4解离平衡 (2)氧化还原溶解氧化还原溶解 2+2- 2-+- 32 CuS(s)Cu(aq) +S (aq) 3S +8H (aq)

46、 + 2NO (aq)3S(s)+2NO(g)+4H O 3 3 2+2- 3 23 CaCO (s)Ca +CO (aq) COH CO H H HClClH 解： (1)生成弱电解质生成弱电解质 难溶的弱酸盐能溶于强酸难溶的弱酸盐能溶于强酸 Example P92 4-16 2+- 2 + 4 32 Mg(OH) (s)Mg(aq) +2OH (aq) NH NHH O chapter4解离平衡 (3)配位溶配位溶 解解 +- 3 + 3 2 AgCl(s)Ag (aq)+Cl (aq) NH Ag(NH ) 对于对于Ksp0极小的沉淀，需要同时降低正、负离子的浓度极小的沉淀，需要同时降低

47、正、负离子的浓度 2+2- - 3 2- 4 HgS(s)Hg (aq) +S (aq) Cl H +NO HgCl S (4)氧化 配位（王水）溶解 Example P93 4-17 chapter4解离平衡 如果溶液中存在几种离子，它们有同时能被同一种沉淀剂所沉淀，如果溶液中存在几种离子，它们有同时能被同一种沉淀剂所沉淀， 由于各种沉淀物的由于各种沉淀物的溶度积不同溶度积不同，它们沉淀时的次序也先后不同。，它们沉淀时的次序也先后不同。 4.5.3分步沉淀分步沉淀 0000 M Xspspspsp XABCD M QKM AKM BKM CKM D (）（）（）（） 例题例题: 某溶液中含C

48、l-和CrO42- ,它们的浓度分别是 0.10mol.L-1和 0.0010mol.L-1，通过计算证明，逐滴加入AgNO3试剂,哪一种沉 淀先析出。当第二种沉淀析出时,第一种离子是否被沉淀完全 (忽略由于加入AgNO3 所引起的体积变化)。 Example P94 4-18 分步沉淀分步沉淀 chapter4解离平衡 解解:析出AgCl(s) 需的最低Ag+浓度 Cl 1 )(Agc 2 4 CrO 2 )(Agc先析出AgCl ,CrOAg 42 开始析出时当 10 sp Cl 91 (AgCl) 1.810 Ag Cl 0.10 1.810mol L K 2 4 12 sp24 2 C

49、rO 4 51 (Ag CrO ) 1.1 10 Ag 0.0010CrO 3.3 10 mol L K 2 4 10 sp61 5 CrO (AgCl) 1.8 10 Cl5.5 10mol L 3.3 10Ag K 51 1.0 10mol L chapter4解离平衡 沉淀的转化沉淀的转化 在含有某种沉淀的溶液中，加入适当的试剂使之转化为在含有某种沉淀的溶液中，加入适当的试剂使之转化为另一种沉淀另一种沉淀 22 4334 CaSO (s)CO(aq) CaCO (s)SO(aq) 22 0 4 22 3 0 5 sp43 09 sp3 (SO ) (Ca) (CO ) (Ca) (CaS

50、O ) 2.45 10 2.8 10 (CaCO )8.7 10 cc K cc K K chapter4解离平衡 22 4334 CaSO (s)CO (aq) CaCO (s)SO (aq) 解： 例题例题: 在在1LNa2CO3溶液中使溶液中使0.010mol的的CaSO4全部转化为全部转化为 CaCO3, ,求求Na2CO3的最初浓度为多少的最初浓度为多少? ? 4 104 . 1 010. 0 K x 7 101 . 7 x x)Lmol/( 1 平衡浓度 010. 0 )CONa( 320 c 1 Lmol010.0 17 Lmol)010. 0101 . 7( (1)沉淀类型相同

51、沉淀类型相同, K0sp大（易溶大（易溶)者向者向K0sp小（难溶小（难溶)者转化容易者转化容易, 二者二者K0sp相差越大，转化越完全相差越大，转化越完全,反之反之K0sp小者向小者向K0sp大者转大者转 化困难；化困难； (2)沉淀类型不同沉淀类型不同,计算反应的计算反应的K。 chapter4解离平衡 例题例题: : 如果在如果在1.0LNa2CO3 溶液中使溶液中使0.010mol的的BaSO4 完全转化为完全转化为BaCO3, ,问问Na2CO3的溶液最初浓度为多少的溶液最初浓度为多少? ? 22 4334 BaSO (s)CO(aq) BaCO (s)SO(aq) 解： 1 L/m

52、ol 平衡浓度 x010. 0 1 Lmol24.0 x K x 010.0 )(BaCO )(BaSO 3sp 4sp K K 042.0 9 10 106 .2 101 .1 )24.0010.0( 1 Lmol25.0 )CONa( 320 c 1 Lmol chapter4解离平衡 多重平衡多重平衡 例：例：在在0.1mol/l的的ZnCl2溶液中用溶液中用H2S饱和，计算为了防止饱和，计算为了防止ZnS 沉淀所需的沉淀所需的c(H+) 。 2 2 02 0 00 2 000220 12 00200 2 2 ()/ ()/ ()/ ()/ ()/ 92 ()/ ()/ ()/() aa

53、 sp ZnH SZnSH c Hc K c Zncc H Sc K Kc Hcc Sc c Zncc H Scc ScKZnS 解：总反应 02 0 00 2 0000 2 ()/ 92 ()/ ()/ () ()/ ()/ 92 0.10 0.100.96/ c Hc K c Zncc H Sc c HcKc Zncc H Sc mol L chapter4解离平衡 4-2 溶液的酸碱度溶液的酸碱度 一、水的解离和一、水的解离和pH标度标度 2 0-00 / w H OHOH HcOHcK KW为水的离子积。为水的离子积。22时，1L纯水中有110-7mol水分子离解。 因此 KW=H+/

54、1mol/L OH-/1mol/L=(1.010-7 )2= 10-14 热效应热效应 因此，温度升高，有利于离解平衡向右移动。Kw增大。 一般用：KW= 10-14 0 2 57.4/H OHOHHkJ mol 1. 水的解离水的解离 chapter4解离平衡 2. pH标度标度 强酸强碱溶液强酸强碱溶液：其酸度可用：其酸度可用H+或或OH-的物质的量的浓度表示。的物质的量的浓度表示。 酸性和碱性很弱的溶液：酸性和碱性很弱的溶液：用氢离子的用氢离子的活度活度的负对数表示的负对数表示（pH）。 def0 lg () lgc()/ pHa H pHHc 在稀溶液中 0 lg () lg ()/ def pOHa OH pOHc OHc 在稀溶液中 14pHpOH在同一个溶液中 pH值的测定：值的测定：（1 1）pHpH试纸，试纸， （2 2）酸碱指示剂，）酸碱指示剂， （3 3）pHpH测定仪测定仪。 chapter4解离平衡 二、盐类水溶液的酸碱性二、盐类水溶液的酸碱性 实验现象：实验现象：NaAc，Na2CO3，NH4Cl等盐类物质溶解于 水时，这些物质本身不能离解出H+也不能离解出OH-， 可是这些溶液却具有一定的酸性或碱性