第二章酸碱解离平衡

第二章酸碱解离平衡第1页，课件共69页，创作于2023年2月一、常用的三种酸碱理论：

1887Arrhenius(阿仑尼乌斯)1923Bronsted(布郎斯特和劳莱)同年Lewis(路易斯)1.酸碱电离理论2.酸碱质子理论3.酸碱电子理论第一节酸碱理论第2页，课件共69页，创作于2023年2月1.

酸、碱定义凡是能给出质子的分子或离子是酸如：NH4+

、HAc、H3O+

、H2PO4-

、HPO42-酸是质子的给予体如：NH3

、HPO42-

、CO32-

、OH-碱是质子的接受体二.酸碱质子理论凡是能接受质子的分子或离子是碱第3页，课件共69页，创作于2023年2月HB(酸)H+(质子)+B-(碱)HClH++Cl-HAcH++Ac-NH4+H++NH3[Al(H2O)6]3+H++[Al(H2O)5(OH)]2+

H2PO4-H++HPO42-

HPO42-H++PO43-H3O+H++H2O酸碱的关系HB/B-：共轭酸碱对相差一个质子H2O

H++OH-第4页，课件共69页，创作于2023年2月共轭酸碱对

共轭酸碱对H++B-HBHB/B-相差一个质子（A、D、F）

练习：下列各组属于共轭酸碱对的是

A．H3PO4—H2PO4-B.H3PO4—HPO42-

C.H3PO4—PO43-D.H2PO4-—HPO42-

E.H2PO4-—PO43-F.HPO42-—PO43-第5页，课件共69页，创作于2023年2月（1）酸分子酸阳离子酸碱分子碱阳离子碱在共轭酸碱对中（2）既给出质子又接受质子两性物质或两性离子HPO42-、H2O（3）无盐概念NH4AcNH4+共轭酸碱的强度互成反比（4）共轭酸碱的转化是可逆的（5）

′′是酸、碱半反应，不能单独进行。离子酸Ac-离子碱阴离子酸阴离子碱第6页，课件共69页，创作于2023年2月酸的强度：全部给出质子部分给出质子水溶液中最强的酸是H3O+碱的强度：全部接受质子部分接受质子水溶液中最强的碱是OH-2.

酸、碱的强度酸给出质子能力的量度——强酸——弱酸碱接受质子能力的量度——强碱——弱碱第7页，课件共69页，创作于2023年2月H2CO3、H3PO4、HAc部分给出质子弱酸相对强弱：用解离常数大小衡量酸：H2CO3H3PO4HAc酸的强弱：H3PO4＞HAc＞H2CO3解离常数：4.3×10-77.5×10-31.76×10-5第8页，课件共69页，创作于2023年2月3.酸碱反应实质：质子转移方向：较强酸1+较强碱2

较弱酸2+较弱碱1共轭酸碱对共轭酸碱对HCl+NH3=NH4ClCu2++4NH3=[Cu(NH3)4]2+酸碱反应不是酸碱反应第9页，课件共69页，创作于2023年2月练习：画出下列反应中H+的转移方向、比较酸碱强度、指出反应进行的方向第10页，课件共69页，创作于2023年2月⑴HAc+H2OH3O++Ac-H+H+酸的强度：碱的强度：逆反应趋势大，HAc不易解离⑵H2O+NH3NH4++OH-H+H+酸的强度：碱的强度：逆反应趋势大，NH3不易解离H3O+＞HAc，Ac-＞H2ONH4+＞H2O，OH-＞NH3第11页，课件共69页，创作于2023年2月⑶HAc+NH3NH4++Ac-H+H+酸的强度：碱的强度：反应向右⑷H2O+Ac-HAc+OH-H+H+酸的强度：碱的强度：反应向左HAc＞NH4+

，NH3

＞Ac-HAc＞H2O，OH-＞Ac-第12页，课件共69页，创作于2023年2月⑸NH4++H2OH3O++NH3H+H+H3O+

＞NH4+

NH3

＞H2O反应向左⑹H3O++OH-H2O+H2OH+H+H3O+

＞H2OOH-

＞H2O反应向右⑺HCl+NH3NH4++Cl-H+H+HCl＞NH4+

NH3

＞Cl-反应向右第13页，课件共69页，创作于2023年2月lewis酸：lewis碱：lewis酸

+lewis碱三.酸碱电子理论可以接受电子对的分子、离子或原子如：Fe3+

、S、Ag+、BF3可以给出电子对的离子或分子如：

:X－、

:NH3、:CO、H2O:酸碱配合物配位键电子对的接受体电子对的给予体第14页，课件共69页，创作于2023年2月••••BF3

+

F－••Cu2++4NH3第15页，课件共69页，创作于2023年2月一、解离度（α

）二、解离平衡和解离常数三、α和的关系稀释定律四、

同离子效应和盐效应第二节弱酸和弱碱的解离平衡第16页，课件共69页，创作于2023年2月c、T相同，电解质弱解离度(α)=解离部分的弱电解质浓度(x)解离前弱电解质浓度(c)×100%小，αα

大小本性浓度、温度其它电解质有关一、解离度第17页，课件共69页，创作于2023年2月HAH++A-解离结合1.一元弱酸HA的解离：是T的函数，——解离常数二、解离平衡和解离常数与浓度无关第18页，课件共69页，创作于2023年2月实验测定热力学数据酸性：

——小，

——弱酸的解离常数，如25℃,HAc=1.75×10-5

≤10-4(弱电解质)；=10-2~10-3(中强电解质)HAc＞——弱碱的解离常数=1.3×10-10电解质——弱；第19页，课件共69页，创作于2023年2月2.H2S的解离：∵<<∴多元弱酸的强度决定于第20页，课件共69页，创作于2023年2月区别：联系：

不受浓度的影响，α：

HAH++A-[初

始]c00[平衡

]c–x=c(1–α)αcαc

三、α和的关系稀释定律是常数；T一定，c↑，α↓。xx第21页，课件共69页，创作于2023年2月稀释定律当c/＞400时，适用条件：α很小，c/＞4001-α≈1物理意义：同一弱电解质，c相同的不同电解质，第22页，课件共69页，创作于2023年2月不同浓度HAc溶液的α、[H+]和（25℃）浓度1.75×10-51.24×10-412.40.0011.75×10-54.2×10-44.20.011.75×10-51.32×10-31.320.1结果：c→大，→小，→大，→不变。第23页，课件共69页，创作于2023年2月四、同离子效应和盐效应计算0.10mol·L-1HAc溶液的[H+]和α

Ka=1.75×10-5HAcH++Ac-=1.32×10-3(mol·L-1)第24页，课件共69页，创作于2023年2月

在弱电解质溶液中加入与弱电解质含有相同离子的、易溶的强电解质，使弱电解质解离度降低的现象——同离子效应。HAcH++Ac-NaAcNa++Ac-平衡左移[H+]、α降低第25页，课件共69页，创作于2023年2月解出

x=1.75×10-5(mol·L-1)例1：向1升0.10mol·L-1HAc溶液中加0.10mol固体NaAc，求HAc的[H+]和α各为多少？解：0.10-x[平衡]HAcH++Ac-设平衡时[H+]=xmol·L-1[初始]0.1000.10xx+0.1∵∴第26页，课件共69页，创作于2023年2月第27页，课件共69页，创作于2023年2月

在弱电解质溶液中加入与弱电解质无关的强电解质盐类，而使弱电解质的电离度增大的效应—盐效应。0.1molNaCl→1L0.1mol·L-1HAc[H+]:1.32×10-3→1.82×10-3α:1.32%→1.82%第28页，课件共69页，创作于2023年2月NaClHAcH++Ac-Na++Cl-离子数体积增多相反离子的牵制作用增强离子活动性降低H++Ac-HAc机会减小α(HAc）增大第29页，课件共69页，创作于2023年2月发生同离子效应的同时，注意：存在盐效应，两种效应相反。二者相比：同离子效应主要，盐效应很小；不特殊指明，不考虑盐效应第30页，课件共69页，创作于2023年2月一.水的解离和溶液的酸碱性第三节酸碱溶液中离子浓度的计算二.酸碱指示剂和pH试纸三.溶液中离子浓度的计算第31页，课件共69页，创作于2023年2月一.水的解离和溶液的酸碱性平衡时水的离子积2H2O(l)H3O+(aq)+OH-(aq)H2OH++OH-纯水中[H+]和[OH-]的乘积为一常数，是T的函数。第32页，课件共69页，创作于2023年2月酸性:中性:碱性:室温下(25℃)第33页，课件共69页，创作于2023年2月pH→小，[H+]→大，酸度高pH→大，[H+]→小，酸度低室温下：酸性：pH＜7中性：pH=7碱性：pH＞7第34页，课件共69页，创作于2023年2月水溶液：①②pH适用于

[H+]、[OH-]＜1.0mol·L-1的溶液＞1.0mol·L-1③纯水：pH=7注意：第35页，课件共69页，创作于2023年2月酸碱指示剂有机弱酸（HIn）有机弱碱（InOH）特点：酸式、碱式颜色不同二.酸碱指示剂和pH试纸第36页，课件共69页，创作于2023年2月红色兰色↑[H+]↑[OH-]当当指示剂理论变色点HInH++In-左移红色（酸性）右移兰色中性红、兰混合色（紫色）（碱性）第37页，课件共69页，创作于2023年2月混合色指示剂的变色范围（变色域）碱色酸色指示剂理论变色点石蕊

7.0甲基橙

3.7酚酞

9.1甲基红

5.0第38页，课件共69页，创作于2023年2月8.0~9.68.1~10.19.14.4~6.24.0~6.05.03.1~4.42.7~4.73.7pK(HIn)指示剂甲基橙甲基红酚酞变色范围理论实测酸色碱色红色红色红色黄色黄色无色注意：指示剂变色范围越窄，颜色变化越明显。混合指示剂：由两种或两种以上的指示剂混合而成。优点：颜色变化敏锐，容易观察。指示剂的变色范围第39页，课件共69页，创作于2023年2月1.强酸(碱)溶液pH的计算特点：全部解离cmol·L-1HCl（NaOH）[H3O+]=[OH-]+[Cl-]精确公式[H3O+]2-c·[H3O+]-Kw=0三.溶液中离子浓度的计算HCl：第40页，课件共69页，创作于2023年2月精确公式[OH-]=c(NaOH)近似公式忽略水的解离[H3O+]=c(HCl)近似公式NaOH：当c＞10-6时，忽略水的解离当c＞10-6时，第41页，课件共69页，创作于2023年2月2.一元弱酸(弱碱)溶液pH的计算一元弱酸(HA)：H2O+H2OH3O++OH-HA+H2OA-+H3O+溶液中的H3O+：[H3O+]=[A-]+[OH-]整理：精确公式第42页，课件共69页，创作于2023年2月近似公式当cKa＞20Kw时当α＜5%2K4)K(K]H[a2aac++-=+最简公式注意：公式的适用条件＞400忽略H2O的解离第43页，课件共69页，创作于2023年2月一元弱碱(BOH)：精确公式：近似公式：最简公式：注意：公式的适用条件当α＜5%＞400当cKb

＞20Kw时第44页，课件共69页，创作于2023年2月以H2S为例：3.多元弱酸、弱碱溶液pH的计算H2SH++HS-HS-H++S2-①＜0.05②当cKa1＞20Kw时忽略二级解离忽略水的解离＞400③第45页，课件共69页，创作于2023年2月例2：计算1.0×10-8mol·L-1HCl溶液的pH值。解：c=1.0×10-8＜10-6=1.05×10-7(mol·L-1)pH=-lg[H+]=-lg1.05×10-7=6.98近似计算会出现酸溶液的pH＞7第46页，课件共69页，创作于2023年2月例3：分别计算0.10mol·L-1HAc和NH3·H2O溶液的pH值和。解：HAc：第47页，课件共69页，创作于2023年2月NH3·H2O：第48页，课件共69页，创作于2023年2月例4：计算25℃时0.04mol·L-1H2CO3溶液中[H+]、[HCO3-]和[CO32-]各为多少？

解：(mol·L-1)=8.54×10-7＜0.05c·Ka1=0.04×4.3×10-7＞20Kw=1.7×10-8

第49页，课件共69页，创作于2023年2月解：HSO4-H++SO42-H2SO4H++HSO4-0.0010-x0.0010+x

x=1.02×10-2x2+0.011x–10-5=0=0.0008(mol·L-1)例5：计算0.0010mol·L-1H2SO4溶液中的

和pH值(

)。第50页，课件共69页，创作于2023年2月第51页，课件共69页，创作于2023年2月例6.计算0.100mol·L-1NH4Cl溶液中的[H+]及pH值NH4++H2ONH3(aq)+H3O+解：NH4+NH3+H+＝5.65×10-10第52页，课件共69页，创作于2023年2月第四节缓冲溶液一.缓冲溶液的组成及作用原理二.缓冲溶液pH值的计算三.缓冲容量（β）四.缓冲溶液的选择和配制第53页，课件共69页，创作于2023年2月①等体积的

H2OHAc-NaAc少滴HClHCl结果表明：HAc-NaAc具有抗酸能力，多滴HCl黄红溶液H2O无抗酸能力。②等体积的

H2OHAc-NaAcNaOH多滴NaOH少滴NaOH无红溶液结果表明：HAc-NaAc具有抗碱能力，H2O无抗碱能力。甲基橙2d酚酞2d第54页，课件共69页，创作于2023年2月③等体积的NaOH（稀）

HCl（稀）HAc-NaAc测pH加水稀释测pH△pH（大）△pH（大）结果表明：HAc-NaAc具有抗稀释能力，稀NaOH、HCl无抗稀释能力；△pH（小）第55页，课件共69页，创作于2023年2月具有抗酸、抗碱、抗稀释能力的溶液。稳定溶液的pH值缓冲溶液：作用：浓酸、浓碱具有缓冲能力第56页，课件共69页，创作于2023年2月一.缓冲溶液的组成及作用原理1.构成缓冲溶液的必要条件：溶液中同时含有缓冲对、抗酸成分抗碱成分组成：（质子论中的共轭酸碱对）H2CO3-HCO3-共轭酸共轭碱

HCO3--CO32-NH3-NH4+H2PO4--HPO42-缓冲偶、缓冲系缓冲混合物第57页，课件共69页，创作于2023年2月2.作用原理：HAcH++Ac-特点大量存在①加强酸(HCl)Ac-——抗酸成分H++Ac-→HAcNaAcNa++Ac-[H+]→小Ac-→大HAc→大H+平衡左移[H+]未↑pH未↓(同离子效应)(来自NaAc)第58页，课件共69页，创作于2023年2月②加强碱(NaOH)H++OH-→H2O[H+]减少HAc——抗碱成分补充[H+]的减少平衡右移HAc→H++Ac-NaAcNa++Ac-HAcH++Ac-[H+]未↓pH未↑缓冲系NH3·H2O——NH4+抗酸、抗碱成分？OH-第59页，课件共69页，创作于2023年2月二.缓冲溶液pH值的计算HAcH++Ac-NaAcNa++Ac-=c(共轭酸)=c(共轭碱

)c(共轭酸)c(共轭碱

)第60页，课件共69页，创作于2023年2月缓冲公式：注意：③④①②HCO3--CO32-c(共轭酸)c(共轭碱

)c(共轭酸)c(共轭碱

)——共轭酸的解离常数H2CO3-HCO3-NH3-NH4+适当稀释缓冲溶液比值不变pH不变c(共轭酸)c(共轭碱

)→缓冲比第61页，课件共69页，创作于2023年2月例7：在1升0.20mol·L-1HAc溶液中，加入0.10mol固体NaOH，问能否配成缓冲溶液？求其溶液的pH值。(pKa=4.75)解：[初始]0.200.100.00HAc+NaOHNaAc+H2O[平衡]0.20-0.100.000.10∵平衡时溶液中有等量的HAc和