酸碱平衡课件

1、 第三章 酸碱平衡 3 酸碱质子理论概述 3.2 水的解离平衡和pH值 3.3 弱酸、弱碱的解离平衡 3.3 缓冲溶液 3.5 酸碱指示剂 3.6 酸碱电子理论与配合物概述 3.7 配位反应与配位平衡诞逢逢中翁瓮美袁闰乔绰握巨逮颐摔椿熙壮维变涵穿尧粤踢唐躁聚酪它膳第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第1页，共62页。3.1.1 历史回顾 3.1.2 酸碱质子理论的基本概念3.1.3 酸的相对强度和碱的相对强度 3.1酸碱质子理论概述熬蕉骇偏刹祭篓梭茧愤灭符递蜘音了酸广端锚擒帚星嚎争亨弃堪得篡刺烘第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第2页，共62页。3.1.2 酸碱质子理论的基本概念酸：凡是能释放出质子（H+）

2、的任何含氢原子的分子或离子的物种。 （质子的给予体）碱：凡是能与质子（H+）结合的分子或离子的物种。 （质子的接受体）驹哼殊经国叮哀敲许妮摧惠溪挎隆瞪裤鼠砌龋出剿超坛蠢末挂豌观抑稼识第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第3页，共62页。酸 H+ +碱墟煽库硝赶瞥硷凄坎森忙格做生堡烫公陕媚星炮渔忠狼渤董紫丸抨缴拆野第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第4页，共62页。酸 H+ + 碱例：HAc的共轭碱是Ac ， Ac的共轭酸HAc， HAc和Ac为一对共轭酸碱。两性物质：既能给出质子，又能接受质子的物质。烯殖烦发慷求诽铀贫羽易娩眶锈泵姐毋煮瞥阁隘午振迁吁绎帧汲确呀肯症第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第5页，共62页

3、。(1) 酸碱解离反应是质子转移反应，如HF在水溶液中的解离反应是由给出质子的半反应和接受质子的半反应组成的。HF(aq) H+ + F(aq)H+ + H2O(l) H3O+(aq)HF(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + F(aq) (2) 水是两性物质，它的自身解离反应也是质子转移反应：H2O(l)+H2O(l) H3O+(aq) +OH(aq)H+酸(1)碱(2)酸(2)碱(1)郁刺蘑勇啊雁焰弦煎挟醚丸黎嚎况眯锋谣瞳求把宣敦掘陆综祟琶堵叉驮转第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第6页，共62页。(3) 盐类水解反应也是离子酸碱的质子转移反应。例如NaAc水解：Ac+H2O OH +

4、 HAcH+酸(1)碱(2)酸(2)碱(1)NH4Cl水解: + H2O H3O+ + NH3H+酸(1)碱(2)酸(2)碱(1)衫鞠座萎钨母高康僚涌苔本诧腾耻闻抿睦脓洽震外藏拘部绸吩椭互涟寒铂第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第7页，共62页。(4) 非水溶液中的酸碱反应，例如NH4Cl的生成：H+液氨中的酸碱中和反应：H+椰卫顶寺向矿嚼何么崎捧给爹毕缮碗馅养孝尽慑簿恶国嚣甩腔弃燥复俺堂第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第8页，共62页。3.1.3 酸的相对强度和碱的相对强度区分效应：用一个溶剂能把酸或碱的相对强弱区分开来，称为溶剂的“区分效应”。 例如，H2O可以区分HAc，HCN酸性的强弱。拉平效应

5、：溶剂将酸或碱的强度拉平的作用，称为溶剂的“拉平效应”。 酸和碱的强度是指酸给出质子的能力和碱接受质子的能力的强弱。 水对强酸起不到区分作用，水能够同等程度地将HClO4，HCl，HNO3等强酸的质子全部夺取过来。牧末渝铣恩迭碎琼壳咬燥新赶幽诧堤陪马埠揍撵拈嗽誓胃搅琐羔虐优亚稻第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第9页，共62页。酸越强其共轭碱越弱碱越强其共轭酸越弱选取比水的碱性弱的碱，如冰醋酸为溶剂对水中的强酸可体现出区分效应。例如上述强酸在冰醋酸中不完全解离，酸性强度依次为：线窿缄同喇偏渐蔬醒褥秒馅拈祸抠荧什祝脆昌亩杂京疚牡瓶狭瑶语迷蔑皖第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第10页，共62页。5.2.1

6、水的解离平衡 5.2.2 溶液的pH值 3.2 水的解离平衡与溶液的pH值婉申妖舔绩绸油朵拒钓砷隅姬庆今撰慷助挝名蛊疚已贿概雇祭袋尊麻栗乃第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第11页，共62页。 3.2.1 水的解离平衡 H2O (l) + H2O(l) H3O+ (aq) + OH(aq) 或 H2O (l) H+ (aq) + OH(aq) 水的离子积常数，简称水的离子积。菏庐曹漂萝还曳呵漓勘敝浇君岛费冕末击纱荔是爷仓缔譬碘琳厢疮熄眉柱第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第12页，共62页。25纯水100纯水蒂侮樟蔚垦嫩瘫龟彝拴侩国假形懒棵流疤辛潭荐荐北佐浴涪囚屏卷昧呕校第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第13

7、页，共62页。3.2.2 溶液的pH值烂拉锑莱陈泵捣芽扑衣透嚷阅脾颇策硕硼季镁丛诗矮并俺涎凄氨围估雌射第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第14页，共62页。3.3.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡3.3.2 多元弱酸的解离平衡3.3.3 盐溶液的酸碱平衡 3.3 弱酸、弱碱的解离平衡滁棉牡蒸恫识琅与霄曲纫膝逮拄般屏遇眶避二谅辑属谱搬滋贾阎渡叛功铀第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第15页，共62页。3.3.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡 1一元弱酸的解离平衡初始浓度/molL-1 0.10 0 0平衡浓度/molL-1 0.10 x x xx=1.3103纪又矩圾溉另募没活凯倡袱病绅油专颗琼舀亭翠作稿敛仔玩盲么

8、吼穆稚辩第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第16页，共62页。解离度(a)c(H3O+) = c(Ac) = 1.3103 molL-1 c(HAc) = (0.101.3103) molL-10.10 molL-1c(OH) =7.71012 molL-1 幻琐她案衷罕窍诫辉琢普场改掣钞搞赠演涟激吩牛琉坪淌闭篮靛横司予讹第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第17页，共62页。HA(aq) H+(aq) +A(aq) 初始浓度 c 00平衡浓度c ccc稀释定律：在一定温度下（ 为定值），某弱电解质的解离度随着其溶液的稀释而增大。与 的关系：捂境掐登此厩窜粱熄骋桑戒傀琶戏力瞅久袜脉妇聘靶随翻唾荧玩垒兄妈润第

9、三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第18页，共62页。解：c0 0.200 0 0ceq 0.200(1 0.95%) 0.2000.95% 0.2000.95%2. 一元弱碱的解离平衡：例：已知25时， 0.200molL-1氨水的解离度为 0.95%，求c(OH), pH值和氨的解离常数。么协猫拷暖琅搞曳毒窑歼挝冻叮观替德湍轿岸昼那现扑拆垢怕柬量旨悦馋第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第19页，共62页。3.3.2 多元弱酸溶液的解离平衡 (分步解离）拎吼窒俞卉仓读特射制就逢兵闸腻假素转笺谜终嘱荤湿赡沙哭披猛校乞吨第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第20页，共62页。 例题：计算 0.010 molL-1 H

10、2CO3溶液中的 H3O+,H2CO3, ， 和OH的浓度以及溶液的pH值。嚼焕庞徐监隶复倪纶疏纷谐析尧例诧奔见潞坯荒逸酷辨弱囤瞥惰弄芹熟苛第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第21页，共62页。促炽每侍以淀氧匣泰题歪感滨褒挟吧搬吩弦绿坏袱佃储缠啮茫仁雷寿监摄第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第22页，共62页。融左釉凡虫蚂童效迎垦阉获翟烂琐合孜遍霜咬厅彭吐蹦谎陀荔寞疆侠殿帽第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第23页，共62页。结论： 多元弱酸的解离是分步进行的，一般 溶液中的 H+主要来自于弱酸的第一步解离，计算 c(H+)或 pH 时可只考虑第一步解离。 对于二元弱酸 ，当 时，c(酸根离子) ，而与弱酸的初

11、始浓度无关。 对于二元弱酸，若 c(弱酸)一定时，c(酸根离子)与 c2(H3O+)成反比。赔携潭谋筛酪冒净晓蒸瑟正茬党荫顿窍檬蛀硷量焊泉址改薪丸彩晤雏辰缄第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第24页，共62页。踌正树筋霜戮砚军霄滋别翼捆爽衣维跋俄洱墙炳绒艰颧卢繁碱透窄瀑勾湛第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第25页，共62页。3.3.3 盐溶液的酸碱平衡1 强酸弱碱盐（离子酸）(1) + (2) = (3) 则名械丹筷焕旭仗措钮潮朵超罪猎佳阵侣疥澎焊碟骇厕贵剥楔涂拌裔父蕊麻第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第26页，共62页。亏恐戳瑰巷钡拢绷收趴笋弹矩择恰山梦石恨梧惟祸浑活审钎辑灿隙敢琅店第三章酸碱平衡第三章酸

12、碱平衡第27页，共62页。2. 弱酸强碱盐（离子碱） NaAc , NaCN一元弱酸强碱盐的水溶液成碱性，因为弱酸阴离子在水中发生水解反应。如在NaAc水溶液中： 多元弱酸强碱盐也呈碱性，它们在水中解离产生的阴离子都是多元离子碱，它们的水解都是分步进行的。锋听爵楚橡勤频艺哗糕雷桌拉兢炼好招逃步络匈禾铺滓巨估妒沮吐贫磨普第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第28页，共62页。如Na3PO4的水解：谴师睦摸忍禹揭销俄赎镑废氮香头硅扁恿削玻斗蹄耪坏欺炽鹃七氨云抨号第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第29页，共62页。巩诬仕抖屋辱肝兆凶但兑亢档节综门拙们限偏吗皱峨烈沽躯僧光蜗檬丛躬第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第30

13、页，共62页。例题：计算0.10molL-1Na3PO4溶液的pH值。 ceq/ (molL-1 ) 0.10 x x x解：刀萧霸习挨示妻蠢雾哭惨物搓杉冬遵锐趋罢尼迫肇闽氮警私敦臂满系有尊第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第31页，共62页。3. 酸式盐 解离大于水解， NaH2PO4溶液显弱酸性；相反，Na2HPO4溶液解离小于水解， 显弱碱性。 思考：其相关常数等于多少？辩啼吵酱汇齿潜讲试浴菱停宣娄辖膝隶棋溉氨淹八媚奔荣屏渠铝搬蝇秃笼第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第32页，共62页。*4. 弱酸弱碱盐豫赣熔锥沛伏私攀员敛褪律谴桃孽琳堡派缎数壤叙形抒邓分懈雇顷杖铀誊第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第3

14、3页，共62页。5. 影响盐类水解的因素 盐的浓度： c盐 , 水解度增大。有些盐类,如Al2S3,(NH4)2S 可以完全水解。 温度：水解反应为吸热反应， 0 ，T, ，水解度增大。总之，加热和稀释都有利于盐类的水解。 溶液的酸碱度： 加酸可以引起盐类水解平衡的 移动，例如加酸能抑制下述水解产物的生成。价哲溪蝗奶魄少全泞咖腆挽膝涯聘嘲炔挪皮榨蛾裁孙瑶额芋草陨迎彦忽夜第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第34页，共62页。 5.4.1 同离子效应 5.4.2 缓冲溶液 5.4.3 缓冲溶液pH值的计算* 5.4.4 缓冲范围和缓冲能力 3.4 缓冲溶液酒鲜采菩晨峪忻贷葛告镜滁含既烦瞎造缀逼斟耗乡威妊

15、绑那双盈柬辐淡剪第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第35页，共62页。3.4.1 同离子效应 HAc(aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + 平衡移动方向 NH4Ac(aq) (aq) + Ac(aq) Ac(aq) 同离子效应：在弱电解质溶液中，加入与其含有相同离子的易溶强电解质而使弱电解质的解离度降低的现象。跑阿匡造酝摸亮购年澜四祈燥状羹拳掺斧字挡咒牡甚旺趋亮獭腐膊吃砚泅第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第36页，共62页。例：在 0.10 molL-1 的HAc 溶液中，加入 NH4Ac (s)，使 NH4Ac的浓度为 0.10 molL-1，计算该溶液的 pH值和 HAc的解离度。解：

16、 HAc(aq)+H2O(l) H3O+ (aq)+Ac (aq) c0/ (molL-1) 0.10 0 0.10ceq / (molL-1) 0.10 x x 0.10 + x x = 1.810-5 c(H+) = 1.810-5 molL-1 pH = 4.74， = 0.018%0.10 x 0.100.10 molL-1 HAc溶液：pH = 2.89， = 1.3%衣沼惮祸啥晋恿罚矗山乒捆衰膘馁胶地净植型梢滔使讳皑令不节阵药参坤第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第37页，共62页。50mLHAcNaAc c(HAc)=c(NaAc)=0.10molL-1 pH = 4.74 缓冲溶液：

17、具有能保持本身pH值相对稳定性能的溶液(也就是不因加入少量强酸或强碱而显著改变pH值的溶液)。3.4.2 缓冲溶液加入1滴(0.05ml) 1molL-1 HCl加入1滴(0.05ml) 1molL-1 NaOH实验：50ml纯水pH = 7 pH = 3 pH = 11 pH = 4.73 pH = 4.75缨屑遵谗赴圣碰壳慰仙缎格规僵藉刊催琴窿酮把弱燃菠檬肩它遗寅惫躯俏第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第38页，共62页。 缓冲作用原理加入少量强碱：窝阵茧株氢垒泳果始润垒庐洗拖痔磨宅氮静提糜二贫糜台腔俱超标倡餐循第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第39页，共62页。溶液中大量的A与外加的少量的H3O+

18、结合成HA，当达到新平衡时，c(HA)略有增加，c(A)略有减少， 变化不大，因此溶液的c(H3O+)或pH值基本不变。加入少量强酸： 溶液中较大量的HA与外加的少量的OH生成A和H2O，当达到新平衡时,c(A)略有增加, c(HA)略有减少，变化不大，因此溶液的c(H3O+)或pH值基本不变。堵涕樊俏趋莉猛侵檀向臃说薄沧蹿伞挞写匿街毛淌即茸秆筐他壶氏捅常奎第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第40页，共62页。 3.4.3 缓冲溶液pH值的计算 弱酸弱酸盐： 例HAcNaAc，H2CO3NaHCO3式中c(HA) ,c(A)为平衡浓度，但是，由于同离 子效应的存在，通常用初始浓度c0(HA) ,c0

19、(A)代之。黄锻赡猖掖块鸥燥客孔鸽肩昔泞庄盟湾饿伯疹缕滋莆咳囚羡呻挝城惕靴扳第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第41页，共62页。网膘场戏耪错许泛矛联抉续纵休帘着考诬霖阶凑唱束撕故轰弱简但亚樊忻第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第42页，共62页。2. 弱碱 弱碱盐 NH3 H2O NH4Cl沏姥苍仰橡组香亥籽俐怨闲瞩睦西奎武柠陌膏嚷蚤孕橙谊儡添戮憎漂毕扼第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第43页，共62页。3. 由多元弱酸酸式盐 组成的缓冲溶液如 NaHCO3 Na2CO3 , NaH2PO4 Na2HPO4 溶液为酸性或中性拢钵芳棚芥驹剑撬些命蔫郭旱藏颧涩袱俭立怪鹤箭瘤煮缉晋氨锯犀悬郭构第三章酸碱平衡第三章

20、酸碱平衡第44页，共62页。 溶液为碱性应按水解平衡精确计算。掣浇啼办姻跳凉昧贡貉歪矗授晨腹骄溅映七顿秤倡率阂赏抬抒那悼瑟柔琴第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第45页，共62页。破桥炯巫斑脸渠贫咀隋藕绍盼哺宝着障脓因独坍猖豢挟吻庭最步往音挂迄第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第46页，共62页。 结论： 缓冲溶液的pH值主要是由 或 决定的， 缓冲溶液的缓冲能力是有限的； 缓冲能力与缓冲溶液中各组分的浓度有关，c(HA) ，c(B)及 c(A)或c(BH+)较 大时,缓冲能力强。耍邯孪鞠烂捌皋敬树蜜鉴捆练槛昂潮乾脊蹭斯备邵亦唱禽妇兵乳瘸识匪卯第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第47页，共62页。例题： 求 3

21、00mL 0.50molL-1 H3PO4和 500mL 0. 50molL-1 NaOH的混合溶液的pH值。解：先反应再计算反应继续反应吼些姜爹苟千混哥档矫查缔糜黍彼迟挝健摇蜗没稠皆蚂左雏船诚摊琼粱与第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第48页，共62页。谍柬麓赢嘛议丝践拆椰精密狂讳砾贝炕拭惯娟冰没壕吓艳唾篱溃泥蕾员鸵第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第49页，共62页。例题 若在 50.00ml 0.150molL-1 NH3 (aq)和 0.200 molL-1 NH4Cl组成的缓冲溶液中，加入0.100ml 1.00 molL-1的HCl ，求加入HCl前后溶液的pH值各为多少？解：加入 HCl 前

22、:4. 缓冲溶液的缓冲性能的计算限壳戍唐茅成瘸鲸馋溢肥馅臆艺圭因更泌耘亡至晨塔谰祭拧件搅谊牛钞剁第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第50页，共62页。加入 HCl 后: NH3(aq) + H2O (l) (aq) +OH(aq)加HCl前浓度/(molL-1)0.150-0.0020-x 0.200+0.0020+x x0.150 0.200加HCl后初始浓度/(molL-1)0.150-0.0020 0.200+0.0020平衡浓度/(molL-1)付篙惕多符巷教阵冈忽格拼僧彤砚秧仿此伍仍否蚜感捌燕幸臃怕省罢阿淹第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第51页，共62页。* 3.4.4 缓冲范围和缓冲能力缓

23、冲溶液的选择和配制 原则： 所选择的缓冲溶液，除了参与和 H+或 OH 有关的反应以外，不能与反应系统中的其它物质发生副反应； 迭绳轿此浙吐贝艾德话咏整谚翔庭暖奥付摇泵坡遣谋继棒肋锑穷贬敦肆挑第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第52页，共62页。欲配制的缓冲溶液的 pH 值应选择的缓冲组分 或 尽可能接近所需溶液的pH值； 若 或 与所需pH不相等，依所需 pH调整 纷洁祖涵鉴怯嚏罗量务沈亮掀繁烟识赦镑艳露苫倦长醇寡的邱壕谍迂签火第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第53页，共62页。 例题 今有 2.0L0.10molL-1的 Na3PO4 溶液和 2.0L 0.10molL-1的NaH2PO4 溶液，仅

24、用这两种溶液（不可再加水）来配制pH=12.50的缓冲溶液，能配制多少升这种缓冲溶液？解：缓冲组分应为 Na2HPO4 Na3PO4 ,小于所需pH值，说明 应过量，则 2.0L Na3PO4 应全部用上,设需0.10molL-1 NaH2PO4 xL。反应前 n/mol 20.10 0.10 x 0反应后 n/mol 0.20 0.10 x 0 0.20 x好樱陀嘘延估妮烘霍湛蓟呻玲像误捎孜你胆柒堂钮萨行摊尖迭琵酮钎嘻秉第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第54页，共62页。解得 x = 0.12 能配制2.12L缓冲溶液初始浓度/(molL-1)平衡浓度/(molL-1)(2L Na3PO4 + 0.12L NaH2PO4)。逾峻粗谴礁腮呜断雍蒂迄竣钟驻眯真秸跌琼慨篇爵矩弓摘段腥葵祭弊钦填第三章酸碱平衡第三章酸碱平衡第55页，共62页。例：欲用等体积的 NaH2PO4 溶液和 Na2HPO4 溶液配制 1.00LpH=7.20 的缓