医用基础化学课件-第二章-电解质溶液

1、第二章 电解质溶液第一节 强电解质溶液理论第二节 酸碱质子理论第三节 酸碱溶液pH的计算2021/9/101本章学习要求 了解强电解质理论的基本内容 掌握质子理论、共轭酸、共轭碱 的概念 熟悉弱酸 弱碱 酸常数Ka 碱常数Kb 的概念 熟练掌握酸碱 pH 值计算 2021/9/102第一节 强电解质溶液理论一、电解质和非电解质 电解质：在水溶液中或在熔融状态下能导电的化合物根据电离程度大小，可将电解质分为：强电解质弱电解质完全电离不完全电离强酸、强碱、大多数盐弱酸、弱碱、部分盐2021/9/103电离平衡强电解质在水溶液中完全电离弱电解质在水溶液中的电离是可逆的HAc H2OAc H3O+ 电

2、离平衡：正、逆反应速率相等时，弱电解质分子和离子间达到的动态平衡2021/9/104解离度 解离度：电解质达到电离平衡时，已电离的分子数和原有的分子总数之比 解离度可通过测定电解质溶液的电导或依数性来测定2021/9/105影响解离度大小的因素 本性：电解质的结构 外因：溶剂性质、溶液温度、溶液浓度2021/9/106电解质解离度HCl92%HNO392%NaOH84%NaCl84%KNO383%30% 强电解质110-7molL-1， pH 7，溶液呈酸性c(H+)110-7molL-1，pH7，溶液呈中性c(H+) 7，溶液呈碱性2021/9/1024（二）酸碱质子传递平衡及其平衡常数平衡

3、时Ka ：弱酸的质子传递平衡常数 酸的解离常数，简称酸常数Ka越大，酸给出质子的能力越强，酸越强2021/9/1025Kb ：弱碱的质子传递平衡常数 碱的解离常数，简称碱常数Kb越大，碱接受质子的能力越强，碱越强2021/9/1026（三）共轭酸、碱常数的关系25C时， 酸常数与碱常数之积即为水的离子积常数 酸的酸常数越大，该酸酸性越强，而其共轭碱的碱常数越小，碱的碱性越弱；反之亦然2021/9/1027多元弱酸（碱）在水中 的质子传递反应特点：在水溶液中的解离是分步进行的2021/9/1028Ka1 Ka2 Ka3 2021/9/1029Kb1= Kw / Ka3 = 2.0910-2 Kb

4、2 = Kw / Ka2 =1.6110-7 Kb3 = Kw / Ka1 = 1.4410-12 2021/9/1030思考题： 弱酸的Ka越大，给出质子能力越强，酸性越强，则溶液的酸度也越强。2021/9/1031酸(HA)的浓度：c(HA) 单位体积中含有酸(HA)总的物质的量。酸度：H3O+ 平衡时单位体积中游离的H3O+的物质的量。酸的强度：酸性 酸给出质子的能力,越容易给出质子酸性越强。酸的浓度、酸度和酸的强度2021/9/1032（四）质子传递平衡移动初始浓度 c 0 0 平衡浓度 c-c c c1. 浓度对平衡移动的影响2021/9/1033若5%，则1- 1稀释定律温度一定时

5、，解离度随溶液浓度减小而增大2021/9/10342. 同离子效应NaAc Na Ac- 平衡移动方向同离子效应使得弱酸或弱碱的解离度降低2021/9/1035例题： 求0.100molL-1HAc 溶液的解离度，如果在 1.00 L该溶液中加入固体NaAc (不考虑溶液体积变化) ，使其浓度为0.100 molL-1，计算溶液的H+和解离度。 (1)初始浓度 c = 0.100 0 0平衡浓度 c-c c c2021/9/1036(2)初始浓度 c = 0.100 0 0.100平衡浓度 0.100H+ H+ 0.100H+0.100H+0.100，0.100 + H+0.100由1.32%

6、降为0.0174%，H+降低约76倍。利用同离子效应可以来控制溶液的pH值2021/9/10373. 盐效应盐效应使得弱酸或弱碱的解离度略有增加2021/9/1038第三节 酸碱溶液pH的计算一、强酸和强碱以及强、弱酸混合溶液（一） 强酸和强碱溶液强酸、强碱溶液的pH值可直接求得（二）强、弱酸混合溶液强、弱酸混合溶液的pH值可直接根据强酸求出2021/9/1039例题：求1.010-8 molL-1HCl溶液的pH值 解：水解离的H浓度为 x molL-1。电离平衡时 x+ 1.010-8 xpH=6.972021/9/1040例题 计算0.20molL-1 HCl溶液和0.20molL-1

7、HAc溶液等体积混合后溶液的pH值。H+ = 0.1 molL-1 pH 12021/9/1041二、一元弱酸或弱碱溶液平衡时cAH+H+ H+cKa20Kw近似式c/Ka500最简式（一） 一元弱酸2021/9/1042例题1. 计算0.1 molL-1 HAc溶液的H+。cKa20Kwc/Ka500H+ = 1.32 103 molL-1 2. 计算0.1 molL-1 NH4Cl溶液的H+。H+ = 7.4810-6 molL-1 2021/9/1043（二）一元弱碱cKb20Kw近似式c/Kb500最简式pH pKw pOH2021/9/1044三、多元酸（碱）溶液 多元弱酸（碱）在水

8、溶液中的质子传递反应是分步进行的HS- = H+ + S2- H2S = H+ + HS- cKa120Kw，可忽略水的质子自递平衡Ka1/Ka2100，当作一元弱酸处理2021/9/1045例题：计算0.10 molL-1 H2S溶液的H+、HS-和S2-。cKa120Kwc/Ka1500H+ = 9.44 105 molL-1 cKa120Kw，可忽略水的质子自递平衡Ka1/Ka2100，当作一元弱酸处理HS-H+ = 9.44 105 molL-1 HS- = H+ + S2- H2S = H+ + HS- 解：2021/9/1046结论： 多元弱酸Ka1 Ka2 Ka3 ，Ka1/Ka

9、2100， 当作一元弱酸处理 多元弱酸第二步质子传递平衡所得的共轭碱的浓度近似等于Ka2，与酸的浓度关系不大。该结论同样适用于多元弱碱2021/9/1047例题：计算0.10 molL-1 H3PO4溶液中各离子的浓度。Ka1:6.9210-3; Ka2 :6.2310-8; Ka3:4.7910-13解: Ka1/Ka2 100，Ka1c(H3PO4)20Kw, c/Ka1=14.5500H2PO4H+HPO42 Ka2 OHKW/H+2021/9/1048例题：计算0.10 molL-1 Na2CO3溶液的pH。Ka1:4.4710-7; Ka2 :4.6810-11Kb1= Kw / K

10、a2= 2.1410-4Kb2 = Kw / Ka1= 2.2410-8解:cKb120KwKb1/Kb2100c/Kb1500pH = 14 pOH = 11.662021/9/1049四、两性物质1. 阳离子酸和阴离子碱组成的两性物质2. 两性阴离子3. 氨基酸型两性物质2021/9/1050cKa20Kw， c20Ka，水的质子自递平衡可忽略H+近似计算公式:两性物质溶液的pH值与溶液的起始浓度几乎无关2021/9/10511. 阳离子酸和阴离子碱组成的两性物质Ka是阳离子酸的酸常数Ka是阴离子碱的共轭酸的酸常数NH4AcKa(NH4+)Ka(HAc)2021/9/10522. 两性阴离

11、子Ka是其自身的酸常数Ka是其共轭酸的酸常数HCO3-Ka(HCO3-)Ka(H2CO3)2021/9/10533. 氨基酸型两性物质Ka是其自身的酸常数Ka是其共轭酸的酸常数NH3+-CH2-COO-2021/9/1054例题： 分别计算0.10molL-1 NaH2PO4溶液及Na2HPO4溶液的pH值。 已知H3PO4的pKa1=2.16，pKa2=7.21， pKa3=12.32 2021/9/1055例题：计算0.10 molL-1NH4Ac溶液的pH值。已知Kb(NH3)为1.7910-5 ， Ka(HAc)为1.7610-5 2021/9/1056例题： 甘氨酸（NH3+CH2COO-）在水溶液中的质子传递平衡有两个： NH3+CH2COO- + H2O = NH2CH2COO- + H3O+ Ka = 1.5610-10 NH3+CH2COO- + H2O = NH3+CH2COOH + OH- Kb = 2.2410-12 计算0.10 m