第五章水溶液中的离子平衡PPT资料

第五章水溶液中的离子(lízǐ)平衡第一页，共32页。(i)强碱(qiánɡjiǎn)滴定强酸用0.1000mol/LNaOH滴定20.00ml0.1000mol/LHCl滴定前（VNaOH=0）：[H3O+]=0.1mol/LpH=1.00加入NaOH(aq)至化学计量(jìliàng)点之前(V<20.00ml)第二页，共32页。VNaOH=10.00ml，[H3O+]=1/30mol·L-1，pH=1.48VNaOH=19.98ml（化学计量点之前半点(0.02ml）)[H3O+]=5.0010-5mol·L-1，pH=4.30加入NaOH(aq)至化学计量点(刚好(gānghǎo)完全反应,需加入20.00mlNaOH)：pH=7.00加入NaOH(aq)至化学计量点之后(V>20.00ml)：第三页，共32页。VNaOH=20.02ml（化学计量点之后半点(0.02ml)）[OH-]=5.0010-5mol·L-1，pOH=-lg[OH-]=4.30，pH=14pOH=9.70VNaOH=40.00ml，[OH-]=1/30mol·L-1，pOH=-lg[OH-]=1.48，pH=14pOH=12.52滴定曲线；突跃范围(化学计量点之前半点的pH至化学计量点之后半点的pH)：4.309.70指示剂的选择原则：指示剂的变色(biànsè)范围全部或大部分落在突跃范围内。为什么？第四页，共32页。选指示剂：甲基红(4.46.2)红色变为黄色(huángsè)酚酞(8.09.8)无色变为紫红色滴定终点，滴定误差用1.000mol/LNaOH滴定20.00ml1.000mol/LHCl突跃范围(fànwéi)：3.3010.70第五页，共32页。(ii)用0.1000mol/LHCl滴定20.00ml0.1000mol/LNaOH突跃范围(化学计量点之前半点(bàndiǎn)的pH至化学计量点之后半点(bàndiǎn)的pH)：9.704.30选指示剂：甲基红黄色变为红色酚酞紫红色变为无色用1.000mol/LHCl滴定20.00ml1.000mol/LNaOH突跃范围(fànwéi)：10.703.30第六页，共32页。(iii)强碱滴定弱酸（弱酸的Ka不能太小）用0.1000mol/LNaOH滴定20.00ml0.1000mol/LHAcHAc，Ka=1.810-5滴定前（VNaOH=0）：一元弱酸，C400Ka

pH=2.87加入NaOH(aq)至化学计量(jìliàng)点之前(V<20.00ml)：HAc+NaAc,缓冲溶液第七页，共32页。VNaOH=10.00ml，[H3O+]=1.810-5mol/L，pH=4.74VNaOH=19.98ml（化学计量(jìliàng)点之前半点(0.02ml)）[H3O+]=1.810-8mol/L，pH=7.74加入(jiārù)NaOH(aq)至化学计量点(刚好完全反应,需加入(jiārù)20.00mlNaOH)：NaAc,一元弱碱Kb=Kw/Ka=110-14/(1.810-5)=5.5610-10CNaAc=0.05000mol/L400KbpOH=-lg[OH-]=5.28，pH=14pOH=8.72第八页，共32页。加入(jiārù)NaOH(aq)至化学计量点之后(V>20.00ml)：NaAc+NaOH由于Ac-是很弱的碱，溶液中的[OH-]是由过量的NaOH提供的。VNaOH=20.02ml（化学计量(jìliàng)点之后半点(0.02ml)）[OH-]=5.0010-5mol/L,pOH=4.30，pH=9.70VNaOH=40.00ml[OH-]=1/30mol·L-1,pOH=1.48，pH=12.52第九页，共32页。突跃范围(化学计量(jìliàng)点之前半点的pH至化学计量(jìliàng)点之后半点的pH)：7.749.70选指示剂：酚酞无色(wúsè)变为紫红色滴定终点(zhōngdiǎn)，滴定误差第十页，共32页。pH值突跃范围(fànwéi):7.74----9.70合适指示剂:酚酞8.0(无)----9.8(紫红)CH3COOH,Ka=1.810-5NH4+,Ka=5.610-10，pH值突跃范围太小，找不到合适(héshì)的指示剂，即不能用酸碱滴定分析其浓度！第十一页，共32页。(iiii)强酸滴定弱碱(ruòjiǎn)（弱碱(ruòjiǎn)的Kb不能太小）用0.1000mol/LHCl滴定20.00ml0.1000mol/LCH3NH2CH3NH2，Kb=4.1710-4滴定前（VHCl=0）：一元弱碱(ruòjiǎn)C<400KbpOH=-lg[OH-]=1.20，pH=14pOH=12.80

第十二页，共32页。加入HCl(aq)至化学计量点之前(zhīqián)(V<20.00ml)：CH3NH3Cl+CH3NH2,缓冲溶液Ka=Kw/Kb=110-14/(4.1710-4)=2.410-11VHCl=10.00ml，[H3O+]=2.410-11mol/L，pH=10.62VHCl=19.98ml（化学计量点之前(zhīqián)半点(0.02ml)）[H3O+]=2.410-8mol/L，pH=7.62第十三页，共32页。加入HCl(aq)至化学计量点(刚好完全反应,需加入20.00mlHCl)：CH3NH3Cl,一元弱酸C=0.05000mol/L400KapH=5.96加入HCl(aq)至化学计量点之后(V>20.00ml)：HCl+CH3NH3Cl由于CH3NH3Cl是很弱的酸，溶液中的[H3O+]是由过量(guò〃liàng)的HCl提供的。第十四页，共32页。VHCl=20.02ml（化学计量(jìliàng)点之后半点(0.02ml)）[H3O+]=5.0010-5mol/L，pH=4.30VHCl=40.00ml[H3O+]=1/30mol·L-1，pH=1.48突跃范围(化学(huàxué)计量点之前半点的pH至化学(huàxué)计量点之后半点的pH)：7.624.30选指示剂：甲基红黄色(huángsè)变为红色第十五页，共32页。多元酸的中和:H3PO4中加NaOH逐步(zhúbù)反应！H3PO4+NaOH=NaH2PO4+H2ONaH2PO4+NaOH=Na2HPO4+H2ONa2HPO4+NaOH=Na3PO4+H2O已知：H3PO4,Ka1,Ka2,Ka3NaOH与H3PO4的摩尔数之比为nn<1,H3PO4/NaH2PO4(缓冲溶液)n=1,NaH2PO4(酸式盐)第十六页，共32页。1<n<2,NaH2PO4/Na2HPO4(缓冲溶液(huǎnchōnɡrónɡyè))n=2,Na2HPO4(酸式盐)2<n<3,Na2HPO4/Na3PO4(缓冲溶液(huǎnchōnɡrónɡyè))n=3,Na3PO4(三元弱碱)第十七页，共32页。拓展(tuòzhǎn)：NaH2PO4中加NaOH逐步反应！NaH2PO4+NaOH=Na2HPO4+H2ONa2HPO4+NaOH=Na3PO4+H2O结果(jiēguǒ)：NaH2PO4/Na2HPO4;Na2HPO4Na2HPO4/Na3PO4;Na3PO4拓展(tuòzhǎn)：Na2HPO4中加NaOHNa2HPO4+NaOH=Na3PO4+H2O结果：Na2HPO4/Na3PO4;Na3PO4

第十八页，共32页。多元酸的中和：H2CO3中加NaOH逐步(zhúbù)反应！H2CO3+NaOH=NaHCO3+H2ONaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O已知：H2CO3,Ka1,Ka2NaOH与H2CO3的摩尔数之比为nn<1,H2CO3/NaHCO3(缓冲溶液)n=1,NaHCO3(酸式盐)第十九页，共32页。1<n<2,NaHCO3/Na2CO3(缓冲溶液(huǎnchōnɡrónɡyè))n=2,Na2CO3(二元弱碱)拓展(tuòzhǎn)：NaHCO3中加NaOHNaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O结果：NaHCO3/Na2CO3;Na2CO3第二十页，共32页。多元碱的中和:Na3PO4中加HCl逐步反应(fǎnyìng)！Na3PO4+HCl=Na2HPO4+NaClNa2HPO4+HCl=NaH2PO4+NaClNaH2PO4+HCl=H3PO4+NaCl已知：H3PO4,Ka1,Ka2,Ka3HCl与Na3PO4的摩尔数之比为nn<1,Na2HPO4/Na3PO4(缓冲溶液)n=1,Na2HPO4(酸式盐)第二十一页，共32页。1<n<2,NaH2PO4/Na2HPO4(缓冲溶液)n=2,NaH2PO4(酸式盐)2<n<3,H3PO4/NaH2PO4(缓冲溶液)n=3,H3PO4(三元(sānyuán)弱酸)第二十二页，共32页。拓展(tuòzhǎn)：Na2HPO4中加HCl逐步反应！Na2HPO4+HCl=NaH2PO4+NaClNaH2PO4+HCl=H3PO4+NaCl结果：NaH2PO4/Na2HPO4；NaH2PO4;H3PO4/NaH2PO4;H3PO4拓展(tuòzhǎn)：NaH2PO4中加HClNaH2PO4+HCl=H3PO4+NaCl结果：H3PO4/NaH2PO4;H3PO4第二十三页，共32页。注意：H2CO3+Na2CO32NaHCO3H3PO4+Na2HPO42NaH2PO4Na3PO4+NaH2PO42Na2HPO4等摩尔反应时形成(xíngchéng)酸式盐！不等摩尔反应时形成(xíngchéng)缓冲溶液！第二十四页，共32页。例1：已知H3PO4Ka1=7.510-3Ka2=6.210-8Ka3=2.010-13（1）50mL0.12mol/L的H3PO4中加入(jiārù)60mL0.2mol/L的NaOH（2）50mL0.2mol/L的NaH2PO4中加入(jiārù)50mL0.1mol/L的NaOH（3）50mL0.1mol/L的Na3PO4中加入(jiārù)50mL0.2mol/L的HCl求以上三种溶液的pH值？第二十五页，共32页。结果：H3PO4/NaH2PO4;H3PO4由于CH3NH3Cl是很弱的酸，溶液中的[H3O+]是由过量(guò〃liàng)的HCl提供的。结果：H3PO4/NaH2PO4;H3PO4（3）50mL0.pOH=-lg[OH-]=5.滴定前（VNaOH=0）：NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O结果：NaH2PO4/Na2HPO4；第三十一页，共32页。NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2ONaH2PO4+NaOH=Na2HPO4+H2O第五章水溶液中的离子(lízǐ)平衡等摩尔反应时形成(xíngchéng)酸式盐！n<1,Na2HPO4/Na3PO4(缓冲溶液)拓展(tuòzhǎn)：Na2HPO4中加HCl逐步反应！第二十一页，共32页。（1）H3PO4中加NaOH，逐步(zhúbù)反应！H3PO4+NaOH=NaH2PO4+H2ONaH2PO4+NaOH=Na2HPO4+H2ONa2HPO4+NaOH=Na3PO4+H2ONaOH与H3PO4的摩尔(móěr)数之比为2，生成Na2HPO4酸式盐C=500.12/(50+60)=0.0545mol/LNa2HPO42Na++HPO42-HPO42-+H2O

H3O++PO43-Ka=Ka3HPO42-+H2O

H2PO4-

+OH-Kb=Kw/Ka2

第二十六页，共32页。pH=-lg[H3O+]=9.81（2）NaH2PO4中加NaOH，逐步(zhúbù)反应！NaH2PO4+NaOH=Na2HPO4+H2ONa2HPO4+NaOH=Na3PO4+H2ONaOH与NaH2PO4的摩尔(móěr)数之比小于1，为缓冲溶液NaH2PO4/Na2HPO4第二十七页，共32页。pH=-lg[H3O+]=7.21（3）Na3PO4中加HCl，逐步(zhúbù)反应！Na3PO4