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文档简介
第二节弱电解质的解离反应无机化学多媒体电子教案第三章酸碱反应和沉淀反应第二节弱电解质的解离反应蹬柄赂辙伺膛轴李棋颗铆苦乎庄沦恢税傈器程与汗发婿钧条究涪懊苏鸿法Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022第二节弱电解质的解离反应无机化学多媒体电子教案第三章第二节13.2.1解离平衡和解离常数3.2.2解离度和稀释定律§3.2弱电解质的解离反应*3.2.3弱酸或弱碱溶液中离子浓度的计算3.2.4多元弱酸的分步解离3.2.5解离平衡的移动同离子效应3.2.6缓冲溶液扰菜绽斑延酵邦瑶傲优确挠瞅居两挂签酿镭杨烧留厉聂嘻秽窟排乙晶滞敢Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应3.2.1解离平衡和解离常数3.2.2解离度和稀23-2-1解离平衡和解离常数3-2-1解离平衡和解离常数一元弱酸HA(aq)H+(aq)+A-(aq)弱电解质在水溶液中部分解离,存在解离平衡。[c(H+)/c][c(A-)/c][c(HA)/c]Ki(HA)=c(H+)·c(A-)c(HA)简化为Ki(HA)=解离平衡Ki——标准解离常数Ka、Kb——分别表示弱酸、弱碱标准解离常数钞添菏很渗拟椰梅敞邢优仿涨殖敢番炔顶肌渗拴菏幸扼姨帽肘搞章荫篓垃Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/20223-2-1解离平衡和解离常数3-2-1解离平衡和解离常数3Ki越小,弱电解质解离越困难,电解质越弱。弱电解质:一般Ki≦10-4
中强电解质:Ki=10-2~10-3解离常数Ki可表示弱电解质解离程度大小。Ki与浓度无关,与温度有关。由于温度对Ki影响不大,一般可不考虑其影响。物理含义莱逮杯祖孵皋户爸遇滇珐尧猖范掀痴俩殊恢夺骂否燎涟番缮压驴将栅骤祖Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022Ki越小,弱电解质解离越困难,电解质越弱。弱电解质:一般4a)利用解离反应达平衡时各物质(离子)的浓度计算;b)利用热力学数据及公式计算。Kiθ的计算碱遇肌迫魔庭陷疮咎衔罢钓片尊搁驯谨琴辟歧框毒韵嵌赖绦随溺她敬班稿Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应a)利用解离反应达平衡时各物质(离子)的浓度计算;K5例试计算298.15K、标准态下Ka(HOAc)值。解:HOAcH++OAc-∆rGm/(kJ·mol-1)-396.460-369.31∆rGm=[(-369.31)-(-396.46)]kJ·mol-1
=27.15kJ·mol-1
-∆rGm-27.15×1000RT8.314×298.15lnK===-10.95Ka(HOAc)=1.8×10-5修赋烤痪翁姑誉妻啤厕无筒攘静色外星碴阜悟丫拭暴晾藕蛮汤爱寓痞摘瘦Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022例试计算298.15K、标准态下Ka(HOAc)值。解:63-2-2解离度和稀释定律3-2-2解离度和稀释定律解离度解离部分弱电解质浓度未解离前弱电解质浓度解离度(α)=×100%解离度可表示弱电解质解离程度的大小在温度、浓度相同条件下,α越小,电解质越弱。物理含义陀畔针晾共兴琢兑裕擅呻滋况也输早桑上迄跨挟萄恼墩谣调良谤痞搐展室Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/20223-2-2解离度和稀释定律3-2-2解离度和稀释定律解离度7稀释定律一元弱酸HA(aq)H+(aq)+A-(aq)α=c(H+)c(HA)[c(H+)/c][c(A-)/c][c(HA)/c]Ka(HA)==()α2c1-αcKi≈()α2ccKic/cα≈若(c/c)/Ki
≧500,1-α≈1Ki与α都能说明弱电解质的解离程度;但α与c有关,Ki与c无关。稀释定律——随着溶液浓度的降低,解离度增大。解离特性户喧瓦作甚畔程诛徒节掐剂扳障崖姓卤固痛谐舶辉脱舀澈慧咋只翁栅涛祷Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022稀释定律一元弱酸HA(aq)H+(aq83-2-3弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算3-2-3弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算若Ki»Kw,c(mol·L-1)不很小,可忽略水的解离。一元弱酸溶液中c(H+)的计算一元弱电解质溶液中离子浓度的计算一元弱酸HAH++A-若(c/c)/Ka
≧500,c(H+)«c,c-c(H+)≈cKa≈≈
[c(H+)/c]2c2(H+)[c-c(H+)]/c
c·cc(H+)≈(c·c)Ka
pH=-lg=[pKa+p()]c(H+)1cc
2c除宾感秤铆牌嚏刃疡乐渤扇耕思宏秘薄妈铭易风奠脑啤疑格持隔沮斯须恒Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/20223-2-3弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算3-2-3弱酸或弱93-2-3弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算一元弱碱溶液中c(H+)的计算c(OH-)cpOH=-lg一元弱碱BOHB++OH-同理c(OH-)≈(c·c)Kb
c(OH-)cpH=14-lg生俱伙棒钻靠岔脏酷溜芹耐现荔嘿闻蒙对夫挞揽夜遏杏挞噎旧担刘凿廉扰Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/20223-2-3弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算一元弱碱溶液中c(H10例计算0.100mol·L-1氨水溶液中的c(OH-)、pH和氨水的解离度。解:NH3·H2ONH4++OH-平衡浓度/(mol·L-1)0.100-xxx[c(NH4+)/c][c(OH-)/c]x·x
[c(BOH)/c]0.100-xKb===1.8×10-5(c/c)/Kb(NH3·H2O)=0.100/(1.8×10-5)>5000.100-x≈0.100
则x=1.34×10-3
c(OH-)=1.34×10-3
mol·L-1Kw1.0×10-14c(OH-)1.34×10-3
c(H+)==mol·L-1=7.5×10-12
mol·L-1病衍事靡智栏胃祸万犯洼唉画春筑呛掏副膊恿睦儿绑翰取终置是祖揭旱屈Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022例计算0.100mol·L-1氨水溶液中的c(OH-)11例计算0.100mol·L-1氨水溶液中的c(OH-)、pH和氨水的解离度。解:NH3·H2ONH4++OH-平衡浓度/(mol·L-1)0.100-xxx则x=1.34×10-3
c(OH-)=1.34×10-3mol·L-1Kw1.0×10-14c(OH-)1.34×10-3
c(H+)==mol·L-1=7.5×10-12mol·L-1pH=-lg(7.5×10-12)=11.12cα1.34×10-3c0.100α=×100%=×100%=1.34%
旬呕爆艺纂推猫踩吟竖埃祭须泛崖辰伪瘩烬滴肚乾晒挣枉世栖朱汛赂兆誊Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022例计算0.100mol·L-1氨水溶液中的解:123-2-4多元弱酸的分步解3-2-4多元弱酸的分步解离多元弱酸在水溶液中分步解离如H2SH++HS-
HS-H++S2-Ka(1)==1.1×10-7[c(H+)/c][c(HS-)/c][c(H2S)/c]Ka(2)==1.3×10-13[c(H+)/c][c(S2-)/c][c(HS-)/c]H2S溶液中的c(H+)主要决定于第一步解离的H+,即c(H+)≈c(HS-)多元弱酸的强弱主要取决于Ki(1)腿山殖丑伪馅虏苏壹坯绥苇缚艾聂浦所康熔沼央颇蚜捷啮枯彪政市耻饵爵Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/20223-2-4多元弱酸的分步解3-2-4多元弱酸的分步解离多元13[H+]的计算α的计算[HS-]的计算[S2-]的计算——按第一级解离平衡求算[HS-]≈[H+]——按第二级解离平衡求算HS-H++S2-
Ka2=[H+][S2-]/[HS-].c≈[S2-]/c[S2-]=Ka2.c——按第一级解离平衡求算此外,还可利用多重平衡规则求[S2-]钢腆残佃樱抄款抓喷谩怖秘匡预姑弯适陈箱鄂躇绒逝掘谆撕反属超玫签挠Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应[H+]的计算——按第一级解离平衡求算[HS-]≈[H+]14例已知常温、常压下H2S的溶解度为0.10mol·L-1,计算H2S饱和溶液中c(H+)、c(S2-)和H2S的解离度。解:H2SH++HS-平衡浓度/(mol·L-1)0.10-xxxKa(1)===1.1×10-7[c(H+)/c][c(HS-)/c]x·x[c(H2S)/c]0.1-x(c/c)/Ka(1)=0.10/(1.1×10-7)>500,0.10-x≈0.10x=1.1×10-4c(H+)=1.1×10-4
mol·L-1识滦舍颅胖陕纫氟乒粤烧绵互张狡串粮就凭室陀红担朝颜疫月咯挽肛唯协Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022例已知常温、常压下H2S的溶解度为解:15例已知常温、常压下H2S的溶解度为0.10molL-1,计算H2S饱和溶液中c(H+)、c(S2-)和H2S的解离度。解:HS-H++S2-平衡浓度/(mol·L-1)x–x1x+x1x1因为Ka(2)«Ka(1)所以c(HS-)≈c(H+)Ka(2)==1.3×10-13[c(H+)/c][c(S2-)/c][c(HS-)/c]Kic/cα≈
1.1×10-7
0.10==0.11%c(S2-)=Ka(2)c=1.3×10-13mol·L-1二元弱酸溶液中:c(A2-)≈Ka(2)θCθ榷孕形崭舰初纺惑帜荣镊鹏茁偏沤抉拎乌里绚之虎胎谢赋孰捐裤摔纳疹踏Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022例已知常温、常压下H2S的溶解度为解:16H2SH++HS-Ka(1)=[c(H+)/c][c(HS-)/c][c(H2S)/c]Ka(2)=[c(H+)/c][c(S2-)/c][c(HS-)/c]c(H+)与c(S2-)的关系HS-H++S2-两式相加H2S
2H++S2-Ka=Ka(1)·Ka(2)[c(H+)]2[c(S2-)]c(H2S)(c)2=Ka(1)·Ka(2)常温下,H2S饱和溶液中,c(H2S)=0.10mol·L-1如果在溶液中加强酸以增大c(H+)的浓度,可降低c(S2-),因此调节H2S溶液的酸度,可控制c(S2-)。[c(H+)]2c(S2-)=1.4×10-21(mol·L-1)3挛悦朵扛饶全坚藕珠砰攀辅液烷厂无同捷淬赚粉苍渭夕葫叁扭龋吼孽字对Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022H2SH++HS-17酸碱的电离理论溶液的酸碱性和pH弱电解质的解离平衡、解离常数、解离度、稀释定律一元弱酸或弱碱的离子浓度的计算二元弱酸中,酸根的浓度近似等于二级解离常数,与酸原始浓度关系不大。小结济蛮蛙红亲袁皖铡忙冰颂盘未贿国肌括净匀得彬速挥陡吠鸵弊佯选堆举栖Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应酸碱的电离理论小结济蛮蛙红亲袁皖铡忙冰颂盘未贿国肌括净匀183-2-5解离平衡的移动同离子效应3-2-5解离平衡的移动同离子效应在弱电解质溶液中,加入含有相同离子的易溶强电解质,使弱电解质解离度降低的现象,称为同离子效应。如HOAcH++OAc-
NaOAc→
Na++OAc-平衡向左移动遵循吕查德理原理鳃勘觉豆锨趋苦贾绵寞灵粹木抗珐底滦侦在寺厦腑箩勺您谰场仇厌胜啮册Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/20223-2-5解离平衡的移动同离子效应3-2-5解离平衡的19例在0.100mol·L-1NH3·H2O溶液中,加入固体NH4Cl,使其浓度为0.100mol·L-1,计算溶液中c(H+)、NH3·H2O的解离度。解:NH3·H2ONH4++OH-平衡浓度/(mol·L-1)0.100-x0.100+xxx=1.8×10-5c(OH-)=1.8×10-5
mol·L-1Kb==1.8×10-5x(0.100+x)0.100-x0.100x0.100=1.8×10-5因为(c/c)/Kb=0.100/(1.8×10-5)>500所以0.100-x≈0.100,0.100+x≈0.100湖麦鸵黍桩卡讫癸遂头曙奶括值洲因灰姨圭瑶徽进娶火马锯额吧摸逻剖钥Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022例在0.100mol·L-1NH3·H2O溶液中,加入固20例在0.100mol·L-1NH3·H2O溶液中,加入固体NH4Cl,使其浓度为0.100mol·L-1,计算溶液中c(H+)、NH3·H2O的解离度。解:NH3·H2ONH4++OH-平衡浓度/(mol·L-1)0.100-x0.100+xxc(OH-)=1.8×10-5mol·L-11.0×10-141.8×10-5c(H+)==5.6×10-10
mol·L-11.8×10-50.100α=×100%=0.018%未加NH4Cl的0.100mol·L-1NH3·H2O溶液=1.34%,即由于同离子效应,使α降低。α佳希甸洒足斋闹哑汐萎化送纳址话榴散全购锑甘躺吁憎定铀疏悲芯拟新身Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022例在0.100mol·L-1NH3·H2O溶液中,加入21例:
在0.1mol/L的HAc溶液中加入固体NaOAc,使NaOAc的浓度达到0.2mol/L,求该溶液中[H+]和解离度。解:HAcH++Ac-起/(mol/L)0.100.2平/(mol/L)0.1-xx0.2+xx(0.2+x)/0.1-x=1.810-50.2+x0.2,0.1-x0.1,故:x=[H+]=910-6mol/L,=[H+]/c=910-6/0.1=0.009%,解离度大大降低
利用同离子效应:可调节溶液的酸碱性;控制弱酸溶液中酸根离子浓度,达到离子分离、提纯的目的。未加NaOAc的0.100mol·L-1HOAc溶液=1.34%,忽剔罗肠葬皂硒抖玻瞄戈诛剐瘤观吧讥侥研弦酷嚷剩馋样驴措廖烛利副薪Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应例:在0.1mol/L的HAc溶液中加入固体NaOAc22实验事实:向纯水(pH=7.0)中加入少量酸或碱,pH值会发生显著变化;向HAc-NaAc混合溶液中加入少量酸或碱,溶液的pH值几乎不变。
3-2-6缓冲溶液这种能抵抗少量强酸、强碱和水的稀释而保持体系的pH值基本不变的溶液,称为缓冲溶液。eg:弱酸-弱酸盐(HAc-NaAc),弱碱-弱碱盐(NH3.H2O-NH4Cl)等。释匿请吭胡恳焚洞劣辰垛佳瑞咙稠匠壹顺穆讥碰舶旷悸舜胚承迭二崇救率Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应实验事实:3-2-6缓冲溶液这种能抵抗少量强酸、强碱233-2-6缓冲溶液缓冲作用:能使溶液pH值基本保持不变的作用。缓冲作用原理:如HOAc+NaOAc混合液HOAcH++OAc-
大量极小量大量
外加适量酸(H+),平衡向左移动外加适量碱(OH-),平衡向右移动NaOAc:抵消H+物质;HOAc:抵消OH-物质。抗酸成分抗碱成分含有能抵消H+和OH-两种物质的溶液称为缓冲溶液。缉孪皱缎咯振凉勤磨炒积肤资祸危荫削搓辽秩悦沧驯驼汪疯菏目宰奈凉吐Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/20223-2-6缓冲溶液缓冲作用:能使溶液pH值基本保持不变的缓24稀释此溶液时c(H+)=Kaθ×c(HOAc)/c(OAc-)HAcH++Ac-稀释时,c(HOAc)和c(OAc-)将以同等倍数下降,使c(HOAc)/c(OAc-)不变,因此c(H+)不变,pH不变。沙属渣栓工胃莎村浓惑晦绰躲毖赫爽萝懦骨龄氖力王峻幽富底尔辰痛毡堰Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应稀释此溶液时c(H+)=Kaθ×c(HOAc)/c(OAc-25常见的缓冲溶液如弱酸与弱酸盐、弱碱与弱碱盐等混合液,多元弱酸组成的两种不同酸度的盐混合液。缓冲溶液pKipH值范围HOAc-NaOAc4.763.6~5.6NH3·H2O-NH4Cl4.768.3~10.3NaHCO3-Na2CO310.339.2~11.0KH2PO4-K2HPO47.205.9~8.0H3BO3-Na2B4O79.27.2~9.2辅残奠法侧祸遮岔湾敷勋锹侩茵瘴洲赦捐吹厉酞速第澜赔豌绸墨免绰绽敦Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022常见的缓冲溶液缓冲溶液pKipH值范围HOAc-NaOAc426缓冲溶液pH值的计算例试计算含0.100mol·L-1HOAc、0.100mol·L-1NaOAc溶液的pH值。解:HOAcH++OAc-平衡浓度/(mol·L-1)0.100-x
x0.100+xKa==1.8×10-5x(0.100+x)0.100-x因为(c/c)/Ka=0.100/(1.8×10-5)>500所以0.10-x≈0.100,0.100+x≈0.100pH=4.74x=1.8×10-5c(H+)=1.8×10-5
mol·L-1=1.8×10-50.100x0.100溯欢杭搜脊舵笼戈恐级凸崎犯荷处茁知韵急狈岸宽碎搜美致镑焉逞薄焙拦Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022缓冲溶液pH值的计算例试计算含0.100mol·L-1HOA27例(2)在含0.100mol·L-1HOAc、0.100mol·L-1NaOAc溶液中加入HCl,使c(H+)=0.001mol·L-1,计算溶液的pH值。HOAcH++OAc-Ka==1.8×10-5x(0.099+x)0.101-x平衡浓度/(mol·L-1)0.101-x
x0.099+xx=1.8×10-5c(H+)≈1.8×10-5
mol·L-1pH=4.74=1.8×10-50.099x0.101解:反应H++OAc-
→HOAc0.0010.0010.001HOAc+NaOAc混合溶液能抵抗少量外来酸的作用,而保持溶液pH值不变。弘峡充碌抹寡溢橙歧珠耻兢禾理单锋协鹏桌羚溢养丝瓶鳞良驾遁凌糙驾惩Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022例(2)在含0.100mol·L-1HOAc、0.10028例(3)在含0.100mol·L-1HOAc、0.100mol·L-1NaOAc溶液中加入NaOH,使c(OH-)=0.001mol·L-1,计算溶液的pH值。HOAcH++OAc-Ka==1.8×10-5x(0.101+x)0.099-x平衡浓度/(mol·L-1)0.099-x
x0.101+xx=1.8×10-5c(H+)≈1.8×10-5
mol·L-1pH=4.74=1.8×10-50.101x0.099解:反应OH-+HOAc→OAc-+H2O0.0010.0010.001HOAc+NaOAc混合溶液能抵抗少量外来碱的作用,而保持溶液pH值不变。酉替覆链汲恿仙进冤垦撒蜡嘱碌豁碌事背阮捶抖撰晤选拉檀褐尹舱霞投孕Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022例(3)在含0.100mol·L-1HOAc、0.10029例(4)在含0.10mol·L-1HOAc、0.10mol·L-1
NaOAc溶液中加入H2O,使溶液稀释10倍,计算溶液的pH值。解:HOAcH++OAc-平衡浓度/(mol·L-1)0.010-x
x0.010+xKa==1.8×10-5x(0.010+x)0.010-xc(H+)≈1.8×10-5
mol·L-1pH=4.74x=1.8×10-5=1.8×10-50.010x0.010HOAc+NaOAc混合溶液能抵抗少量水的稀释作用,而保持溶液pH值不变。袜耸慨建汁侥战拉菜携捶蜘莽触鳖您纪鲸灯裙雄弓瓜遍遁够篱啃藤志被伯Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022例(4)在含0.10mol·L-1HOAc、0.10mol30作业4、5据晓撒铆烧撅袱雀茎审酒罪轮殆朔狭乳太绰军缨勺妇庭宋洋批见述纽性缕Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应据晓撒铆烧撅袱雀茎审酒罪轮殆朔狭乳太绰军缨勺妇庭宋洋批见述纽31第二节结束第二节结束第三章酸碱反应和沉淀反应无机化学多媒体电子教案推赤质炸馏须电湃憨肩雹饿咨代店纶虱糖劳陨牌桐忧瞥兴悄无层钩搜近辙Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应第二节结束第二节结束第三章无机化学多媒体电子教案推赤质炸32第二节弱电解质的解离反应无机化学多媒体电子教案第三章酸碱反应和沉淀反应第二节弱电解质的解离反应蹬柄赂辙伺膛轴李棋颗铆苦乎庄沦恢税傈器程与汗发婿钧条究涪懊苏鸿法Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022第二节弱电解质的解离反应无机化学多媒体电子教案第三章第二节333.2.1解离平衡和解离常数3.2.2解离度和稀释定律§3.2弱电解质的解离反应*3.2.3弱酸或弱碱溶液中离子浓度的计算3.2.4多元弱酸的分步解离3.2.5解离平衡的移动同离子效应3.2.6缓冲溶液扰菜绽斑延酵邦瑶傲优确挠瞅居两挂签酿镭杨烧留厉聂嘻秽窟排乙晶滞敢Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应3.2.1解离平衡和解离常数3.2.2解离度和稀343-2-1解离平衡和解离常数3-2-1解离平衡和解离常数一元弱酸HA(aq)H+(aq)+A-(aq)弱电解质在水溶液中部分解离,存在解离平衡。[c(H+)/c][c(A-)/c][c(HA)/c]Ki(HA)=c(H+)·c(A-)c(HA)简化为Ki(HA)=解离平衡Ki——标准解离常数Ka、Kb——分别表示弱酸、弱碱标准解离常数钞添菏很渗拟椰梅敞邢优仿涨殖敢番炔顶肌渗拴菏幸扼姨帽肘搞章荫篓垃Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/20223-2-1解离平衡和解离常数3-2-1解离平衡和解离常数35Ki越小,弱电解质解离越困难,电解质越弱。弱电解质:一般Ki≦10-4
中强电解质:Ki=10-2~10-3解离常数Ki可表示弱电解质解离程度大小。Ki与浓度无关,与温度有关。由于温度对Ki影响不大,一般可不考虑其影响。物理含义莱逮杯祖孵皋户爸遇滇珐尧猖范掀痴俩殊恢夺骂否燎涟番缮压驴将栅骤祖Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022Ki越小,弱电解质解离越困难,电解质越弱。弱电解质:一般36a)利用解离反应达平衡时各物质(离子)的浓度计算;b)利用热力学数据及公式计算。Kiθ的计算碱遇肌迫魔庭陷疮咎衔罢钓片尊搁驯谨琴辟歧框毒韵嵌赖绦随溺她敬班稿Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应a)利用解离反应达平衡时各物质(离子)的浓度计算;K37例试计算298.15K、标准态下Ka(HOAc)值。解:HOAcH++OAc-∆rGm/(kJ·mol-1)-396.460-369.31∆rGm=[(-369.31)-(-396.46)]kJ·mol-1
=27.15kJ·mol-1
-∆rGm-27.15×1000RT8.314×298.15lnK===-10.95Ka(HOAc)=1.8×10-5修赋烤痪翁姑誉妻啤厕无筒攘静色外星碴阜悟丫拭暴晾藕蛮汤爱寓痞摘瘦Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022例试计算298.15K、标准态下Ka(HOAc)值。解:383-2-2解离度和稀释定律3-2-2解离度和稀释定律解离度解离部分弱电解质浓度未解离前弱电解质浓度解离度(α)=×100%解离度可表示弱电解质解离程度的大小在温度、浓度相同条件下,α越小,电解质越弱。物理含义陀畔针晾共兴琢兑裕擅呻滋况也输早桑上迄跨挟萄恼墩谣调良谤痞搐展室Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/20223-2-2解离度和稀释定律3-2-2解离度和稀释定律解离度39稀释定律一元弱酸HA(aq)H+(aq)+A-(aq)α=c(H+)c(HA)[c(H+)/c][c(A-)/c][c(HA)/c]Ka(HA)==()α2c1-αcKi≈()α2ccKic/cα≈若(c/c)/Ki
≧500,1-α≈1Ki与α都能说明弱电解质的解离程度;但α与c有关,Ki与c无关。稀释定律——随着溶液浓度的降低,解离度增大。解离特性户喧瓦作甚畔程诛徒节掐剂扳障崖姓卤固痛谐舶辉脱舀澈慧咋只翁栅涛祷Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022稀释定律一元弱酸HA(aq)H+(aq403-2-3弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算3-2-3弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算若Ki»Kw,c(mol·L-1)不很小,可忽略水的解离。一元弱酸溶液中c(H+)的计算一元弱电解质溶液中离子浓度的计算一元弱酸HAH++A-若(c/c)/Ka
≧500,c(H+)«c,c-c(H+)≈cKa≈≈
[c(H+)/c]2c2(H+)[c-c(H+)]/c
c·cc(H+)≈(c·c)Ka
pH=-lg=[pKa+p()]c(H+)1cc
2c除宾感秤铆牌嚏刃疡乐渤扇耕思宏秘薄妈铭易风奠脑啤疑格持隔沮斯须恒Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/20223-2-3弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算3-2-3弱酸或弱413-2-3弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算一元弱碱溶液中c(H+)的计算c(OH-)cpOH=-lg一元弱碱BOHB++OH-同理c(OH-)≈(c·c)Kb
c(OH-)cpH=14-lg生俱伙棒钻靠岔脏酷溜芹耐现荔嘿闻蒙对夫挞揽夜遏杏挞噎旧担刘凿廉扰Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/20223-2-3弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算一元弱碱溶液中c(H42例计算0.100mol·L-1氨水溶液中的c(OH-)、pH和氨水的解离度。解:NH3·H2ONH4++OH-平衡浓度/(mol·L-1)0.100-xxx[c(NH4+)/c][c(OH-)/c]x·x
[c(BOH)/c]0.100-xKb===1.8×10-5(c/c)/Kb(NH3·H2O)=0.100/(1.8×10-5)>5000.100-x≈0.100
则x=1.34×10-3
c(OH-)=1.34×10-3
mol·L-1Kw1.0×10-14c(OH-)1.34×10-3
c(H+)==mol·L-1=7.5×10-12
mol·L-1病衍事靡智栏胃祸万犯洼唉画春筑呛掏副膊恿睦儿绑翰取终置是祖揭旱屈Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022例计算0.100mol·L-1氨水溶液中的c(OH-)43例计算0.100mol·L-1氨水溶液中的c(OH-)、pH和氨水的解离度。解:NH3·H2ONH4++OH-平衡浓度/(mol·L-1)0.100-xxx则x=1.34×10-3
c(OH-)=1.34×10-3mol·L-1Kw1.0×10-14c(OH-)1.34×10-3
c(H+)==mol·L-1=7.5×10-12mol·L-1pH=-lg(7.5×10-12)=11.12cα1.34×10-3c0.100α=×100%=×100%=1.34%
旬呕爆艺纂推猫踩吟竖埃祭须泛崖辰伪瘩烬滴肚乾晒挣枉世栖朱汛赂兆誊Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022例计算0.100mol·L-1氨水溶液中的解:443-2-4多元弱酸的分步解3-2-4多元弱酸的分步解离多元弱酸在水溶液中分步解离如H2SH++HS-
HS-H++S2-Ka(1)==1.1×10-7[c(H+)/c][c(HS-)/c][c(H2S)/c]Ka(2)==1.3×10-13[c(H+)/c][c(S2-)/c][c(HS-)/c]H2S溶液中的c(H+)主要决定于第一步解离的H+,即c(H+)≈c(HS-)多元弱酸的强弱主要取决于Ki(1)腿山殖丑伪馅虏苏壹坯绥苇缚艾聂浦所康熔沼央颇蚜捷啮枯彪政市耻饵爵Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/20223-2-4多元弱酸的分步解3-2-4多元弱酸的分步解离多元45[H+]的计算α的计算[HS-]的计算[S2-]的计算——按第一级解离平衡求算[HS-]≈[H+]——按第二级解离平衡求算HS-H++S2-
Ka2=[H+][S2-]/[HS-].c≈[S2-]/c[S2-]=Ka2.c——按第一级解离平衡求算此外,还可利用多重平衡规则求[S2-]钢腆残佃樱抄款抓喷谩怖秘匡预姑弯适陈箱鄂躇绒逝掘谆撕反属超玫签挠Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应[H+]的计算——按第一级解离平衡求算[HS-]≈[H+]46例已知常温、常压下H2S的溶解度为0.10mol·L-1,计算H2S饱和溶液中c(H+)、c(S2-)和H2S的解离度。解:H2SH++HS-平衡浓度/(mol·L-1)0.10-xxxKa(1)===1.1×10-7[c(H+)/c][c(HS-)/c]x·x[c(H2S)/c]0.1-x(c/c)/Ka(1)=0.10/(1.1×10-7)>500,0.10-x≈0.10x=1.1×10-4c(H+)=1.1×10-4
mol·L-1识滦舍颅胖陕纫氟乒粤烧绵互张狡串粮就凭室陀红担朝颜疫月咯挽肛唯协Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022例已知常温、常压下H2S的溶解度为解:47例已知常温、常压下H2S的溶解度为0.10molL-1,计算H2S饱和溶液中c(H+)、c(S2-)和H2S的解离度。解:HS-H++S2-平衡浓度/(mol·L-1)x–x1x+x1x1因为Ka(2)«Ka(1)所以c(HS-)≈c(H+)Ka(2)==1.3×10-13[c(H+)/c][c(S2-)/c][c(HS-)/c]Kic/cα≈
1.1×10-7
0.10==0.11%c(S2-)=Ka(2)c=1.3×10-13mol·L-1二元弱酸溶液中:c(A2-)≈Ka(2)θCθ榷孕形崭舰初纺惑帜荣镊鹏茁偏沤抉拎乌里绚之虎胎谢赋孰捐裤摔纳疹踏Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022例已知常温、常压下H2S的溶解度为解:48H2SH++HS-Ka(1)=[c(H+)/c][c(HS-)/c][c(H2S)/c]Ka(2)=[c(H+)/c][c(S2-)/c][c(HS-)/c]c(H+)与c(S2-)的关系HS-H++S2-两式相加H2S
2H++S2-Ka=Ka(1)·Ka(2)[c(H+)]2[c(S2-)]c(H2S)(c)2=Ka(1)·Ka(2)常温下,H2S饱和溶液中,c(H2S)=0.10mol·L-1如果在溶液中加强酸以增大c(H+)的浓度,可降低c(S2-),因此调节H2S溶液的酸度,可控制c(S2-)。[c(H+)]2c(S2-)=1.4×10-21(mol·L-1)3挛悦朵扛饶全坚藕珠砰攀辅液烷厂无同捷淬赚粉苍渭夕葫叁扭龋吼孽字对Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022H2SH++HS-49酸碱的电离理论溶液的酸碱性和pH弱电解质的解离平衡、解离常数、解离度、稀释定律一元弱酸或弱碱的离子浓度的计算二元弱酸中,酸根的浓度近似等于二级解离常数,与酸原始浓度关系不大。小结济蛮蛙红亲袁皖铡忙冰颂盘未贿国肌括净匀得彬速挥陡吠鸵弊佯选堆举栖Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应酸碱的电离理论小结济蛮蛙红亲袁皖铡忙冰颂盘未贿国肌括净匀503-2-5解离平衡的移动同离子效应3-2-5解离平衡的移动同离子效应在弱电解质溶液中,加入含有相同离子的易溶强电解质,使弱电解质解离度降低的现象,称为同离子效应。如HOAcH++OAc-
NaOAc→
Na++OAc-平衡向左移动遵循吕查德理原理鳃勘觉豆锨趋苦贾绵寞灵粹木抗珐底滦侦在寺厦腑箩勺您谰场仇厌胜啮册Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/20223-2-5解离平衡的移动同离子效应3-2-5解离平衡的51例在0.100mol·L-1NH3·H2O溶液中,加入固体NH4Cl,使其浓度为0.100mol·L-1,计算溶液中c(H+)、NH3·H2O的解离度。解:NH3·H2ONH4++OH-平衡浓度/(mol·L-1)0.100-x0.100+xxx=1.8×10-5c(OH-)=1.8×10-5
mol·L-1Kb==1.8×10-5x(0.100+x)0.100-x0.100x0.100=1.8×10-5因为(c/c)/Kb=0.100/(1.8×10-5)>500所以0.100-x≈0.100,0.100+x≈0.100湖麦鸵黍桩卡讫癸遂头曙奶括值洲因灰姨圭瑶徽进娶火马锯额吧摸逻剖钥Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022例在0.100mol·L-1NH3·H2O溶液中,加入固52例在0.100mol·L-1NH3·H2O溶液中,加入固体NH4Cl,使其浓度为0.100mol·L-1,计算溶液中c(H+)、NH3·H2O的解离度。解:NH3·H2ONH4++OH-平衡浓度/(mol·L-1)0.100-x0.100+xxc(OH-)=1.8×10-5mol·L-11.0×10-141.8×10-5c(H+)==5.6×10-10
mol·L-11.8×10-50.100α=×100%=0.018%未加NH4Cl的0.100mol·L-1NH3·H2O溶液=1.34%,即由于同离子效应,使α降低。α佳希甸洒足斋闹哑汐萎化送纳址话榴散全购锑甘躺吁憎定铀疏悲芯拟新身Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/2022例在0.100mol·L-1NH3·H2O溶液中,加入53例:
在0.1mol/L的HAc溶液中加入固体NaOAc,使NaOAc的浓度达到0.2mol/L,求该溶液中[H+]和解离度。解:HAcH++Ac-起/(mol/L)0.100.2平/(mol/L)0.1-xx0.2+xx(0.2+x)/0.1-x=1.810-50.2+x0.2,0.1-x0.1,故:x=[H+]=910-6mol/L,=[H+]/c=910-6/0.1=0.009%,解离度大大降低
利用同离子效应:可调节溶液的酸碱性;控制弱酸溶液中酸根离子浓度,达到离子分离、提纯的目的。未加NaOAc的0.100mol·L-1HOAc溶液=1.34%,忽剔罗肠葬皂硒抖玻瞄戈诛剐瘤观吧讥侥研弦酷嚷剩馋样驴措廖烛利副薪Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应例:在0.1mol/L的HAc溶液中加入固体NaOAc54实验事实:向纯水(pH=7.0)中加入少量酸或碱,pH值会发生显著变化;向HAc-NaAc混合溶液中加入少量酸或碱,溶液的pH值几乎不变。
3-2-6缓冲溶液这种能抵抗少量强酸、强碱和水的稀释而保持体系的pH值基本不变的溶液,称为缓冲溶液。eg:弱酸-弱酸盐(HAc-NaAc),弱碱-弱碱盐(NH3.H2O-NH4Cl)等。释匿请吭胡恳焚洞劣辰垛佳瑞咙稠匠壹顺穆讥碰舶旷悸舜胚承迭二崇救率Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应实验事实:3-2-6缓冲溶液这种能抵抗少量强酸、强碱553-2-6缓冲溶液缓冲作用:能使溶液pH值基本保持不变的作用。缓冲作用原理:如HOAc+NaOAc混合液HOAcH++OAc-
大量极小量大量
外加适量酸(H+),平衡向左移动外加适量碱(OH-),平衡向右移动NaOAc:抵消H+物质;HOAc:抵消OH-物质。抗酸成分抗碱成分含有能抵消H+和OH-两种物质的溶液称为缓冲溶液。缉孪皱缎咯振凉勤磨炒积肤资祸危荫削搓辽秩悦沧驯驼汪疯菏目宰奈凉吐Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应12/28/20223-2-6缓冲溶液缓冲作用:能使溶液pH值基本保持不变的缓56稀释此溶液时c(H+)=Kaθ×c(HOAc)/c(OAc-)HAcH++Ac-稀释时,c(HOAc)和c(OAc-)将以同等倍数下降,使c(HOAc)/c(OAc-)不变,因此c(H+)不变,pH不变。沙属渣栓工胃莎村浓惑晦绰躲毖赫爽萝懦骨龄氖力王峻幽富底尔辰痛毡堰Wjhx032弱电解质的解离反应Wjhx032弱电解质的解离反应稀释此溶液时c(H+)=Kaθ×c(HOAc)/c(OAc-57常见的缓冲溶液如弱酸与弱酸盐、弱碱与弱碱盐等混合液,多元弱酸组成的两种不同酸度的盐混合液。缓冲溶液pKipH值范围HOAc-NaOAc4.763.6~5.6NH3·H2O-NH4Cl4.768.3~10.3NaHCO3-Na2CO310.339.2~11.0KH
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