大学普通化学课件

第四章酸碱平衡和沉淀溶解平衡§4.4缓冲溶液§4.3弱酸和弱碱的解离平衡§4.2水的解离平衡和溶液的pH§4.1酸碱质子理论简介第四章酸碱平衡和沉淀溶解平衡§4.4缓冲溶液§4

§4.1酸碱质子理论简介4.1.2质子转移反应4.1.1酸碱质子理论的基本概念§4.1酸碱质子理论简介4.1.2质子

酸：凡是能释放出质子（H+）的任何分子或离子。（质子的给予体）

碱：凡是能与质子（H+）结合的分子或离子。（质子的接受体）

4.1.1酸碱质子理论的基本概念酸：凡是能释放出质子（H+）的任何分子或离子。4.1.酸H++碱-++AcHHAc

-+-+2442HPOHPOH-+-+3424POHHPO+++34NHHNH++++252362O)Al(OH)(HHO)Al(H[][]++++422252O)(HAl(OH)HO)Al(OH)(H[][]酸H++碱-++AcHHAc-+例：HAc的共轭碱是Ac－，

Ac－的共轭酸是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。酸H++碱例：HAc的共轭碱是Ac－，两性物质：酸

①

酸碱解离反应是质子转移反应。②水是两性物质，它的自身解离反应也是质子转移反应。H+酸(1)碱(2)酸(2)碱(1)HF(aq)H++F－(aq)H++H2O(l)H3O+(aq)HF(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+F－(aq)H2O(l)+H2O(l)H3O+(aq)+OH－(aq)酸(1)碱(2)酸(2)碱(1)

4.1.2质子转移反应①酸碱解离反应是质子转移反应。②水是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：酸(1)碱(2)酸(2)碱(1)H+NH4Cl水解：酸(1)碱(2)酸(2)碱(1)H+Ac－+H2OOH－

+HAc+H2OH3O++NH3③盐类水解反应也是离子酸碱的质子转移反应。④非水溶液中的酸碱反应，也是离子酸碱的质子转移反应。例如NH4Cl的生成：H+液氨中的酸碱中和反应：H+④非水溶液中的酸碱反应，也是离子H+液氨中

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：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。

酸和碱的相对强弱HCl>HAc>HCN区分效应：用一个溶剂能把酸或碱的相拉平效应：溶剂将酸

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。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：HI＞HClO4＞HCl＞H2SO4＞HNO3水对强酸起不到区分作用，水能够同等程度地将H酸越强，其共轭碱越弱；碱越强，其共轭酸越弱。酸越强，其共轭碱越弱；§4.2水的解离平衡和溶液的pH4.2.2溶液的pH4.2.1水的解离平衡4.2.3酸碱指示剂§4.2水的解离平衡和溶液的pH4.2.2溶液的4.2.1水的解离平衡H2O(l)+H2O(l)

H3O+(aq)+OH－(aq)H2O(l)

H+(aq)+OH－(aq)—水的离子积常数，简称水的离子积。25℃纯水：c(H+)=c(OH－)=1.0×10-7mol·L-1100℃纯水：=1.0×10-14=5.43×10-13T，)OH()OH(3-+=cccc{}{})(OH)O(H3=-+cc或4.2.1水的解离平衡H2O(l)+H2O(}{)(OHlgpOH-=-令c{})O(HlgpH

3-=+c4.2.2溶液的pH{}{}101.0)(OH)O(H143×==--+根据cc14lg)OH(lg)H(lg

=-=---+即cc14ppOHpH==+

常温下，较准确地测定溶液的pH：pH试纸；精确地测定溶液的pH：pH计。}{)(OHlgpOH-=-令c{})O(HlgpH3-=

变色范围 酸色中间色 碱色甲基橙 3.1~4.4 红

橙

黄酚酞 8.0~10.0 无色粉红

红石蕊 3.0~8.0 红

紫

蓝4.2.3酸碱指示剂 变色范围 酸色中间色 碱色4.2.3§4.3弱酸、弱碱的解离平衡4.3.2多元弱酸的解离平衡4.3.1一元弱酸、弱碱的解离平衡4.3.3盐的水离平衡§4.3弱酸、弱碱的解离平衡4.3.2多元弱酸的

1.一元弱酸的解离平衡4.3.1一元弱酸、弱碱的解离平衡HA(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+A－(aq){}{}{})HA()A()OH()HA(

3ccc-+==)HA(

越大，酸性越强。1.一元弱酸的解离平衡4.3.1一元弱酸、弱碱的解初始浓度/mol·L-10.1000平衡浓度/mol·L-10.10－x

x

xx=1.3×10－3HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac－(aq){}{}{})HAc()Ac()OH()HAc(

3ccc-+=

例4-1：计算25℃时，0.10mol·L-1HAc溶液中H3O+、Ac－、HAc、OH－的浓度及溶液的pH。解：x10.0x2-=1.8×10-5初始浓度/mol·L-10.10解离度(a)c(H3O+)=c(Ac－)=1.3×10－3mol·L-1c(HAc)=(0.10-1.3×10－3)mol·L-1≈0.10mol·L-1c(OH－)=7.7×10－12mol·L-1={c(H3O+)}{c(OH－)}解离度(a)c(H3O+)=c(Ac－)=1.3×1α与的关系：HA(aq)

H+(aq)+ A－(aq)平衡浓度/(mol·L-1)c–cα

cα

cα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。α与的关系：HA(aq)H+(a2.一元弱碱的解离平衡

越大，碱性越强。b2.一元弱碱的解离平衡越大，碱性越强。b

解：

pH=11.27时，pOH=2.73，

c(OH-)=1.9×10-3molL-1，

例4-2：已知25℃时，0.20mol·L-1氨水的pH为11.27。计算溶液中OH－的浓度、氨的解离常数和解离度。Kb

则：c()=1.9×10-3molL-1，=1.8×10-5解：pH=11.27时，pOH=2.73，4.3.2多元弱酸的解离平衡4.3.2多元弱酸的解离平衡

例4-3：计算0.010mol·L-1H2CO3溶液中的H3O+,H2CO3,，和OH－的浓度以及溶液的pH。x+y+z≈x，x–y≈x例4-3：计算0.010mol·L-1H2C6.5×10-56.5×10-5大学普通化学课件结论：

①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。②对于二元弱酸，当时，c(酸根离子)≈，而与弱酸的初始浓度无关。③对于二元弱酸，若c(弱酸)一定时，c(酸根离子)与{c

(H3O+)}2成反比。结论：①多元弱酸的解离是分步进行的，一般※※§4.3.3*盐的水解平衡3弱酸弱碱盐的水解2强碱弱酸盐(离子碱)的水解

1强酸弱碱盐(离子酸)的水解4酸式盐溶液的酸碱性§4.3.3*盐的水解平衡3弱酸弱碱盐的水解(1)+(2)=(3)则

1强酸弱碱盐(离子酸)的水解(1)+(2)=(3)则1强酸弱碱盐(大学普通化学课件ceq/(mol·L-1)

0.10-x

x

x解：例4-4：计算0.10mol·L-1NH4Cl溶液的pH和的解离度。x=7.5×10-6x(H3O+)=7.5×10-6mol·L-1pH=5.12%ceq/(mol·L-1)0.10-x 影响盐类水解的因素①盐的浓度：

c盐↓,水解度增大。总之，加热和稀释都有利于盐类的水解。③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。②温度：水解反应为吸热反应，＞0，T↑,Kh↑，水解度增大。影响盐类水解的因素①盐的浓度：c盐↓,水解度增大。总之

NaAc,NaCN……一元弱酸强碱盐的水溶液呈碱性，因为弱酸阴离子在水中发生水解反应。如在NaAc水溶液中：2强碱弱酸盐(离子碱)的水解NaAc,NaCN……一元弱酸强碱盐的

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。如：Na2CO3的水解：多元弱酸强碱盐也呈碱性，它们在水中解离产生的阴

例4-5：计算25℃时0.10mol·L-1Na3PO4溶液的pH。ceq/(mol·L-1)

0.10–x

x

x解：例4-5：计算25℃时0.10mol·L-1Na3PO3弱酸弱碱盐的水解3弱酸弱碱盐的水解

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？4酸式盐溶液的酸碱性解离大于水解，NaH2PO4溶液显弱酸性；§4.4缓冲溶液4.4.3缓冲溶液的选择与配制4.4.2缓冲溶液pH的计算

4.4.1同离子效应与缓冲溶液§4.4缓冲溶液4.4.3缓冲溶液的选择与配

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。HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac–(aq)Ac–(aq)NH4Ac(aq)(aq)+平衡移动方向

4.4.1同离子效应与缓冲溶液1.同离子效应同离子效应：在弱电解质溶液中，加入与其含有相同离子的易溶

例4-6：在0.10mol·L-1的HAc溶液中，加入NH4Ac(s)，使NH4Ac的浓度为0.10mol·L-1。计算该溶液的pH和HAc的解离度。x=1.8×10-5

c(H+)=1.8×10-5mol·L-10.10±x≈0.100.10mol·L-1HAc溶液：pH=2.89，α=1.3%

解：

HAc(aq)+H2O(l)

H3O+(aq)+Ac－(aq)ceq/(mol·L-1)

0.10–x

x0.10+xc0/(mol·L-1)

0.1000.10pH=4.74，α=0.018%例4-6：在0.10mol·L-1的HAc溶液中50mLHAc—NaAc[c(HAc)=c(NaAc)=0.10mol·L-1]pH=4.74

缓冲溶液：具有能保持本身pH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的溶液)。加入1滴(0.05ml)1mol·L-1HCl加入1滴(0.05ml)1mol·L-1NaOH实验：50ml纯水pH=7pH=3 pH=11pH=4.73pH=4.752.缓冲溶液50mLHAc—NaAc[c(HAc)=c(NaAc)=0

3.缓冲作用原理3.缓冲作用原理因为：ca–x≈ca

，cs+x≈csceq/(mol·L-1)

ca–x

x

cs+x4.4.2缓冲溶液pH的计算因为：ca–x≈ca，cs+x≈csceq大学普通化学课件

例4-7：在50.0mL0.150mol·L-1NH3(aq)和0.200mol·L-1NH4Cl缓冲溶液中，加入0.100mL1.00mol·L-1的HCl溶液。计算加入HCl溶液前后溶液的pH各为多少？解：加入HCl前：例4-7：在50.0mL0.150mol·L-1N加入HCl后：加HCl前浓度/(mol·L-1)0.150-0.0020-x0.200+0.0020+x

x0.1500.200加HCl后初始浓度/(mol·L-1)0.150-0.00200.200+0.0020平衡浓度/(mol·L-1)NH3(aq)+H2O(l)NH4(aq)+OH－(aq)+加入HCl后：加HCl前浓度/(mol·L-1)0.155.5.3缓冲溶液的选择与配制①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；缓冲溶液的选择和配制原则：②

或尽可能接近所需溶液的pH值；5.5.3缓冲溶液的选择与配制①所选择的缓欲配制的缓冲溶液的pH值应选择的缓冲组分③

若或与所需pH不相等，依所需pH调整欲配制的缓冲溶液的pH值应选择的缓冲组分§4.8沉淀的转化§4.6沉淀的生成和溶解§4.5溶度积常数§4.7pH对沉淀-溶解平衡的影响第四章酸碱平衡和沉淀溶解平衡§4.8沉淀的转化§4.6沉淀的生成和溶解§4

§4.5溶度积常数4.5.2溶度积和溶解度的相互换算4.5.1溶度积§4.5溶度积常数4.5.2溶度积和溶解度的相

在一定温度下，将难溶电解质晶体放入水中时，就发生溶解和沉淀两个过程。4.5.1溶度积在一定温度下，将难溶电解质晶体放入水中时，就mnnmmn)}(B{)}(A{)B(A-+=cc

在一定条件下，当溶解和沉淀速率相等时，便建立了一种动态的多相离子平衡，可表示如下：一般沉淀反应：—溶度积常数，简称溶度积。(aq)mB(aq)nA

(s)BAnmmn-++)}(SO)}{(Ba{)BaSO(2424-+=cc可简写为：

])/(SO][)/(Ba[)BaSO(

2424-+=cccc溶解沉淀mnnmmn)}(B{)}(A{)B(A-+=cc1.由溶解度计算溶度积4.5.2溶度积和溶解度间的相互换算

在溶度积表达式中，离子浓度必须是物质的量浓度，其单位为mol·L-1。而溶解度单位往往为，g/100gH2O或其它的表示方式。

难溶电解质饱和溶液是极稀的溶液，可认为溶液的密度近似等于水的密度。在进行溶度积和溶解度的相互换算时，必须注意将溶解度的单位转换为mol·L-1。1.由溶解度计算溶度积4.5.2溶度积和溶解度间的相

例4-9：25oC，将固体AgCl放入纯水中，达到沉淀-溶解平衡时，测得AgCl的溶解度为1.92×10-3g·L-1。试求该温度下AgCl的溶度积。)L/(mol1-ss平衡浓度3.143Mr(AgCl)

=解：已知1513Lmol1034.1Lmol3.1431092.1

----×=×=s)aq(Cl(aq)Ag

AgCl(s)

-++1021080.1)}Cl()}{Ag({)AgCl(--+×===scc例4-9：25oC，将固体AgCl放入纯水中

2

)L/(mol1xx-平衡浓度42331.7)CrOMr(Ag=1215Lg102.2Lg

331.7105.6----×=××=s5312105.6

,4101.1--×==×xx

例4-10：已知25oC时Ag2CrO4的溶度积为1.1×10-12，试求Ag2CrO4(s)在水中的溶解度(单位：g·L-1)。)aq(CrO(aq)2Ag

(s)CrOAg4422-++24242)}CrO({)}Ag({)CrOAg(-+=cc解：2.由溶度积计算溶解度2)L/(mol1)CrOAg()AgCl(42ss<

不同类型的难溶电解质不能直接用溶度积比较其溶解度的相对大小。*相同类型的难溶电解质,其大的s也大。)CrOAg()AgCl(42>Ag2CrO4(molL-1))CrOAg()AgCl(42ss<不同类型的难溶电

§4.6沉淀的生成与溶解4.6.2同离子效应与盐效应4.6.1溶度积规则4.6.3分步沉淀§4.6沉淀的生成与溶解4.6.2同离子效应与沉淀溶解平衡的反应商判据，即溶度积规则：4.6.1溶度积规则(aq)mB(aq)nA

(s)BAnmmn-++☆

J>平衡向左移动，沉淀析出；☆J=处于平衡状态，饱和溶液；☆J<平衡向右移动，无沉淀析出；若原来有沉淀存在，则沉淀溶解。沉淀溶解平衡的反应商判据，即溶度积规则：4.6.1溶度6.0×10-4mol·L-1。若在40.0L该溶液中，加入2.40L0.010mol·L-1BaCl2溶液。(1)试判断是否能生成BaSO4

沉淀；(2)如果有BaSO4沉淀生成，计算平衡时溶液中的浓度。

例4-11：25℃时，某溶液中，为解：(1)6.0×10-4mol·L-1。若在40.0L(aq)SO

(aq)Ba

(s)BaSO2424-++=x2=1.1×10-10)}(SO)}{(Ba{)BaSO(2424-+=cc(2)(aq)SO(aq)Ba(s)BaSO24.6.2同离子效应与盐效应1.同离子效应在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离子的易溶强电解质，而使难溶电解质的溶解度降低的作用。(aq)SO

(aq)Ba

(s)BaSO2424-++4.6.2同离子效应与盐效应1.同离子效应(aq)SO

例4-12：计算25℃时Ag2CrO4晶体在0.010mol·L-1K2CrO4溶液中的溶解度。解：例4-12：计算25℃时Ag2CrO4晶体在盐效应：

在难溶电解质溶液中，加入易溶强电解质而使难溶电解质的溶解度增大的作用。2.盐效应盐效应：2.盐效应①当时，增大，s(PbSO4)显著减小，同离子效应占主导；②当时，增大，s(PbSO4)缓慢增大，盐效应占主导。①当1L溶液4.6.3分步沉淀实验：1L溶液4.6.3分步沉淀实验：)}(I{(AgI)sp-=cK)}(Cl{(AgCl)sp-=cK)}(Ag{(AgI)2sp+=cK)}(I{(AgI)sp-=cK)}(Cl{(AgCl)sp分步沉淀的次序：①与的大小及沉淀的类型有关

沉淀类型相同，被沉淀离子浓度相同，

小者先沉淀，大者后沉淀；

沉淀类型不同，要通过计算确定。也可能先析出时当AgCl,)I()Cl(-->>cc②与被沉淀离子浓度有关分步沉淀的次序：①与的大小及沉淀的类型有先析出时当AgCl,)I(102.2)Cl(6--×>cc)(I102.2

6-×=c)(Ag)Ag(I2Cl1++<--cc)I()(AgI)Cl()(AgClspsp--<cKcK)I(103.8108.1)I()(AgI)(AgCl)Cl(1710spsp-----××=>ccKKc先析出时当AgCl,)I(102.2)Cl(6--×>cc)

例4-13：某溶液中含有0.10mol.L-1Cl－和1.0×10-3mol.L-1

。通过计算说明：(1)当逐滴加入AgNO3溶液时，哪一种沉淀先析出？(2)当第二种沉淀析出时，第一种离子是否已被沉淀完全？(忽略由于加入AgNO3溶液所引起的体积变化)例4-13：某溶液中含有0.10mol.L-解：析出AgCl(s)所需的最低Ag+浓度)}Cl({(AgCl)sp-=cK)}(CrO{)CrO(Ag2442sp-=cK解：析出AgCl(s)所需的最低Ag+浓度)}Cl({(Ag)}(Ag{(AgCl)2sp+=cK≤)}(Ag{(AgCl)2sp+=cK≤≥≥4.7pH对难溶金属氢氧化物沉淀-溶解平衡的影响≥≥4.7pH对难溶金属氢氧化物2.826.85pH可将pH值控制在2.82~6.85之间Fe3+沉淀完全Ni2+开始沉淀

例：在含有0.10mol·L-1Fe3+和0.10mol·L-1Ni2+的溶液中，欲除掉Fe3+，使Ni2+仍留在溶液中，应控制pH为多少?解：c(Fe3+)≤10-5≥≥2.826.85pH可将pH值控制在2.82~6.85

例4-14：在0.20L的0.50mol·L-1MgCl2溶液中加入等体积的0.10mol·L-1

氨水溶液。(1)试通过计算判断有无Mg(OH)2沉淀生成。(2)为了不使Mg(OH)2沉淀析出，加入NH4Cl(s)的质量至少为多少？(设加入固体NH4Cl后溶液的体积不变)例4-14：在0.20L的0.50mol·L-1McL

0.050mol)(NH

130=-cL

0.25mol)Mg(

)1(

120=-+xxx0.050

)Lmol/(1--平衡浓度0

00.050

)Lmol/(1-初始浓度解：14Lmol109.5)OH(---×=c4105.9-×=x)aq(OH)aq(NH

)l(OH)aq(NH423++-+532108.1)NH(050.0-×==-xxcL0.050mol)(NH130=-cL0112108.1)Mg(OH)(×=-沉淀析出。所以有，2Mg(OH)

J>112108.1)Mg(OH)(×=-沉淀析出。所以有，2M0

c≈0.050≈6606

105.4

105.4

105.4050.0

)L(mol/1c××+×-----平衡浓度25.0101.5)Mg()(Mg(OH))＜OH(1222-+-×=ccMg(OH)

)2(2J＜沉淀析出，为了不使423(aq)OH

(aq)NH

O(l)H

(aq)NH++-+0c≈0.050≈6606105.4105.4016.0)108.1(101.52512=××=--0.050

0.25

)Lmol/(1-y平衡浓度此题也可以用双平衡求解：)l(O2H)aq(2NH)aq(Mg

)aq(2NH(s)Mg(OH)23242+++++[])(NH)Mg(OH)(

)}NH({)}NH({)}Mg({23224232==++ccc{c(OH－)}2{c(OH－)}2016.0)108.1(101.52512=××=--0.0(aq)SO(s)aCOC

(aq)CO(s)CaSO243234--++)(Ca)(CO)(Ca)(SO223224+-+-=ccccK)(CaCO)(CaSO3sp4spKK=§4.8沉淀的转化(aq)SO(s)aCOC(aq)CO(s)CaSO24

例4-15：若使0.010mol的CaSO4在1.0LNa2CO3溶液中全部转化为CaCO3，试计算Na2CO3溶液的初始浓度。

解：(aq)SO(s)CaCO

(aq)CO(s)CaSO243234--++4104.1010.0×==Kx例4-15：若使0.010mol的Ca结论：沉淀类型不同，计算反应的。沉淀类型相同,大（易溶)者向小（难溶)者转化容易，二者相差越大，转化越完全，反之小者向大者转化困难；结论：沉淀类型不同，计算反应的。沉淀类型相同,

例：如果在1.0LNa2CO3

溶液中将0.010molBaSO4完全转化为BaCO3，问试计算所需Na2CO3

溶液的初浓度。解：(aq)SO(s)BaCO

(aq)CO(s)BaSO243234--++Kx=010.0)(BaCO)(BaSO3sp4spKK=平衡浓度/(molL-1)例：如果在1.0LNa2CO3溶液知识回顾KnowledgeReview知识回顾KnowledgeReview第四章酸碱平衡和沉淀溶解平衡§4.4缓冲溶液§4.3弱酸和弱碱的解离平衡§4.2水的解离平衡和溶液的pH§4.1酸碱质子理论简介第四章酸碱平衡和沉淀溶解平衡§4.4缓冲溶液§4

§4.1酸碱质子理论简介4.1.2质子转移反应4.1.1酸碱质子理论的基本概念§4.1酸碱质子理论简介4.1.2质子

酸：凡是能释放出质子（H+）的任何分子或离子。（质子的给予体）

碱：凡是能与质子（H+）结合的分子或离子。（质子的接受体）

4.1.1酸碱质子理论的基本概念酸：凡是能释放出质子（H+）的任何分子或离子。4.1.酸H++碱-++AcHHAc

-+-+2442HPOHPOH-+-+3424POHHPO+++34NHHNH++++252362O)Al(OH)(HHO)Al(H[][]++++422252O)(HAl(OH)HO)Al(OH)(H[][]酸H++碱-++AcHHAc-+例：HAc的共轭碱是Ac－，

Ac－的共轭酸是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。酸H++碱例：HAc的共轭碱是Ac－，两性物质：酸

①

酸碱解离反应是质子转移反应。②水是两性物质，它的自身解离反应也是质子转移反应。H+酸(1)碱(2)酸(2)碱(1)HF(aq)H++F－(aq)H++H2O(l)H3O+(aq)HF(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+F－(aq)H2O(l)+H2O(l)H3O+(aq)+OH－(aq)酸(1)碱(2)酸(2)碱(1)

4.1.2质子转移反应①酸碱解离反应是质子转移反应。②水是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：酸(1)碱(2)酸(2)碱(1)H+NH4Cl水解：酸(1)碱(2)酸(2)碱(1)H+Ac－+H2OOH－

+HAc+H2OH3O++NH3③盐类水解反应也是离子酸碱的质子转移反应。④非水溶液中的酸碱反应，也是离子酸碱的质子转移反应。例如NH4Cl的生成：H+液氨中的酸碱中和反应：H+④非水溶液中的酸碱反应，也是离子H+液氨中

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：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。

酸和碱的相对强弱HCl>HAc>HCN区分效应：用一个溶剂能把酸或碱的相拉平效应：溶剂将酸

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。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：HI＞HClO4＞HCl＞H2SO4＞HNO3水对强酸起不到区分作用，水能够同等程度地将H酸越强，其共轭碱越弱；碱越强，其共轭酸越弱。酸越强，其共轭碱越弱；§4.2水的解离平衡和溶液的pH4.2.2溶液的pH4.2.1水的解离平衡4.2.3酸碱指示剂§4.2水的解离平衡和溶液的pH4.2.2溶液的4.2.1水的解离平衡H2O(l)+H2O(l)

H3O+(aq)+OH－(aq)H2O(l)

H+(aq)+OH－(aq)—水的离子积常数，简称水的离子积。25℃纯水：c(H+)=c(OH－)=1.0×10-7mol·L-1100℃纯水：=1.0×10-14=5.43×10-13T，)OH()OH(3-+=cccc{}{})(OH)O(H3=-+cc或4.2.1水的解离平衡H2O(l)+H2O(}{)(OHlgpOH-=-令c{})O(HlgpH

3-=+c4.2.2溶液的pH{}{}101.0)(OH)O(H143×==--+根据cc14lg)OH(lg)H(lg

=-=---+即cc14ppOHpH==+

常温下，较准确地测定溶液的pH：pH试纸；精确地测定溶液的pH：pH计。}{)(OHlgpOH-=-令c{})O(HlgpH3-=

变色范围 酸色中间色 碱色甲基橙 3.1~4.4 红

橙

黄酚酞 8.0~10.0 无色粉红

红石蕊 3.0~8.0 红

紫

蓝4.2.3酸碱指示剂 变色范围 酸色中间色 碱色4.2.3§4.3弱酸、弱碱的解离平衡4.3.2多元弱酸的解离平衡4.3.1一元弱酸、弱碱的解离平衡4.3.3盐的水离平衡§4.3弱酸、弱碱的解离平衡4.3.2多元弱酸的

1.一元弱酸的解离平衡4.3.1一元弱酸、弱碱的解离平衡HA(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+A－(aq){}{}{})HA()A()OH()HA(

3ccc-+==)HA(

越大，酸性越强。1.一元弱酸的解离平衡4.3.1一元弱酸、弱碱的解初始浓度/mol·L-10.1000平衡浓度/mol·L-10.10－x

x

xx=1.3×10－3HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac－(aq){}{}{})HAc()Ac()OH()HAc(

3ccc-+=

例4-1：计算25℃时，0.10mol·L-1HAc溶液中H3O+、Ac－、HAc、OH－的浓度及溶液的pH。解：x10.0x2-=1.8×10-5初始浓度/mol·L-10.10解离度(a)c(H3O+)=c(Ac－)=1.3×10－3mol·L-1c(HAc)=(0.10-1.3×10－3)mol·L-1≈0.10mol·L-1c(OH－)=7.7×10－12mol·L-1={c(H3O+)}{c(OH－)}解离度(a)c(H3O+)=c(Ac－)=1.3×1α与的关系：HA(aq)

H+(aq)+ A－(aq)平衡浓度/(mol·L-1)c–cα

cα

cα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。α与的关系：HA(aq)H+(a2.一元弱碱的解离平衡

越大，碱性越强。b2.一元弱碱的解离平衡越大，碱性越强。b

解：

pH=11.27时，pOH=2.73，

c(OH-)=1.9×10-3molL-1，

例4-2：已知25℃时，0.20mol·L-1氨水的pH为11.27。计算溶液中OH－的浓度、氨的解离常数和解离度。Kb

则：c()=1.9×10-3molL-1，=1.8×10-5解：pH=11.27时，pOH=2.73，4.3.2多元弱酸的解离平衡4.3.2多元弱酸的解离平衡

例4-3：计算0.010mol·L-1H2CO3溶液中的H3O+,H2CO3,，和OH－的浓度以及溶液的pH。x+y+z≈x，x–y≈x例4-3：计算0.010mol·L-1H2C6.5×10-56.5×10-5大学普通化学课件结论：

①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。②对于二元弱酸，当时，c(酸根离子)≈，而与弱酸的初始浓度无关。③对于二元弱酸，若c(弱酸)一定时，c(酸根离子)与{c

(H3O+)}2成反比。结论：①多元弱酸的解离是分步进行的，一般※※§4.3.3*盐的水解平衡3弱酸弱碱盐的水解2强碱弱酸盐(离子碱)的水解

1强酸弱碱盐(离子酸)的水解4酸式盐溶液的酸碱性§4.3.3*盐的水解平衡3弱酸弱碱盐的水解(1)+(2)=(3)则

1强酸弱碱盐(离子酸)的水解(1)+(2)=(3)则1强酸弱碱盐(大学普通化学课件ceq/(mol·L-1)

0.10-x

x

x解：例4-4：计算0.10mol·L-1NH4Cl溶液的pH和的解离度。x=7.5×10-6x(H3O+)=7.5×10-6mol·L-1pH=5.12%ceq/(mol·L-1)0.10-x 影响盐类水解的因素①盐的浓度：

c盐↓,水解度增大。总之，加热和稀释都有利于盐类的水解。③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。②温度：水解反应为吸热反应，＞0，T↑,Kh↑，水解度增大。影响盐类水解的因素①盐的浓度：c盐↓,水解度增大。总之

NaAc,NaCN……一元弱酸强碱盐的水溶液呈碱性，因为弱酸阴离子在水中发生水解反应。如在NaAc水溶液中：2强碱弱酸盐(离子碱)的水解NaAc,NaCN……一元弱酸强碱盐的

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。如：Na2CO3的水解：多元弱酸强碱盐也呈碱性，它们在水中解离产生的阴

例4-5：计算25℃时0.10mol·L-1Na3PO4溶液的pH。ceq/(mol·L-1)

0.10–x

x

x解：例4-5：计算25℃时0.10mol·L-1Na3PO3弱酸弱碱盐的水解3弱酸弱碱盐的水解

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？4酸式盐溶液的酸碱性解离大于水解，NaH2PO4溶液显弱酸性；§4.4缓冲溶液4.4.3缓冲溶液的选择与配制4.4.2缓冲溶液pH的计算

4.4.1同离子效应与缓冲溶液§4.4缓冲溶液4.4.3缓冲溶液的选择与配

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。HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac–(aq)Ac–(aq)NH4Ac(aq)(aq)+平衡移动方向

4.4.1同离子效应与缓冲溶液1.同离子效应同离子效应：在弱电解质溶液中，加入与其含有相同离子的易溶

例4-6：在0.10mol·L-1的HAc溶液中，加入NH4Ac(s)，使NH4Ac的浓度为0.10mol·L-1。计算该溶液的pH和HAc的解离度。x=1.8×10-5

c(H+)=1.8×10-5mol·L-10.10±x≈0.100.10mol·L-1HAc溶液：pH=2.89，α=1.3%

解：

HAc(aq)+H2O(l)

H3O+(aq)+Ac－(aq)ceq/(mol·L-1)

0.10–x

x0.10+xc0/(mol·L-1)

0.1000.10pH=4.74，α=0.018%例4-6：在0.10mol·L-1的HAc溶液中50mLHAc—NaAc[c(HAc)=c(NaAc)=0.10mol·L-1]pH=4.74

缓冲溶液：具有能保持本身pH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的溶液)。加入1滴(0.05ml)1mol·L-1HCl加入1滴(0.05ml)1mol·L-1NaOH实验：50ml纯水pH=7pH=3 pH=11pH=4.73pH=4.752.缓冲溶液50mLHAc—NaAc[c(HAc)=c(NaAc)=0

3.缓冲作用原理3.缓冲作用原理因为：ca–x≈ca

，cs+x≈csceq/(mol·L-1)

ca–x

x

cs+x4.4.2缓冲溶液pH的计算因为：ca–x≈ca，cs+x≈csceq大学普通化学课件

例4-7：在50.0mL0.150mol·L-1NH3(aq)和0.200mol·L-1NH4Cl缓冲溶液中，加入0.100mL1.00mol·L-1的HCl溶液。计算加入HCl溶液前后溶液的pH各为多少？解：加入HCl前：例4-7：在50.0mL0.150mol·L-1N加入HCl后：加HCl前浓度/(mol·L-1)0.150-0.0020-x0.200+0.0020+x

x0.1500.200加HCl后初始浓度/(mol·L-1)0.150-0.00200.200+0.0020平衡浓度/(mol·L-1)NH3(aq)+H2O(l)NH4(aq)+OH－(aq)+加入HCl后：加HCl前浓度/(mol·L-1)0.155.5.3缓冲溶液的选择与配制①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；缓冲溶液的选择和配制原则：②

或尽可能接近所需溶液的pH值；5.5.3缓冲溶液的选择与配制①所选择的缓欲配制的缓冲溶液的pH值应选择的缓冲组分③

若或与所需pH不相等，依所需pH调整欲配制的缓冲溶液的pH值应选择的缓冲组分§4.8沉淀的转化§4.6沉淀的生成和溶解§4.5溶度积常数§4.7pH对沉淀-溶解平衡的影响第四章酸碱平衡和沉淀溶解平衡§4.8沉淀的转化§4.6沉淀的生成和溶解§4

§4.5溶度积常数4.5.2溶度积和溶解度的相互换算4.5.1溶度积§4.5溶度积常数4.5.2溶度积和溶解度的相

在一定温度下，将难溶电解质晶体放入水中时，就发生溶解和沉淀两个过程。4.5.1溶度积在一定温度下，将难溶电解质晶体放入水中时，就mnnmmn)}(B{)}(A{)B(A-+=cc

在一定条件下，当溶解和沉淀速率相等时，便建立了一种动态的多相离子平衡，可表示如下：一般沉淀反应：—溶度积常数，简称溶度积。(aq)mB(aq)nA

(s)BAnmmn-++)}(SO)}{(Ba{)BaSO(2424-+=cc可简写为：

])/(SO][)/(Ba[)BaSO(

2424-+=cccc溶解沉淀mnnmmn)}(B{)}(A{)B(A-+=cc1.由溶解度计算溶度积4.5.2溶度积和溶解度间的相互换算

在溶度积表达式中，离子浓度必须是物质的量浓度，其单位为mol·L-1。而溶解度单位往往为，g/100gH2O或其它的表示方式。

难溶电解质饱和溶液是极稀的溶液，可认为溶液的密度近似等于水的密度。在进行溶度积和溶解度的相互换算时，必须注意将溶解度的单位转换为mol·L-1。1.由溶解度计算溶度积4.5.2溶度积和溶解度间的相

例4-9：25oC，将固体AgCl放入纯水中，达到沉淀-溶解平衡时，测得AgCl的溶解度为1.92×10-3g·L-1。试求该温度下AgCl的溶度积。)L/(mol1-ss平衡浓度3.143Mr(AgCl)

=解：已知1513Lmol1034.1Lmol3.1431092.1

----×=×=s)aq(Cl(aq)Ag

AgCl(s)

-++1021080.1)}Cl()}{Ag({)AgCl(--+×===scc例4-9：25oC，将固体AgCl放入纯水中

2

)L/(mol1xx-平衡浓度42331.7)CrOMr(Ag=1215Lg102.2Lg

331.7105.6----×=××=s5312105.6

,4101.1--×==×xx

例4-10：已知25oC时Ag2CrO4的溶度积为1.1×10-12，试求Ag2CrO4(s)在水中的溶解度(单位：g·L-1)。)aq(CrO(aq)2Ag

(s)CrOAg4422-++24242)}CrO({)}Ag({)CrOAg(-+=cc解：2.由溶度积计算溶解度2)L/(mol1)CrOAg()AgCl(42ss<

不同类型的难溶电解质不能直接用溶度积比较其溶解度的相对大小。*相同类型的难溶电解质,其大的s也大。)CrOAg()AgCl(42>Ag2CrO4(molL-1))CrOAg()AgCl(42ss<不同类型的难溶电

§4.6沉淀的生成与溶解4.6.2同离子效应与盐效应4.6.1溶度积规则4.6.3分步沉淀§4.6沉淀的生成与溶解4.6.2同离子效应与沉淀溶解平衡的反应商判据，即溶度积规则：4.6.1溶度积规则(aq)mB(aq)nA

(s)BAnmmn-++☆

J>平衡向左移动，沉淀析出；☆J=处于平衡状态，饱和溶液；☆J<平衡向右移动，无沉淀析出；若原来有沉淀存在，则沉淀溶解。沉淀溶解平衡的反应商判据，即溶度积规则：4.6.1溶度6.0×10-4mol·L-1。若在40.0L该溶液中，加入2.40L0.010mol·L-1BaCl2溶液。(1)试判断是否能生成BaSO4

沉淀；(2)如果有BaSO4沉淀生成，计算平衡时溶液中的浓度。

例4-11：25℃时，某溶液中，为解：(1)6.0×10-4mol·L-1。若在40.0L(aq)SO

(aq)Ba

(s)BaSO2424-++=x2=1.1×10-10)}(SO)}{(Ba{)BaSO(2424-+=cc(2)(aq)SO(aq)Ba(s)BaSO24.6.2同离子效应与盐效应1.同离子效应在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离子的易溶强电解质，而使难溶电解质的溶解度降低的作用。(aq)SO

(aq)Ba

(s)BaSO2424-++4.6.2同离子效应与盐效应1.同离子效应(aq)SO

例4-12：计算25℃时Ag2CrO4晶体在0.010mol·L-1K2CrO4溶液中的溶解度。解：例4-12：计算25℃时Ag2CrO4晶体在盐效应：

在难溶电解质溶液中，加入易溶强电解质而使难溶电解质的溶解度增大的作用。2.盐效应盐效应：2.盐效应①当时，增大，s(PbSO4)显著减小，同离子效应占主导；②当时，增大，s(PbSO4)缓慢增大，盐效应占主导。①当1L溶液4.6.3分步沉淀实验：1L溶液4.6.3分步沉淀实验：)}(I{(AgI)sp-=cK)}(Cl{(AgCl)sp-=cK)}(Ag{(AgI)2sp+=cK)}(I{(AgI)sp-=cK)}(Cl{(AgCl)sp分步沉淀的次序：①与的大小及沉淀的类型有关

沉淀类型相同，被沉淀离子浓度相同，

小者先沉淀，大者后沉淀；

沉淀类型不同，要通过计算确定。也可能先析出时当AgCl,)I()Cl(-->>cc②与被沉淀离子浓度有关分步沉淀的次序：①与的大小及沉淀的类型有先析出时当AgCl,)I(102.2)Cl(6--×>cc)(I102.2

6-×=c)(Ag)Ag(I2Cl1++<--cc)I()(AgI)Cl()(AgClspsp--<cKcK)I(103.8108.1)I()(AgI)(AgCl)Cl(1710spsp--