普通化学 课件 第三章水化学

普通化学课件第三章水化学第一页，共九十五页，2022年，8月28日主要内容3.1稀溶液的通性3.1.1非电解质溶液的通性3.1.2电解质溶液的通性3.2水溶液中的单相离子平衡

3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡3.3难溶电解质的多相离子平衡

3.3.1多相离子平衡与溶度积3.3.2溶度积规则及其应用3.4胶体与界面化学第二页，共九十五页，2022年，8月28日

溶液由溶质和溶剂组成，由于溶质性质不同，所形成的溶液物理性质和化学性质各有所不同。但溶液又具有一些共同性质，即：与纯溶剂相比，溶液的蒸气压下降，沸点升高，凝固点下降，溶液具有渗透压。如果溶质是难挥发的非电解质，形成的又是稀溶液，上面的四个性质可以定量表示，四个定量式总称稀溶液依数性定律。3.1稀溶液的通性第三页，共九十五页，2022年，8月28日稀溶液的依数性:溶液的蒸汽压下降、沸点上升、凝固点下降和溶液的渗透压。稀溶液定律:难挥发的非电解质稀溶液的性质与一定量溶剂中所溶解溶质的物质的量成正比,此定律叫做稀溶液定律，又称为依数性定律。3.1.1非电解质溶液的通性第四页，共九十五页，2022年，8月28日蒸发：能量较大的分子克服液体分子间的引力从表面逸出，成为蒸气分子的过程叫做蒸发（或气化）。蒸发是吸热过程。凝聚：蒸气分子撞到液面，被液体分子所吸引而重新进入液体中，这个过程叫做凝聚。凝聚是放热过程。（1）蒸气压1.溶液的蒸气压下降3.1.1非电解质溶液的通性第五页，共九十五页，2022年，8月28日

以水为例，在一定温度下达到如下相平衡时：

H2O（l）H2O（g）H2O（g）所具有的压力P(H2O)即为该温度下水的蒸气压。373K时，P(H2O)=101.325KPa蒸发凝聚

蒸气压:当凝聚的速率和蒸发的速率达到相等时，液体和它的蒸气就处于平衡状态，此时，蒸气所具有的压力叫做该温度下液体的饱和蒸气压。简称蒸气压。3.1.1非电解质溶液的通性第六页，共九十五页，2022年，8月28日蒸气压下降：同一温度下，纯溶剂蒸气压与溶液的蒸气压之差叫做溶液的蒸气压下降。用ΔP表示。溶液的浓度越大，蒸气压下降的越显著。(2)蒸气压下降3.1.1非电解质溶液的通性第七页，共九十五页，2022年，8月28日拉乌尔定律：在一定温度下，稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压与溶剂摩尔分数的乘积。P=PA

xA设xB为溶质摩尔分数，由于xA+xB=1P=PA(1-xB)PA-P=PAxBΔP=PAxB拉乌尔定律也可描述为：在一定温度下，难挥发非电解质的稀溶液蒸气压下降与溶质的摩尔分数成正比，与溶质的性质无关。由上式看出：nB/n越大，ΔP越大，即溶液浓度越大，蒸气压下降越显著。3.1.1非电解质溶液的通性第八页，共九十五页，2022年，8月28日2、溶液的沸点上升沸点:当某一液体的蒸气压力等于外界压力时，液体会沸腾,此时的温度称为该液体的沸点，以Tbp表示。当外界压力为101.325kPa时：H2O的沸点为100℃；6.6%的NaCl水溶液沸点为101℃；25.5%的NaCl水溶液沸点为105℃；4.3%的NaOH水溶液沸点为101℃；17%的NaOH水溶液沸点为105℃。3.1.1非电解质溶液的通性第九页，共九十五页，2022年，8月28日（1）溶液浓度越大，蒸气压下降的越多，沸点上升越高（ΔTbp越大）。（2）如果溶液为难挥发的非电解质的稀溶液：ΔTbp=kbpm（3.2）kbp:溶剂的沸点上升常数（单位为K.kg.mol-1）m:溶液的质量摩尔浓度（1kg溶剂中所含溶质的物质的量（mol.kg-1）3.1.1非电解质溶液的通性第十页，共九十五页，2022年，8月28日3、溶液的凝固点下降凝固点（熔点）:物质的液相蒸气压力和固相蒸气压力相等时的温度，以Tfp表示。溶液浓度越大，蒸气压下降越多，凝固点下降的越显著。如果溶液为非电解质的稀溶液，其凝固点下降值可表示为：ΔTfp=kfpm（3.3）kfp:凝固点下降常数（单位为K.kg.mol-1）m:溶液的质量摩尔浓度（1kg溶剂中所含溶质的物质的量（mol.kg-1）3.1.1非电解质溶液的通性第十一页，共九十五页，2022年，8月28日4、渗透压渗透是通过半透膜才能实现的。半透膜：只能让溶剂分子通过，而不允许溶质分子通过的薄膜。渗透：溶剂通过半透膜进入溶液或溶剂通过半透膜从稀溶液进入浓溶液的现象。渗透压：为维持被半透膜所隔开的溶液与纯溶剂之间的渗透平衡而需要的额外压力。3.1.1非电解质溶液的通性第十二页，共九十五页，2022年，8月28日

Π=CRT=(n/V)RT

或ΠV=nRT(3.4)R=8.314Pa.m3.mol-1.K-1适用范围：难挥发的非电解质稀溶液

如果溶液为难挥发的非电解质稀溶液，其渗透压可按下式计算：3.1.1非电解质溶液的通性第十三页，共九十五页，2022年，8月28日例3.1计算298.15K时，0.100mol·dm-3溶液的渗透压.解:由于R=8.314Pa·m3·mol-1·K-1

=8.314J.mol-1·K-1C=0.100mol·dm-3=0.100103mol·m-3

所以

Π=CRT=0.100103mol·m-3

8.314Pa·m3·mol-1·K-1298K=248kPa3.1.1非电解质溶液的通性第十四页，共九十五页，2022年，8月28日依数性的应用1、测定分子的摩尔质量例1把1.09g葡萄糖溶于20g水中所得溶液在101325Pa下沸点升高了0.156K，求葡萄糖的摩尔质量M。已知水的Kbp=0.512K

·mol-1Kg。解：3.1.1非电解质溶液的通性M＝178.8g·mol-1第十五页，共九十五页，2022年，8月28日例2把0.322g萘溶于80g苯中所得溶液的凝固点为278.34K，求萘的摩尔质量。已知苯的凝固点为278.50K,kfp=5.10K

·mol-1Kg。解：3.1.1非电解质溶液的通性第十六页，共九十五页，2022年，8月28日例31dm3溶液中含5.0g马的血红素，在298K时测得溶液的渗透压为1.82×102Pa，求马的血红素的摩尔质量。解：3.1.1非电解质溶液的通性第十七页，共九十五页，2022年，8月28日2、制作防冻剂和制冷剂例

为防止汽车水箱在寒冷的冬天冻裂，需使水的冰点下降到253K即△Tfp=20.0K，则在每1000g水中应加入甘油多少克？已知甘油的分子式为C3H8O3，M=92g·mol-1，Kfp=1.86k·kg·mol-1。3.1.1非电解质溶液的通性解：第十八页，共九十五页，2022年，8月28日电解质溶液也具有：溶液的蒸汽压下降,沸点上升,凝固点下降和溶液渗透压的通性拉乌尔定律不适用于电解质溶液,电解质在溶剂中发生离解，溶液中溶质粒子的实际数量应为溶质浓度的i倍。可用依数性定律进行估算。3.1.2电解质溶液的通性第十九页，共九十五页，2022年，8月28日

△p=ixBpA

Tfp=ikfpmΠ=iCRT

Tbp=ikbpm

i=T’fp（电解质溶液）

/Tfp（非电解质溶液）AB型i2;A2B型或AB2型i2-3.

强电解质溶液3.1.2电解质溶液的通性第二十页，共九十五页，2022年，8月28日各种溶液的通性可定性比较，分三种情况：（1）同浓度不同种物质其沸点高低或渗透压大小的顺序为:A2B型或AB2型强电解质溶液AB型强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。而蒸气压或凝固点的顺序则相反。（2）同种物质不同浓度浓度大的影响大。（3）不同种物质不同浓度，考虑物质浓度和离解程度---粒子数量。

溶液通性的定性比较3.1.2电解质溶液的通性第二十一页，共九十五页，2022年，8月28日

（1)-3-3C6H12O6-3HAc渗透压大小的顺序。

大小解：(1)0.1mol.dm-3NaCl0.1mol.dm-3HAc0.1mol.dm-3C6H12O6例3.2定性比较下列溶液的通性3.1.2电解质溶液的通性第二十二页，共九十五页，2022年，8月28日(2).-3NaCl,1mol.dm-3C6H12O6的凝固点的高低顺序.

20.16.021023大16.021023Tfp:1mol.dm-3C6H12O6<

0.1mol.dm-3NaCl小粒子数Tfp解：0.1mol.dm-3NaCl1mol.dm-3C6H12O63.1.2电解质溶液的通性第二十三页，共九十五页，2022年，8月28日1、酸碱质子理论酸碱质子理论的要点：凡能给出质子的物质（分子或离子）都是酸，如HCl,HAc,NH4+，HS-,H2O,HCO3-,H2PO4-……。凡能与质子结合的物质（分子或离子）都是碱，如：NH3,HS-,S2-,H2PO4-,H2O。其中H2O,HS-,HCO3-,HPO42-,H2PO4-即可接受质子，也可以给出质子，所以它们既是酸又是碱。3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡3.2水溶液中的单相离子平衡第二十四页，共九十五页，2022年，8月28日酸给出质子的过程是可逆的，酸给出质子后余下的部分是碱，碱又可接受质子转变为酸。以通式表示：酸碱+质子HCl(aq)Cl-(aq)+H+(aq)

HAc(aq)Ac-(aq)+H+(aq)NH4+(aq)NH3(aq)+H+(aq)H2PO4-(aq)HPO42-(aq)+H+(aq)HCO3-(aq)CO32-(aq)+H+(aq)这种相互依存、相互转化的关系叫酸碱共轭关系，上面的每一对酸、碱称为共轭酸碱对。3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第二十五页，共九十五页，2022年，8月28日(1)扩大酸碱的范围酸和碱可以是分子，也可以是阳离子或阴离子有的酸和碱在某对共轭酸碱中是碱或酸，但在另一对共轭酸碱对中是酸或碱；质子论中不存在盐的概念，它们分别是离子酸或离子碱(2)扩大酸碱反应的范围

NH3+HCl=NH4++Cl-1（解离）Ac-(aq)+H2O(l)=HAc

(aq)+OH-(aq)（水解）3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡酸碱质子理论的意义第二十六页，共九十五页，2022年，8月28日2、酸和碱在水溶液中的离子平衡及PH值的计算(1)一元酸：以醋酸为例HAc(aq)+H2O(l)=H3O+(aq)+Ac-(aq)简写为：HAc(aq)=H+(aq)+Ac-(aq)Ka越大，平衡时CH+越大，即该酸的酸性越强3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第二十七页，共九十五页，2022年，8月28日由于C=1mol·dm-3,一般在不考虑Ka的单位时，可将上式简化为：

设一元酸的浓度为C，解离度为，则:(3.6)

(3.5)3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第二十八页，共九十五页，2022年，8月28日当很小时，1-1，则KaC2(3.7)

C(HAc)

(3.8)Ceq(H+)=C(3.9)注：时，可用上式。3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第二十九页，共九十五页，2022年，8月28日例3.1计算0.10mol·dm-3HAc溶液的[H+]和pH：已知由于Ka很小，所以

0.10-x0.10X=1.3310-3mol·dm-3

设0.10mol·dm-3HAc溶液的[H+]的平衡浓度为xmol·dm-3,则HAc(aq)

Ac-(aq)+H+(aq)平衡时浓度/mol·dm-30.10-xxx方法一：3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第三十页，共九十五页，2022年，8月28日mol·dm-31.3310-3方法二：Ceq(H+)=CpH=-lg(1.3310-3)=2.883.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡因为C/Ka>400第三十一页，共九十五页，2022年，8月28日解：NH3(aq)+H2O(l)=NH4+(aq)+OH-(aq)C平：0.100-xxx方法一：Kb===1.77

10-5

因为Kb较小所以0.100-x≈0.100所以Kb=x2/0.100=1.77

10-5C(OH-)=x≈=1.33

10-3(mol.dm-3)例：计算0.100mol.dm-3氨水溶液的OH-浓度及pH值Kb=1.77

10-53.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第三十二页，共九十五页，2022年，8月28日C≈=

=1.3310-3(mol.dm-3)POH=-lg1.3310-3=2.88PH=14-2.88=11.123.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡方法二：因为C/Kb>400第三十三页，共九十五页，2022年，8月28日例：计算0.100mol.dm-3NH4Cl溶液中的H+浓度及PH值。3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡解：NH4+(aq)+H2O(l)=NH3(aq)+H3O+(aq)[H+]≈==7.5

10-6(mol.dm-3)PH=-lg7.5

10-6=5.12因为C/Ka>400第三十四页，共九十五页，2022年，8月28日例已知25C下，0.02mol.L-1氨水的pH值为11.27。计算溶液中OH-浓度、解离度和解离常数Kb。解：NH3(aq)+H2O(l)NH4+(aq)+OH-(aq)

pH=11.27,pOH=2.73,c(OH-)=1.910-3mol.dm-3=(

1.910-3/0.02)=0.95%Kb=[c2/(1-)]=1.810-53.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第三十五页，共九十五页，2022年，8月28日

分子中含2个或2个以上的H+或OH-的弱酸、弱碱叫多元弱酸、弱碱。多元弱电解质都是分步电离的，每一步都有相应的电离常数。如：H2S(aq)=H+(aq)+HS-(aq)HS-(aq)=H+(aq)+S2-(aq)

（2）多元酸3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第三十六页，共九十五页，2022年，8月28日例:已知H2S的Ka1=9.110-8,Ka2=1.110-12,计算在0.1mol·dm-3H2S溶液中的H+、HS-

、S2-的浓度和溶液的pH值。

一般情况下，二元酸的Ka1Ka2，所以，溶液中的H+主要来自第一步电离。解：一级解离为：H2S(aq)=H+(aq)+HS-(aq)3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第三十七页，共九十五页，2022年，8月28日C(HS-)=C(H+)=9.5×10-5mol.dm-3二级解离为：HS-(aq)=H+(aq)+S2-(aq)C(HS-)C(H+)C(S2-)=1.1×10-12mol.dm-3pH-lg(9.510-5)=4.03.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第三十八页，共九十五页，2022年，8月28日3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第三十九页，共九十五页，2022年，8月28日（1）同离子效应和缓冲溶液

在弱酸溶液中加入该酸的共轭碱，或在弱碱溶液中加入该碱的共轭酸时,可使这些弱酸或弱碱的解离度降低,这种现象叫做同离子效应。

HAc(aq)

H+(aq)+Ac-(aq)

NH3(aq)+H2O(l)NH4+(aq)+OH-(aq)3、缓冲溶液和溶液pH值的控制3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第四十页，共九十五页，2022年，8月28日例

如果在0.10mol·dm-3的HAc溶液中加入固体NaAc，使NaAc的浓度达0.20mol·dm-3，求该HAc溶液中的[H+]和解离度。解：起始时相对浓度0.100.2平衡时相对浓度0.1-xx0.2+xx为[H+]3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第四十一页，共九十五页，2022年，8月28日例

已知氨水溶液的浓度为0.20mol•dm-3。（1）求该溶液中OH-的浓度、pH和氨的解离度。（2）在上述溶液中加入NH4Cl晶体，使其溶解后NH4Cl的浓度为0.20mol•dm-3。求所得溶液OH-的浓度、pH和氨的解离度。氨水的Kb=1.77×10-53.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡解:(1)NH3(aq)+H2O(l)NH4+(aq)+OH-(aq)第四十二页，共九十五页，2022年，8月28日(2)3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡NH3(aq)+H2O(l)NH4+(aq)+OH-(aq)0.20.200.2-x0.2+xx第四十三页，共九十五页，2022年，8月28日在弱酸溶液中加入该酸的共轭碱，或在弱碱溶液中加入该碱的共轭酸组成的混合溶液，其pH值能够在一定范围内不因稀释或外加的少量酸或碱而发生显著变化。

---缓冲作用缓冲溶液：有缓冲作用或缓冲能力的溶液。组成缓冲溶液的一对共轭酸碱也称为缓冲对3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡计算说明，同离子效应可大大降低弱碱在溶液中的解离度。第四十四页，共九十五页，2022年，8月28日实验事实：

(1)向纯水(pH=7.0)中加入少量酸或碱，pH值会发生显著变化。例如往1升纯水溶液中加入1.00ml

1.00mol·dm-3HCl或40mg

NaOH后，则溶液的pH值变为3或11。(2)向HAc-NaAc混合液中加入少量酸或碱，溶液的pH值几乎不变。例如往100ml含有0.100mol·dm-3HAc和0.100mol·dm-3NaAc缓冲溶液中加入1.00ml浓度

1.00mol·dm-3HCl或1.00ml的

1.00mol·dm-3NaOH溶液后，则溶液的pH值由4.75变为4.66或4.84。3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第四十五页，共九十五页，2022年，8月28日缓冲作用分析

HAc(aq)

H+(aq)+Ac-(aq)(浓度大)(浓度小)NaAc(aq)=Na+(aq)+Ac-(aq)(浓度大)

+

H+(aq)

HAc(aq）加酸:H+(aq)+Ac-(aq)=HAc(aq)加碱:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(aq)HAc(aq)=

H+(aq)+Ac-(aq)pH值能够在一定范围内不因稀释或外加的少量酸或碱而发生显著变化。3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第四十六页，共九十五页，2022年，8月28日Pka=-lgka根据共轭酸碱之间的平衡，HAc

H++Ac-可得：(3.16)(3.17)缓冲溶液pH值的计算3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第四十七页，共九十五页，2022年，8月28日例3.3:计算含0.100mol·dm-3HAc与0.100mol·dm-3NaAc的缓冲溶液的水合H+浓度,pH和HAc的解离度。Ka=1.76×10-5解：设溶液中H+浓度为x,根据：(3.16)Ceq(HAc)=C(HAc)-x≈C(HAc)=0.100mol·dm-3Ceq(Ac-)=C(Ac-)+x≈C(Ac-)=0.100mol·dm-3Ceq(H+)=x≈[1.76×10-5×(0.100/0.100)]mol·dm-33.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第四十八页，共九十五页，2022年，8月28日例:(1)计算含有1.00mol·dm-3NH3·H2O和1.00mol·dm-3NH4Cl缓冲溶液的pH值。

（2）取上述缓冲溶液50.0cm3,加入1.00cm31.00mol·L-1NaOH,则溶液的pH值变为多少？

（3）将同量的NaOH加入到50.0cm3纯水中引起的pH值变化。Kb=1.8×10-5解:(1)

pOH=pKb-lg(C共轭碱/C共轭酸)=-lg1.8×10-5-lg(1.00/1.00)=4.74pH=14.00-pOH=9.26(2)在50.0cm3缓冲溶液中含NH3·H2O和NH4+各为0.050mol，加入的NaOH相当于0.001molOH-，它将消耗0.001mol的NH4+并生成0.001molNH3·H2O分子，故有：3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第四十九页，共九十五页，2022年，8月28日pOH=pKb-lg(C共轭碱/C共轭酸)

=-lg1.8×10-5-lg[(0.050+0.001)/()]=4.73pH=9.27（加入这些NaOH后，溶液的pH值几乎没有变化。）（3）将NaOH加入到50cm3纯水中，可求得[OH-][OH-]=0.001mol/0.051dm-3=0.020mol•dm-3pOH=1.7，pH=12.3（加入这些NaOH后，纯水的pH值变了5.3个单位）平衡时的浓度3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第五十页，共九十五页，2022年，8月28日缓冲溶液的pH值取决于:共轭酸碱对中弱酸的Ka值缓冲对的两种物质浓度之比值两者浓度之比值最好趋近于1如果此比值为1，则Ceq(H+)=Ka

pH=pKa

或pOH=pKb缓冲溶液的选择:3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第五十一页，共九十五页，2022年，8月28日例:

欲配制1.0dm3,pH=10.25,C（氨水）-1的缓冲液,需固体NH4Cl多少克？查表可知NH4Cl+NH3缓冲对的pKa=9.25解：

忽略加NH4Cl后总体积的变化3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第五十二页，共九十五页，2022年，8月28日具体配制：

将5.35gNH4Cl固体加入1.0dm3浓度为1.0mol·dm-3

氨水中，摇匀即可。氨水浓度为1.0mol·dm-3

C(NH4+)/1.0=10-1＝0.1C(NH4+)=0.1mol·dm-3

m(NH4Cl)=0.1mol·dm-3

53.5g.mol-1=5.35g3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第五十三页，共九十五页，2022年，8月28日P15814.取50.0cm30.100mol•dm-3某一元弱酸溶液，与20.00cm30.100mol•dm-3KOH溶液混合，将混合溶液稀释至100cm3，测得此溶液的pH为5.25。求此一元弱酸的解离常数。解：混合溶液总体积为100cm3，则某一元弱酸HA的浓度为0.100mol·dm-3×50.0cm3/100cm3

=0.050mol·dm-3

KOH溶液的浓度0.100mol·dm-3×20.00cm3/100cm3

=0.020mol·dm-3

一元弱酸HA与KOH中和后，HA过量，组成HA-A-缓冲溶液，C(HA)≈(0.050-0.020)mol·dm-3=0.030mol·dm-3

C(A-)≈0.020mol·dm-3pH=5.25=-lg[H+][H+]=5.62×10-6mol·dm-3

Ka=[c(H+)c(A-)]/C(HA)=5.62×10-6×0.020/0.030=3.7×10-6

3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第五十四页，共九十五页，2022年，8月28日P158

15.

在烧杯中盛放20.00cm30.100mol•dm-3氨的水溶液，逐步加入0.100mol•dm-3HCl溶液。试计算：（1）当加入10.00cm3HCl后，混合液的pH；(2)当加入20.00cm3HCl后，混合液的pH；(3)当加入30.00HCl后，混合液的pH。Ka=5.65×10-10解:

(1)

20.00cm30.100mol•dm-3NH3与10.00cm30.100mol•dm-3HCl混合后，NH3过量，反应又生成了NH4Cl，所以组成NH4+-NH3缓冲溶液。3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第五十五页，共九十五页，2022年，8月28日(2)20.00cm30.100mol•dm-3NH3与20.00cm30.100mol•dm-3HCl混合后，等量中和，生成NH4+，其浓度为：（3）20.00cm30.100mol•dm-3NH3与30.00cm30.100mol•dm-3HCl混合后，HCl过量，HCl的浓度为3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第五十六页，共九十五页，2022年，8月28日溶液中H+浓度(或pH值)的计算1.单一溶液、混合溶液物质不反应(1)强酸（强碱）：Ceq(H+)C

(HCl),(2)弱酸(碱)：Ceq(H+)

(3)弱酸(碱)+共轭碱(酸）3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第五十七页，共九十五页，2022年，8月28日(2)酸碱不等摩尔中和：强酸(碱)过量:Ceq(H+)C

(HCl),弱酸(碱)过量：弱酸(碱)+共轭碱(酸)(缓冲溶液)2.酸碱进行中和反应(1)酸碱等摩尔中和：共轭碱(酸)：Ceq(H+)3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第五十八页，共九十五页，2022年，8月28日3.共轭酸碱Ka与Kb的关系NH4+(aq)=NH3(aq)+H+(aq)NH3(aq)+H2O

(l)=NH4+(aq)+OH-(aq)两式相加得：H2O=H++OH-两常数相乘得：Ka•Kb=Kw(3.15)Ka与Kb互成反比关系。3.2.1酸和碱在水溶液中的解离平衡第五十九页，共九十五页，2022年，8月28日1.难溶电解质的多相离子平衡电解质溶解度:溶解度克/100克水（20℃）0.010.11.0难溶微溶可溶易溶难溶电解质：在溶剂（如水）中溶解度很小，但溶解部分完全解离,溶液中有离子平衡：Ag2CrO4(s)

2Ag+(aq)+CrO42-(aq)溶解结晶3.3难溶电解质的多相离子平衡3.3.1多相离子平衡与溶度积第六十页，共九十五页，2022年，8月28日3.3.1多相离子平衡与溶度积第六十一页，共九十五页，2022年，8月28日在一定条件下，当溶解与结晶的速度相等时，便建立了固体与溶液中离子之间的动态平衡，这叫做多相离子平衡，又称溶解平衡。平衡常数关系式为:K=KS(Ag2CrO4)={Ceq(Ag+,aq)/C}2{Ceq(CrO42-aq)/C}

在不考虑K的单位时，可将上式简化为：

KS(Ag2CrO4)={Ceq(Ag+,aq)}2{Ceq(CrO42-aq)

上式表明：在难溶电解质的饱和溶液中，当温度一定时，其离子浓度积是一常数，这个平衡常数KS叫做溶度积常数，简称溶度积。3.3.1多相离子平衡与溶度积第六十二页，共九十五页，2022年，8月28日溶度积的表达式:对于通式：

AnBm(s)nAm+(aq)+mBn-(aq)

溶度积的表达式为：KS(AnBm)={Ceq(Am+)/C}n{Ceq(Bn-)/C}m简化为:KS(AnBm)={Ceq(Am+)}n{Ceq(Bn-)}m3.3.1多相离子平衡与溶度积第六十三页，共九十五页，2022年，8月28日Fe(OH)3(s)

Fe3+(aq)+3OH-(aq)KS(Fe(OH)3)={Ceq(Fe3+)}{Ceq(OH-)}3Ca3(PO4)2(s)

3Ca2+(aq)+2PO43

-(aq)KS(Ca3(PO4)2)={Ceq(Ca2+)}3{Ceq(PO43

-)}2上式仅适用难溶电解质，且为饱和溶液Ks与电解质本性、温度有关，与浓度无关例如:3.3.1多相离子平衡与溶度积第六十四页，共九十五页，2022年，8月28日例3.9CaF2溶解度为2.5910-3克/100克水，

求其溶度积.M(CaF2)=78.08g·mol-1解：S(CaF2)[2.59

10-31000/100]/78.08=3.32

10-4mol.dm-3CaF2(s)Ca2+(aq)+2F-(aq)Ceq(Ca2+)=3.32

10-4mol.dm-3Ceq(F-)=23.32

10-4mol.dm-3KS(CaF2)={Ceq(Ca2+)}{Ceq(F-)}2

=(3.32

10-4)(23.32

10-4)2

=1.4610-10

3.3.1多相离子平衡与溶度积第六十五页，共九十五页，2022年，8月28日溶解度和溶度积的关系：都表示物质溶解能力，溶解度可表示易溶物和难溶物;溶度积一般表示难溶物。溶解度(s)和溶度积(Ks)的换算：

AB型Ks=s·sA2B型,AB2型Ks=(2s)2·s=4s3A3B型Ks=(3s)3·s=27s43.3.1多相离子平衡与溶度积第六十六页，共九十五页，2022年，8月28日P130例3.4

在25℃时,氯化银的溶度积为1.7710-10,铬酸银的溶度积为1.1210-12,试求氯化银和铬酸银的溶解度(以moldm-3表示).解:(1)设氯化银的溶解度为S1moldm-3

则根据AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)

S1S1KS=Ceq(Ag+)Ceq(Cl-)=S1S1=S12

S1=

=1.3310-5moldm-3

3.3.1多相离子平衡与溶度积第六十七页，共九十五页，2022年，8月28日(2)设Ag2CrO4的溶解度为S2(moldm-3为单位)

则根据Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)2S2S2

KS={Ceq(Ag+)}2

{Ceq(CrO42-)}=(2S2)2S2=4S23=6.5410-5moldm-3moldm-3S2=KS（Ag2CrO4）<KS（AgCl），但是S2>S1说明：不同类型的难溶电解质不能以KS直接比较。3.3.1多相离子平衡与溶度积第六十八页，共九十五页，2022年，8月28日

1、溶度积规则

内容：根据溶度积大小预测沉淀的生成或溶解。

对一给定难溶电解质(AnBm)，相对离子浓度的乘积为：

Q={C(Am+)/C}n{C(Bn-)/C}m

简写为：Q={C(Am+)}n{C(Bn-)}m

Q>KS

有沉淀析出

Q=KS

饱和溶液Q<KS

不饱和溶液，无沉淀析出或可使沉淀溶解3.3.2溶度积规则及其应用第六十九页，共九十五页，2022年，8月28日例求25℃时,AgCl在0.0100moldm-3NaCl

溶液中的溶解度。KS(AgCl）=

1.7710-10解：设AgCl的溶解度为Smoldm-3

即AgCl(s)=

Ag+(aq)+Cl-(aq)

Ceq/(moldm-3)S0.0100+S由KS=Ceq(Ag+)Ceq(Cl-)

得：1.7710-10=

S(0.0100+S)由于AgCl的溶解很小，0.0100+S0.0100，所以1.7710-10=

S0.0100

，S=1.7710-8moldm-3

因加入含有共同离子的强电解质，而使难溶电解质溶解度降低的现象叫同离子效应。3.3.2溶度积规则及其应用第七十页，共九十五页，2022年，8月28日例计算25℃下CaF2(s)(1)在水中；(2)在0.010mol.L-1Ca(NO3)2溶液中，(3)在0.010mol.L-1NaF溶液中的溶解度（mol.L-1）比较三种情况下溶解度的相对大小。已知Ks（CaF2）=1.410-9解：(1)

CaF2(s)在水中的溶解度为s1，设s1=xmol.L-1Ks（CaF2）=[c(Ca2+)][c(F-)]21.410-9=x(2x)2=4x3X=7.010-4

s1=7.010-4

mol.L-1(2)CaF2(s)在0.010mol.L-1Ca(NO3)2溶液中的溶解度为S2,设s2=ymol.L-1

CaF2=Ca2++2F-平衡浓度0.010+y2y3.3.2溶度积规则及其应用第七十一页，共九十五页，2022年，8月28日1.410-9=(0.010+y)(2y)20.010+y≈0.010y=1.910-4S2=1.910-4mol.L-1(3)CaF2(s)在0.010mol.L-1NaF溶液中的溶解度为S3,设s3=Zmol.L-1CaF2=Ca2++2F-平衡浓度Z0.010+2Z1.410-9=Z(0.010+2Z)2Z=1.410-5S3=1.410-5mol.L-1说明CaF2在含有相同离子的强电解质溶液中溶解度均有所降低。3.3.2溶度积规则及其应用第七十二页，共九十五页，2022年，8月28日2、沉淀的生成根据溶度积规则，在难溶电解质的溶液中，若Q>Ks,则有沉淀生成。工业废水中往往含有重金属离子达不到排放标准。人们往往在废水中加入石灰乳，使重金属离子以其氢氧化物的形式沉淀下来。如：Pb2+(aq)+2OH-(aq)=Pb(OH)2(沉淀)由Ks(Pb(OH)2)计算出OH-浓度：CPb2+COH-2>Ks[Pb(OH)2]通过控制溶液的PH,使Pb2+浓度达到排放标准。3.3.2溶度积规则及其应用第七十三页，共九十五页，2022年，8月28日例将10ml,0.010mol·L-1BaCl2溶液和30ml0.0050mol·L-1NaSO4溶液相混合，问是否有BaSO4沉淀产生？Ks（BaSO4）=1.08×10-10解：[Ba2+]=0.010×10/40=2.50×10-3mol·L-1[SO42-]=0.0050×30/40=3.75×10-3mol·L-1Q=[Ba2+][SO42-]=2.50x10-3×3.75×10-3=9.38×10-6Q>Ks,（BaSO4）所以有沉淀析出3.3.2溶度积规则及其应用第七十四页，共九十五页，2022年，8月28日例

向1.0×10-3mol·dm-3的K2CrO4溶液中滴加AgNO3溶液，求开始有Ag2CrO4沉淀生成时的[Ag+]

。CrO42-沉淀完全时，[Ag+]是多大？解：Ag2CrO4=2Ag++

CrO42-Ks=[Ag+]2[CrO42-]当[Ag+]=4.5×10-5mol•dm-3时，开始有Ag2CrO4沉淀生成。一般来说一种离子与沉淀剂生成沉淀物后在溶液中的残留量不超过1.0

×10-5mol•dm-3时，则认为已沉淀完全。3.3.2溶度积规则及其应用第七十五页，共九十五页，2022年，8月28日例

向0.10mol·dm-3ZnCl2溶液中通H2S气体至饱和[c(H2S)=0.10mol·dm-3]时，溶液中刚好有ZnS沉淀生成，求此时溶液的[H+]。Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15,Ks=2.0×10-22于是当[CrO42-]=1.0×10-5mol•dm-3时的[Ag+]为3.3.2溶度积规则及其应用第七十六页，共九十五页，2022年，8月28日3.3.2溶度积规则及其应用第七十七页，共九十五页，2022年，8月28日3、沉淀的溶解(Q<KS)（1）利用酸碱反应根据溶度积规则，只要设法减小难溶电解质的有关离子浓度，使离子浓度适当方次的乘积小于溶度积，难溶电解质即可溶解。如在CaCO3饱和溶液中加盐酸CaCO3（s）=Ca2+(aq)+CO32-(aq)+2HCl=2Cl-(aq)+2H+(aq)

CO2(g)+H2O加入盐酸后由于生成CO2气体，CO32-浓度降低，CaCO3不断溶解进入溶液，直到Q=Ksp为止。3.3.2溶度积规则及其应用第七十八页，共九十五页，2022年，8月28日（2）利用配位反应AgBr(s)+2S2O32-(aq)=[Ag(S2O3)2]3-(aq)+Br-（3）利用氧化还原反应3CuS(s)+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2(aq)+3S(s)+2NO(g)+4H2O(l)3.3.2溶度积规则及其应用4、沉淀的转化把一种沉淀转化为另一种沉淀的过程第七十九页，共九十五页，2022年，8月28日在实践中，有时需将一种沉淀转化为另一种沉淀。如中、小锅炉的循环用水处理。因CaSO4结垢坚硬且不溶于酸，不易清除，需将其转化成疏松且可溶于酸的CaCO3。因此循环水中加一定量的Na2CO3,以达到沉淀转化的目的。CaSO4（s）=Ca2+(aq)+SO42-(aq)+Na2CO3（s）=CO32-(aq)+2Na+(aq)

CaCO3(s)Ks(CaSO4)=7.1010-5Ks(CaCO3)=4.9610-9由一种难溶沉淀转化成更难溶的沉淀。3.3.2溶度积规则及其应用第八十页，共九十五页，2022年，8月28日例0.15dm31.5mol·dm-3的Na2CO3溶液可以使多少克BaSO4固体转化掉？解：设平衡时[SO42-]=x

mol·dm-3初始浓度1.5

0平衡浓度1.5-x

x3.3.2溶度积规则及其应用第八十一页，共九十五页，2022年，8月28日例将SrSO4(s)转化SrCO3，可用Na2CO3溶液与SrSO4反应。如果在1.0LNa2CO3溶液中溶解0.010mol的SrSO4，Na2CO3的开始浓度最低应为多少？解：

SrSO4(s)与Na2CO3之间发生的离子反应为：SrSO4(s)+CO32-=SrCO3+SO42-平衡时，c(SO42-)=0.010mol.L-1,c(CO32-)=0.010/6.1×102=1.6×10-5mol.L-1C0(Na2CO3)=(0.010mol.L-1+1.6×10-5mol.L-1)=0.010mol.L-13.3.2溶度积规则及其应用第八十二页，共九十五页，2022年，8月28日2、分散相与分散介质被分散的物质称为分散相，分散相所处的介质为分散介质。例如：云，牛奶，珍珠一基本概念1、分散系统一种或几种物质分散在另一种物质中所形成的系统。3.4胶体与界面化学第八十三页，共九十五页，2022年，8月28日（1）按分散相粒子的大小分类

1.分子分散体系

分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶，没有界面，是均匀的单相，分子半径大小在10-9m（1nm）以下。通常把这种体系称为真溶液，如CuSO4溶液。2.胶体分散体系

分散相粒子的半径在1nm-100nm之间的体系。目测是均匀的，但实际是多相不均匀体系。也有的将1nm-1000nm之间的粒子归入胶体范畴。例：氢氧化铁水溶胶3.粗分散体系

分散相粒子的半径大于10-7m。目测是混浊不均匀体系，放置后会沉淀或分层，如黄河水。