第五章电解质溶液

第五章电解质溶液第1页，课件共33页，创作于2023年2月电解质(electrolyte)：在水中和熔融状态下，能导电的化合物。强电解质:在水中完全电离电解质(strongelectrolyte)

弱电解质:在水中部分电离

(weakelectrolyte)第一节电解质溶液第2页，课件共33页，创作于2023年2月一、强电解质溶液（一）离子相互作用理论强电解质的解离度都小于100%（二）活度和活度系数活度—有效浓度公式5.1，5.2第3页，课件共33页，创作于2023年2月

二.弱电解质溶液

(一)解离平衡和解离常数

简写为：

注意：1.ka是弱酸解离常数，反映解离能力的相对强弱

2.ka只随温度改变，不随浓度改变第4页，课件共33页，创作于2023年2月(二）一元弱碱的解离平衡B-+H2OHB+OH-Kb=[HB][OH-][B-]Kb为弱碱的解离常数，表示弱碱的相对常数（三）解离度第5页，课件共33页，创作于2023年2月1．同离子效应

平衡向左移动，解离度减小定义：在弱电解质溶液中，加入与该弱电解质具有相同离子的易溶强电解质，导致弱电解质的解离度降低。2．盐效应

平衡向右移动，解离度增大三、同离子效应和盐效应第6页，课件共33页，创作于2023年2月第二节酸碱平衡酸碱理论的发展酸碱离子理论（阿累尼乌斯Arrhenius）

酸碱质子理论第7页，课件共33页，创作于2023年2月

酸碱质子理论认为凡是能给出质子的物质都是酸(如：HAc，NH4+,H2PO4-,HCl等);凡是能与质子结合的物质都是碱(如：NH3,PO43-,H2PO4-,Cl－等)。

酸碱质子理论（一）酸碱的定义HBH+B-+酸质子碱+酸给出质子后，剩余的部分就是碱，碱接受质子之后变成酸，共轭关系酸和碱不是绝对的第8页，课件共33页，创作于2023年2月酸能给出质子H+的物质HAcH++Ac-NH4+H++NH3碱能接受质子H+的物质H++Ac-HAcNH3+H+NH4+共轭酸碱对第9页，课件共33页，创作于2023年2月

二.酸碱反应的实质HA1+B2A1-+HB2+H+酸碱反应的本质：两个共轭酸碱对之间转移质子的反应酸碱反应进行方向：强酸与强酸反应，形成较弱的酸和较弱的碱第10页，课件共33页，创作于2023年2月三、共轭酸碱对Ka、Kb的关系：

Ka·Kb=Kw

第11页，课件共33页，创作于2023年2月

共轭酸酸性越大,其共轭碱的碱性越小例：已知NH3的Kb=1.8*10-5，求NH4+的Ka值。解：∵Ka*Kb=Kw∴Ka=1.0*10-14/1.8*10-5=5.6*10-10第12页，课件共33页，创作于2023年2月例:已知HAc的Ka为1.8×10-5，计算Ac-的Kb。解：Ac-1是HAc的共轭碱，由公式可得：Kb=——

=————=KwKa1.0×10-141.8×10-55.6×10-10酸和碱的离解常数具体反映了酸碱的强度，酸的Ka越大，酸就越强；若碱Kb的越大，碱就越强，在共轭酸碱对中，酸Ka的越大，则碱的Kb越小第13页，课件共33页，创作于2023年2月第三节溶液的酸碱性及PH值计算一、水的质子自递平衡Kw[H+][OH-]水的离子积常数25oC时，Kw=1.00×10-14[H+]=[OH-]=1.00×10-7(mol·L-1)第14页，课件共33页，创作于2023年2月PH定义PH=-lg[H+]PH=7溶液显中性

PH>7溶液显碱性

PH<7溶液显酸性PH越小，溶液酸性越强；

PH越大，溶液碱性越强二、溶液的酸碱性表示第15页，课件共33页，创作于2023年2月

人体各种体液的酸碱值：血清：7.35~7.45

成人胃液：0.9~1.5

儿童胃液：5.0表5-4三、酸、碱溶液pH值的计算

第16页，课件共33页，创作于2023年2月（一）一元强酸（碱）溶液pH值的计算：求0.1mol/LHCl、NaOH的pH值：完全电离，氢离子浓度0.1mol/L,pH=1完全电离，氢氧根离子浓度0.1mol/L,poH=1,pH=13第17页，课件共33页，创作于2023年2月(二)一元弱酸(碱)的pH值的计算当C·Ka≥20Kw,C/Ka≥500,[H+]=(KaC)1/2当C·Kb≥20Kw,C/Kb≥500,[OH-]=(KbC)1/2第18页，课件共33页，创作于2023年2月例计算0.100mol.L-1NaAc溶液的pH值。

解：已知HAc的Ka=1.76*10-5

KbAC-=Kw/Ka

=1.0×10-14/1.76×10-5=5.68

×10-10pOH=-lg[OH-]=-lg7.54×10-6=5.12

pH=14-pOH=14-5.12=8.88第19页，课件共33页，创作于2023年2月例计算0.100mol.L-1NH4Cl溶液的pH值。

pH=-lg[H3+O]=-lg7.54×10-6

=5.12解:Ka=Kw/Kb=1.0×10-14/1.76×10-5=5.68

×10-10[H3+O]=√Ka·c=√5.68×10-10×0.10=7.54×10-6第20页，课件共33页，创作于2023年2月第二节缓冲溶液

(buffersolution)

(一)缓冲作用与缓冲溶液:

能对抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释而保持溶液pH值基本不变的作用叫做缓冲作用;具有缓冲作用的溶液,叫做缓冲溶液。

一、缓冲溶液的组成及缓冲原理第21页，课件共33页，创作于2023年2月第22页，课件共33页，创作于2023年2月（二）缓冲溶液的组成1．弱酸及其对应的盐例如：HAc-NaAc2．弱碱及其对应的盐例如：NH3-NH4Cl3．多元弱酸的酸式盐及其对应的次级盐。例如：NaHCO3-Na2CO3缓冲溶液由较高浓度的共轭酸和它的共轭碱组成第23页，课件共33页，创作于2023年2月

以HAc-NaAc缓冲溶液为例（与酸作用）少量H+平衡向左移动共轭碱是抗酸成分（三）缓冲溶液的作用原理第24页，课件共33页，创作于2023年2月以HAc-NaAc缓冲溶液为例（与碱作用）：少量OH-平衡向右移动共轭酸是抗碱成分第25页，课件共33页，创作于2023年2月二、缓冲溶液pH的计算

(Henderson-Hasselbalch公式)PH=PKa+lgc(A-)c(HA)[A-][HA]=PKa+lgc(A-)c(HA)——缓冲比c(A-)+c(HA)——缓冲溶液的总浓度第26页，课件共33页，创作于2023年2月根据缓冲溶液的计算公式可知：1、缓冲溶液的pH值主要取决于共轭酸碱对中弱酸的Ka值，其次，取决于缓冲溶液的缓冲比2、对于同一缓冲对的缓冲溶液，其pH值只取决于缓冲比，改变缓冲比，缓冲溶液的pH值也随之改变,当缓冲比为1时，缓冲溶液的pH=pKa3、适当稀释缓冲溶液，缓冲比不变，计算的pH值亦不变，但加入大量水稀释时，使pH值略有升高，称为稀释效应。第27页，课件共33页，创作于2023年2月

例:1L缓冲溶液中含有0.10molHAc和0.20molNaAc,

求该缓冲溶液的pH值。解：该缓冲溶液中含有HAc-NaAc缓冲对又Ka(HAc)=1.76×10-5Ca=0.10mol·L-1

Cb=0.20mol·L-1

pH=CbCa0.200.10pKa+lg——=4.75+lg——=5.05第28页，课件共33页，创作于2023年2月例:将100ml0.10mol·L-1盐酸溶液加入到400ml0.10mol·L-1

氨水中，求混合后溶液的PH值，已知Kb(NH3)=1.76×10-5

解：加入的盐酸完全与氨反应：

NH3+H+=NH4+

混合后，溶液中各组分的浓度为：Ca=————100×0.1400+100=0.02(mol·L-1)Cb=——————————400×0.10－100×0.10400+100=0.06(mol·L-1)pKa=pKa(NH4+

)=9.25pH=pKa+lg——CbCa

=9.25+lg——0.060.02

=9.73第29页，课件共33页，创作于2023年2月三、缓冲容量与缓冲范围

影响缓冲容量的因素1.总浓度2.缓冲比

缓冲范围：

pH值大致在pKa-1至pKa+1约两个pH单位范围内

（一）缓冲容量（buffercapacity）β=———ΔnV|△pH|缓冲容量（β）在数值上等于使1L缓冲溶液值改变1个pH单位时，所需加入一元强酸或一元强碱的物质的量=2.3×c(B-)·c(HB)c(B-)+c(HB)第30页，课件共33页，创作于2023年2月（二）缓冲容量与总浓度、缓冲比的关系：

1、选用适当的缓冲对，使缓冲对中弱酸的Ka值尽可能接近实际要求的值，从而使缓冲溶液的缓冲比接近

1:1，所配制溶液的pH值在缓冲对的缓冲范围内，具有较大的缓冲容量。2、要有适当的总浓度，保证缓冲溶液中有足够的.抗酸成分和抗碱成分。总