电解质溶液课件

1、第三章电解质溶液第一页，共59页。第三章 电解质溶液医用化学基础第二页，共59页。第一节 电解质的电离第二节 水的电离及溶液的酸碱性第三节 缓冲溶液 第四节 溶液的渗透压目录第三页，共59页。第一节 电解质的电离第四页，共59页。电解质非电解质化合物纯净物物 质混合物单 质强电解质弱电解质既不是电解质也不是非电解质第五页，共59页。电解质：非电解质：在水溶液里或熔融状态下，能够导电的化合物。在水溶液里或熔融状态下，都不能导电的化合物。包括：多数有机物、非金属氧化物等。 - 蔗糖、酒精第六页，共59页。氯化钠氢氧化钠盐酸醋酸氨水几种电解质溶液的导电实验一、强电解质和弱电解质第七页，共59页。实验

2、结果表明：氯化钠溶液、氢氧化钠、盐酸所连的灯泡较亮，而醋酸和氨水溶液所连的灯泡则较暗。说明在相同体积和浓度的条件下，不同电解质的导电能力是不同的。 在水溶液中能全部电离成阴、阳离子的电解质称为强电解质。强酸、强碱和绝大多数盐都是强电解质。例如：HCl、H2SO4、HNO3、NaOH、KOH、NaCl、K2SO4、Na2CO3等。（一）强电解质第八页，共59页。强电解质的电离过程是单向的。例如：盐酸（氯化氢的水溶液）在水分子的作用下，形成了氢离子和氯离子。 氯化氢的电离过程电离方程式为： HCl = H+ + Cl- 第九页，共59页。（二）弱电解质在水溶液里只有部分电离成阴、阳离子的电解质称为

3、弱电解质。弱酸和弱碱是弱电解质。常见弱酸有醋酸、碳酸等，弱碱有氨水等。NH4+ + OH- NH3H2O 弱电解质的电离过程是双向的，电离出阴、阳离子的同时，离子又可以结合出分子。如果弱电解质是多元酸，则它们的电离是分步进行的。第十页，共59页。强电解质： 在水分子作用下，能完全电离为离子的化合物。包括大多数盐类、强酸、强碱 在水分子作用下，只有部分分子电离的化合物。包括弱酸(如HAc、H2S)、弱碱(如NH3H2O) 。HCl = H+Cl-HAc H+Ac- 根据电解质在水溶液中解离程度的大小，可将电解质相对的分为强电解质和弱电解质。弱电解质：第十一页，共59页。二、弱电解质的电离平衡以醋

4、酸为例：（一）电离平衡CH3COOH H+ + CH3COO-起始时，醋酸分子浓度大，电离的速率比较快，此过程称为电离的正反应。随着醋酸分子浓度减小，电离速率逐渐减慢；而氢离子和醋酸根离子的浓度逐渐增大，离子结合成分子的速率逐渐加快，此过程为电离的逆反应。第十二页，共59页。在一定条件下，当弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速率相等时，弱电解质分子及各种离子的浓度不再改变的状态称为电离平衡。电离平衡是一种动态平衡，当外界条件改变时，如某种微粒浓度改变或者反应温度改变，平衡都将发生相应的变化。电离平衡的特点：逆，等，动，定，变第十三页，共59页。（二）电离度电离度是指在一定温度下

5、，当弱电解质在溶液中达到电离平衡时，已电离的弱电解质分子数占电离前该弱电解质分子总数的百分数。通常用符号表示。电解质越弱，它的电离度越小。在0.1mol/L溶液中，30%的电解质称为强电解质，在5%30%的称为中强电解质，5%的称为弱电解质。第十四页，共59页。（三）电离平衡移动NH3H2O NH4+ + OH-向溶液中加入HCl后，HCl中的H+能与溶液中的OH-结合生成H2O，使平衡向右移动；加入NaOH能够增大OH-浓度，使平衡向左移动；加入浓氨水增大了NH3H2O 的浓度，使平衡向右移动。在氨水中存在着下列电离平衡：由于条件（浓度）的改变，弱电解质由原来的电离平衡达到新的电离平衡的过程

6、，称为电离平衡的移动。第十五页，共59页。在氨水中滴入酚酞，溶液因呈碱性而显红色，再加入少量氯化铵固体，红色变浅。在弱电解质溶液里，加入和弱电解质具有相同离子的强电解质，使弱电解质电离度减小的现象称为同离子效应。三、同离子效应第十六页，共59页。课堂练习一、写出下列物质的电离方程式1.HCl H+ + Cl- 2.CH3COOHCH3COO- + H+第十七页，共59页。二、简答加入盐酸、醋酸钠，醋酸的电离平衡向左移动；加氢氧化钠，醋酸的电离平衡向右移动。在醋酸溶液中，分别加入盐酸、氢氧化钠、醋酸钠，电离平衡向哪个方向移动？第十八页，共59页。第二节 水的电离及溶液的酸碱性第十九页，共59页。

7、 一、水的电离水是一种极弱的电解质，它能电离出极少量的H+和OH-，其电离方程式是： H2O H+ + OH- 实验测得，在25时，1L纯水中仅有1.010-7mol水分子电离，可电离出H+和OH-各1.010-7mol的，两者的乘积是一个常数，用KW表示。 KW =H+OH- = 1.010-14KW称为水的离子积常数，简称水的离子积。第二十页，共59页。二、溶液的酸碱性和pH（一）溶液的酸碱性和H+、pH的关系常温时，纯水中H+和OH-相等，都是1.010-7mol/L，所以纯水既不显酸性也不显碱性，而是呈中性。如果向纯水中加入酸，由于H+OH-，溶液呈酸性。如果向纯水中加入碱，由于H+O

8、H-，溶液呈碱性。常温时溶液的酸碱性与H+和OH-的关系可表示为：中性溶液：H+= 1.010-7mol/L= OH- 酸性溶液：H+1.010-7mol/LOH-碱性溶液：H+1.010-7mol/LOH-第二十一页，共59页。 pH就是溶液中氢离子浓度的负对数。 pH= -lgH+ 溶液的酸碱性与pH的关系是 中性溶液 pH = 7 酸性溶液 pH 7 碱性溶液 pH 7 H+ 100 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13 10-14 pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

9、 12 13 14 酸性增强 中性 碱性增强第二十二页，共59页。酸碱指示剂能借助自身颜色的改变来指示溶液pH的物质称为酸碱指示剂。把指示剂由一种颜色过渡到另一种颜色时溶液pH的变化范围，称为指示剂的变色范围。知识链接第二十三页，共59页。几种常见指示剂的变色范围 1 2 3 4 5 6 7 8 13 14 11 12 9 10酚酞石蕊甲基橙pH黄色橙红色蓝色紫色红色红色浅红无色第二十四页，共59页。 例 求0.001lmol/L HCl溶液和NaOH溶液的pH。解： HCl是强电解质 HCl= H+ + Cl- 则H+=HCl=0.00lmol/L =110-3mol/L pH= -lgH+

10、= -lg(l10-3)= -(0-3) = 3 NaOH是强电解质，NaOH= Na+ + OH- 则OH- = 0.001mol/L = 110-3mol/L H+= 10-14/ OH- = 10-14/ 110-3= 10-11(mol/L) pH=-lgH+= -lg(l10-11)= -(0-11)= 11 答：0.001mol/L HCl溶液的pH为3、 NaOH溶液的pH为11。（二）溶液pH的计算第二十五页，共59页。课堂练习一、计算题0.01 mol/L HCl溶液和NaOH溶液的pH？解： HCl是强电解质HCl= H+ + Cl- 则H+=HCl=0.0lmol/L =

11、110-2mol/L pH= -lgH+= -lg(l10-2)= -(0-2) = 2 NaOH是强电解质，NaOH= Na+ + OH- 则OH- = 0.01mol/L = 110-2 mol/L H+= 10-14/ OH- = 10-14/110-2= 10-12(mol/L) pH=-lgH+= -lg(l10-12)= -(0-12)= 12 答：0.01mol/L HCl溶液的pH为2、NaOH溶液的pH为12。第二十六页，共59页。学以致用pH在医学和生物学上有着重要的意义。人体正常血液的pH总维持在7.357.45之间。临床上将血液的pH小于7.35称为酸中毒，pH大于7.

12、45时称为碱中毒。无论酸中毒还是碱中毒都需要及时调整，否则会产生严重的后果。第二十七页，共59页。三、盐溶液的酸碱性（一）强碱和弱酸生成的盐CH3COONaNaCH3COOH2OOHHCH3COOHCH3COO-H2OCH3COOHOH-第二十八页，共59页。（二）强酸和弱碱生成的盐NH4Cl为强电解质，在水中完全电离出NH4+和Cl-，NH4+与水电离的OH-结合生成NH3H2O ， NH3H2O是 弱电解质， 主要以分子形式存在，因此溶液中OH-减小，水的电离平衡被破坏，平衡向右发生移动，H+不断增大，直到建立H2O和 NH3H2O共同的新平衡，此时溶液中H+OH-，显酸性，pH 7。第二

13、十九页，共59页。 氯化铵 第三十页，共59页。常见盐的类型类型溶液酸碱性实例强酸强碱盐中性NaCl、KNO3强酸弱碱盐酸性NH4Cl、NH4NO3强碱弱酸盐碱性Na2CO3、NaHCO3弱酸弱碱盐情况复杂不讨论CH3COONH4、(NH4)2CO3第三十一页，共59页。判断盐溶液的水解情况及酸碱性，可概括为:有弱才水解 无弱不水解 都弱双水解溶液酸碱性 谁强显谁性 同强显中性第三十二页，共59页。课堂练习 1. H+= 10-9 mol/L的溶液，pH（ ）A.1 B.3 C.9 D.14一、单项选择题C第三十三页，共59页。2. 向CH3COOH溶液中加入CH3COONa，则溶液的pH（

14、） A.减少 B.增加 C.不变 D.几乎不变B第三十四页，共59页。二、填空 H+=1.010-5mol/L的溶液pH = ，溶液呈 性，若将pH调至10，则H+为 mol/L，溶液呈 性。5酸10-10碱第三十五页，共59页。第三节 缓冲溶液第三十六页，共59页。一、缓冲作用和缓冲溶液【演示实验】纯水测pH，加入少量酸测pH；加入少量碱测pH，pH会发生什么变化？醋酸与醋酸钠混合溶液测pH、加入少量酸测pH；加入少量碱测pH，pH会发生什么变化？第三十七页，共59页。实验表明：在纯水中加入少量HCl或NaOH，pH会明显改变；醋酸和醋酸钠的混合溶液中加入少量HCl或NaOH后，pH几乎没有

15、变化。说明醋酸和醋酸钠的混合溶液具有对抗外来少量酸和少量碱的能力。缓冲溶液里必须含有两种成分：一种是抗酸成分；一种是抗碱成分。把这两种成分称为缓冲对或缓冲系。这种能对抗外来少量强酸、强碱而保持溶液pH几乎不变的作用称为缓冲作用。具有缓冲作用的溶液称为缓冲溶液。第三十八页，共59页。二、缓冲溶液的组成常见的缓冲对类型抗酸成分 抗碱成分弱酸及其对应的盐 CH3COONa CH3COOH NaHCO3 H2CO3 NaH2PO4H3PO4弱碱及其对应的盐 NH3H2O NH4Cl多元酸的酸式盐及其对应的次级盐 Na2CO3 NaHCO3Na2HPO4 NaH2PO4Na3PO4 NaH2PO4第三十

16、九页，共59页。三、缓冲溶液在医学上的意义缓冲溶液在人体中和医药学上具有重要意义。人体内各种体液都有一定的pH范围，正常人体血液的pH总是维持在7.357.45，如果某些原因导致血液的pH改变0.1个单位以上，就容易引起疾病，表现为酸中毒或碱中毒，甚至危及生命。临床上常用乳酸钠或碳酸氢钠纠正酸中毒，用氯化铵辅助纠正碱中毒。第四十页，共59页。血浆中含有的缓冲对H2CO3NaHCO3NaH2PO4 Na2HPO4 血浆蛋白Na-血浆蛋白红细胞中含有的缓冲对H2CO3KHCO3KH2PO4K2HPO4血红蛋白(HHb)K-血红蛋白(KHb)氧合血红蛋白(HHbO2)K-氧合血红蛋白(KHbO2)第

17、四十一页，共59页。CO2 + H2OH2CO3 H+ + HCO3-第四十二页，共59页。课堂练习一、单项选择题向醋酸和醋酸钠混合溶液中加入少量的盐酸，则溶液的pH（ ）。A. 减小 B. 增大 C. 几乎不变 D. 无法判断C第四十三页，共59页。二、填空临床上正常人体血液的pH总是维持在 之间，把血液的pH小于 叫酸中毒，把血液的pH大于 叫碱中毒；酸中毒时用 纠正，碱中毒时用 纠正。7.357.457.357. 45 乳酸钠氯化铵 第四十四页，共59页。第五节 溶液的渗透压第四十五页，共59页。一、渗透现象和渗透压烟雾在空气扩散墨汁在水中扩散当两种浓度不同的溶液接触时，都会自动发生扩散

18、现象，最后形成浓度均匀的溶液。第四十六页，共59页。半透膜有一种性质特殊的薄膜，它只允许较小的溶剂水分子自由通过而较大的溶质分子很难通过，这种薄膜称为半透膜。半透膜有天然存在的，例如生物的细胞膜、动物的膀胱膜、毛细血管壁、肠衣、鸡蛋衣等；也可以由人工制得，如火棉胶、玻璃纸、硫酸纸和羊皮纸等。 第四十七页，共59页。用半透膜将等体积的纯水和蔗糖溶液在U型管中隔开（如图1），过一段时间后，发现蔗糖溶液上方液面逐渐升高，达到一定高度后不再上升（如图2）。实验表明水能透过半透膜进入蔗糖溶液中，从而使其液面上升。我们把这种现象称为渗透现象。 1 2 3 第四十八页，共59页。渗透现象简称渗透，是溶剂分子

19、通过半透膜由纯溶剂（或稀溶液）进入溶液（或浓溶液）的现象。产生渗透现象必备条件：一是半透膜存在；二是半透膜两侧溶液存在浓度差。第四十九页，共59页。要阻止渗透现象产生，就要在蔗糖溶液上方施加一定的压力，这一压力刚好等于U型管中液面差产生的静水压。这种恰好能够阻止渗透现象继续发生而达到动态平衡的压力，就称为该溶液的渗透压。渗透压的单位为帕（Pa）或千帕（kPa）。如果用半透膜将稀溶液与浓溶液隔开，其渗透压为两溶液的渗透压之差。第五十页，共59页。实验证明：在一定温度下，溶液的渗透压与单位体积中溶质粒子的数目成正比，而与溶质的性质无关。溶质粒子数目即溶质粒子总浓度，医学上称为渗透浓度(c渗), 常

20、用单位是mmol/L。 非电解质：渗透浓度C渗=CB溶质 强电解质：C渗=C阳离子+C阴离子二、渗透压和渗透浓度的关系第五十一页，共59页。例 在相同温度下，比较0.1mol/L葡萄糖溶液、NaCl溶液和CaCl2溶液的渗透压大小。 解：0.1mol/L葡萄糖溶液的c渗=c葡萄糖=0.1mol/L 0.1mol/L NaCl的c渗=c（Na+）+ c（Cl-） =0.1mol/L+0.1mol/L=0.2mol/L0.1mol/L CaCl2的c渗=c（Ca2+）+ c（Cl-） =0.1mol/L+0.2molmol/L=0.3mol/L 答：0.1mol/L葡萄糖溶液的渗透压最小，0.1mol/L CaCl2溶液的渗透压最大。例题第五十二页，共59页。三、渗透压在医学上的意义正常人体血浆的渗透浓度 (280320mmol/L)c渗(mmol/L)280320等渗溶液高渗