电解质溶液基础化学

关于电解质溶液基础化学酸碱理论的发展：（简单了解）Arrhenius电离理论：

酸—在水中解离出的阳离子全部是H+的物质碱—在水中解离出的阴离子全部是OH-的物质HCl→H++Cl-H+是酸的特征NaOH→OH-+Na+OH-是碱的特征强调：酸碱反应在水中进行◎酸碱反应的实质:H++OH-=H2O第2页,共144页，2024年2月25日，星期天②把酸碱范围限于能离解出H+或OH-的物质NH4Cl溶液呈酸性,NaAc溶液呈碱性ArrheniusSA电离理论局限性:①把酸碱反应只限于水溶液中,NH3(g)+HCl(g)NH4+Cl-(但本身并不含H+和OH-)(反应是在气相中进行)因此有些实验事实是无法解释的，例第3页,共144页，2024年2月25日，星期天评价：

酸碱电离理论仅适用于水溶液中，由于是最早提出的一种现代酸碱理论，所以也称为经典的酸碱理论，对人类认识酸碱现象起到巨大的作用，在化学史上占有重要位置。虽然这一理论的全部内容已经为质子理论所包含，但由这一理论所产生的酸、碱、盐的概念，及电离、水解等反应还是经常使用。ArrheniusSA电离理论第4页,共144页，2024年2月25日，星期天1923年由丹麦的Brønsted和英国的Lowry同时提出，该理论可以用于水溶液和非水溶液中，及其它有质子转移的反应中。布朗斯特BrønstedJN,1879-1947丹麦物理化学家.因其酸、碱质子理论而著名于世.BronstedandLowry：酸碱质子理论第5页,共144页，2024年2月25日，星期天BronstedandLowry：酸碱质子理论

酸—凡能给出质子(H+)的物质

碱—凡能接受质子(H+)的物质HAcNH3优点：酸碱反应可以不在水中进行NH3(l)+HAc(l)→NH4++Ac-第6页,共144页，2024年2月25日，星期天Lewis:电子理论P42

酸—凡能接受电子对的物质

碱—凡能提供电子对的物质●酸碱反应的实质:配位键的形成并生成酸碱配合物。扩展到金属阳离子酸是电子对的接受体;碱是电子对的给予体第7页,共144页，2024年2月25日，星期天(电子对接受体)(电子对给予体)酸+碱酸碱配合物

H++:OH-HOHBF3+:F-FBF3SO3+CaO:CaOSO3Ag++2:NH3H3NAg+NH3路易斯酸路易斯碱Lewis:电子理论第8页,共144页，2024年2月25日，星期天▲优点：酸碱范围非常广泛，从电子对的授受来说明酸碱反应。▲局限性:①酸碱范围太广,不易掌握特征.②确定路易斯酸碱的相对强度尚无统一标度,反应方向难以确定。Lewis:电子理论第9页,共144页，2024年2月25日，星期天酸碱质子理论（protontheoryofacidandbase）一、质子酸碱的概念Brønsted-LowryAcid-baseTheory第10页,共144页，2024年2月25日，星期天HAcH++Ac-NH4+H++NH3H++Ac-HAcNH3+H+NH4+（一）酸碱的定义

酸—凡能给出质子(H+)的物质

碱—凡能接受质子(H+)的物质第11页,共144页，2024年2月25日，星期天酸分子酸离子酸H2C2O4、HClH2CO3、HAcH3PO4、H2SHCOOH、HCN…H3O+、CH3NH3+、NH4+、(CH3)2NH2+

…NH3+含一个以上质子(H+)化合物一般为含H+的阳离子第12页,共144页，2024年2月25日，星期天碱分子碱离子碱OH-、C2O42-、Cl-、

CO32-

、Ac-、PO43-

、

S2-、HCOO-、CN-、…CH3NH2、

(CH3)2NH

…NH2一般为含氮化合物一般为无H+的阴离子第13页,共144页，2024年2月25日，星期天两性物质既能给出H+,也能接受H+的物质。NaHCO3Na++HCO3-HCO3-作为酸：H++CO32-作为碱：HCO3-+H+H2CO3中性物质既不能给出H+,也不能接受H+的物质。(Na+，Ca2+等金属离子)一般为带一个或一个以上质子(H+)的阴离子或分子第14页,共144页，2024年2月25日，星期天注意一般地，酸：不能再接受H+碱：不能再提供H+两性物质：二者均可

有关酸、碱、两性物质的概念一定要区别开来不要混淆第15页,共144页，2024年2月25日，星期天提问下列各物质是酸、碱还是两性物质？HClF-HCNCN-NH4+H2CO3HCO3-CO32-H3PO4H2PO4-HPO42-PO43-第16页,共144页，2024年2月25日，星期天酸碱质子理论小结(1)酸或碱可以是分子也可以是离子(2)两性物质既是酸也是碱(3)酸碱质子理论没有盐的概念例：Na2CO3：CO32-是碱，Na+是中性物质NH4Ac：NH4+是酸，Ac-是碱两性物质第17页,共144页，2024年2月25日，星期天HBH++B-HB是B-的共轭酸B-是HB的共轭碱酸碱共轭HB~B-称为共轭酸碱对条件②二者仅差一个①均有部分BH+(conjugateacid-basecouple)第18页,共144页，2024年2月25日，星期天NH4+NH3HAcAc-H3O+H3PO4PO43-H3PO4HPO42-H3PO4H2PO4-HCO3-H2CO3OH-HClCl-H2PO4-HPO42-H2PO4-PO43-HPO42-PO43-CO32-H2CO3CO32-HCO3-HPO4-H2CO3HCO3-H2PO4-提问下列哪些是共轭酸碱对？第19页,共144页，2024年2月25日，星期天H2PO4-共轭酸是共轭碱是H2CO3CO32-HCO3-共轭酸是共轭碱是H3PO4HPO42-填空两性物质第20页,共144页，2024年2月25日，星期天常见共轭酸碱对

酸H3O+H3PO4H2PO4-HPO42-H2CO3HAcNH4+H2O质子

H+H+H+H+H+H+H+H++

+

+

+

+

+

+

+

+

碱H2OH2PO4-HPO42-PO43-HCO3-Ac-NH3OH-电离式酸碱半反应(共轭酸）(共轭碱)注：仅仅是酸碱共轭关系的表达形式，并不是实际反应式第21页,共144页，2024年2月25日，星期天共轭酸碱的特点：酸比它的共轭碱多一个质子。酸愈强，其共轭碱愈弱；碱愈强，其共轭酸愈弱。某酸碱对中的酸，在另一酸碱对中是碱的物质是两性物质。第22页,共144页，2024年2月25日，星期天电离式：HAcH++Ac-解离式：HAc+H2OH3O++Ac-H+酸1酸2碱1碱2HAc~Ac-H3O+~H2O（二）酸碱反应的实质酸碱反应的实质：两对共轭酸碱对之间的质子传递反应第23页,共144页，2024年2月25日，星期天（二）酸碱反应的实质HCl+NH3Cl-+NH4+

HCl+Ac-Cl-+HAcH3O++OH-H2O+H2O(共轭酸碱对)1(共轭酸碱对)2H+酸碱反应总是由较强的酸和较强的碱作用，向着生成较弱的酸和较弱的碱的方向进行，相互作用的酸和碱愈强，反应进行得愈完全。第24页,共144页，2024年2月25日，星期天练习题请写出NH4Cl和NaAc在水中的解离式NH4++H2ONH3+H3O+Ac-+H2OHAc+OH-H+H+第25页,共144页，2024年2月25日，星期天HA+B-A-+HB(三)酸碱质子传递平衡和平衡常数H+K=[A-][HB][HA][B-]K是酸碱质子传递平衡常数K值愈大,质子从HA转移给B-的能力愈强第26页,共144页，2024年2月25日，星期天酸和碱的解离平衡常数HB+H2OB-+H3O+Ka=[B-][H3O+][HB]

Ka

称为酸解离平衡常数，表示酸在水中给出质子能力的大小。Ka

越大，酸性越强。

Ka

的大小与温度有关。

基础化学

Basicchemistry第27页,共144页，2024年2月25日，星期天B-+H2OHB

+OH-Kb=[HB][OH-][B-]

Kb称为碱解离平衡常数，表示碱在水中接受质子能力的大小。Kb

越大，碱性越强。

基础化学

Basicchemistry第28页,共144页，2024年2月25日，星期天(一)水的质子自递平衡和水的离子积H2O+H2OOH-+H3O+

H+K=[H3O+]·[OH-][H2O]·[H2O]二水的质子自递平衡半反应1H2OH＋+OH－

H＋+

H2OH3O+半反应2总反应第29页,共144页，2024年2月25日，星期天K·[H2O]2=[H3O+]·[OH-]KW=[H3O+]·[OH-]KW==1.0×10-14概念解释：①KW称为水的离子积②温度不变，KW不变③一般计算，KW=

1.0×10-14即[H3O+]↑[OH-]↓，KW不变④KW与温度有关(见附录三表1)室温公式适用范围:纯水及任何物质的稀水溶液第30页,共144页，2024年2月25日，星期天在纯水或中性溶液中：[H3O+]=[OH-]在酸性溶液中：[H3O+]

＞1.0×10-7mol·L-1在碱性溶液中：[H3O+]＜

1.0×10-7mol·L-1=1.0×10-7mol·L-1＞[OH-]＜[OH-](二)水溶液的pH第31页,共144页，2024年2月25日，星期天稀溶液：

pH=-lg[H3O+]pH=-lgaH3O+离子强度大的溶液：(或pOH=-lgaOH-)任何溶液：(室温下）pH+pOH=pKw=14.00(或pOH=-lg[OH-])溶液pH值的概念第32页,共144页，2024年2月25日，星期天在纯水或中性溶液中：[H3O+]=[OH-]=1.0×10-7mol·L-1在酸性溶液中：[H3O+]

＞1.0×10-7mol·L-1＞[OH-]

在碱性溶液中：[H3O+]＜

1.0×10-7mol·L-1＜[OH-]

pH=7pH＜7pH＞7人的血浆：[H+]=3.6×10-8~4.5×10-8mol·L-1pH=7.35~7.44第33页,共144页，2024年2月25日，星期天三酸碱的强度P29(一)酸和碱的解离平衡常数Ka:称为酸的解离平衡常数Kb:称为碱的解离平衡常数HB+H2OB-+H3O+Ka=[H3O+][B-][HB]B-+H2OHB

+OH-Kb=[OH-][HB][B-]第34页,共144页，2024年2月25日，星期天Ka↑,[H3O+]↑,[HB]↓,酸易失H+,酸愈强。Ka反映了酸离解的程度，可衡量酸的强度.问：HAc(Ka=1.75×10-5)、甲酸(1.8×10-4)、氢氰酸(Ka=6.2×10-10)酸性大小顺序甲酸HAc氢氰酸>>(一)酸和碱的解离平衡常数第35页,共144页，2024年2月25日，星期天2、HB+H2O+B-OH-Kb=[B-][HB][OH-]Kb↑,,[B-]↑↓碱易愈强[OH-]H+,得碱。,(一)酸和碱的解离平衡常数第36页,共144页，2024年2月25日，星期天(1)一元弱酸()和一元弱碱()HB+H2OB-+H3O+B-+H2OHB

+OH-Ka=[H3O+]·[B-][HB]Kb=[OH-]·[HB][B-]Ka·Kb=[H3O+]·[B-][HB][OH-]·[HB][B-]·

[H3O+]·[OH-]Ka·Kb=KWHBB-(二)共轭酸碱解离平衡常数的关系(▲)P35第37页,共144页，2024年2月25日，星期天HBB-KaKbHB+H2OB-+H3O+B-+H2OHB

+OH-KaKb共轭Ka·Kb=KW共轭关系：∴Ka↑,Kb其共轭碱的碱性愈,共轭酸的酸性愈强，.↓弱第38页,共144页，2024年2月25日，星期天例:根据查表可知,HAc的酸解离平衡常数为:Ka=1.75×10-5,求Ac-的碱解离平衡常数Kb解:HAc—Ac-为共轭酸碱对∵Ka·Kb=KW∴Kb=KW/Ka=1.00×10-14/1.75×10-5=5.71×10-10第39页,共144页，2024年2月25日，星期天(2)二元弱酸()和二元弱碱()H2BB2-H2B+H2OHB-+H3O+HB-+H2OH2B

+OH-Ka1=[H3O+]·[HB-][H2B]Kb2=[OH-]·[H2B][HB-]HB-+H2OB2-+H3O+B2-+H2OHB-+OH-Ka2=[H3O+]·[B2-][HB-]Kb1=[OH-]·[HB-][B2-]第40页,共144页，2024年2月25日，星期天(2)二元弱酸()和二元弱碱()H2BB2-H2B+H2OHB-+H3O+HB-+H2OH2B

+OH-Ka1=[H3O+]·[HB-][H2B]Kb2=[OH-]·[H2B][HB-]HB-+H2OB2-+H3O+B2-+H2OHB-+OH-Ka2=[H3O+]·[B2-][HB-]Kb1=[OH-]·[HB-][B2-]Ka1·Kb2=KWKa2·Kb1=KW共轭酸共轭碱第41页,共144页，2024年2月25日，星期天H2BHB-B2-Ka1Ka2Kb1Kb2共轭共轭Ka1·Kb2=KWKa2·Kb1=KWH2CO3HCO3-CO32-第42页,共144页，2024年2月25日，星期天Ka1Ka2Kb2Kb3共轭共轭Ka1·Kb3=KWKa2·Kb2=KWH3PO4H2PO4-HPO42-Ka3Kb1PO43-共轭Ka3·Kb1=KW（3）三元弱酸和三元弱碱：Ka1·Kb1=KWKa3·Kb3=KW小心第43页,共144页，2024年2月25日，星期天

Ac-Kb1=KW/Ka3Kb2=KW/Ka2Kb3=KW/Ka1弱电解质在水中的解离常数H2CO3H3PO4CO32-PO43-分子酸(碱)离子酸(碱)课本P310Ka1=4.5×10-7Ka2=4.7×10-11Ka1=6.9×10-3Ka2=6.1×10-8Ka3=4.8×10-13Ka=1.75×10-5HAcNH3Kb=1.8×10-5Kb1=KW/Ka2Kb2=KW/Ka1NH4+Ka=KW/KbKb=KW/Ka查表计算第44页,共144页，2024年2月25日，星期天HAcNH3Ka1=4.5×10-7Ka2=4.7×10-11Ka1=6.9×10-3Ka2=6.1×10-8Ka3=4.8×10-13Ka=1.75×10-5Kb=1.8×10-5H2CO3H3PO4Ka(或Kb)pKa或(pKb)pKa1=6.35pKa2=10.33pKa1=2.16pKa2=7.21pKa3=12.32pKa=4.76pKb=4.75pKa=-lgKapKb=-lgKb第45页,共144页，2024年2月25日，星期天弱酸(弱碱)质子转移平衡常数Ka与Kb的共轭关系一元弱酸(弱碱)二元弱酸(弱碱)三元弱酸(弱碱)Ka·Kb=KWKa1·Kb2=KWKa2·Kb1=KWKa1·Kb3=KWKa2·Kb2=KWKa3·Kb1=KW小结第46页,共144页，2024年2月25日，星期天注意一般地，在水溶液中:两性物质既有Ka

亦有KbHCO3-Ka=Ka2=4.7×10-11

Kb=Kb2=KW/Ka1=2.2×10-8H2PO4-Ka=Ka2=6.1×10-8Kb=Kb3=KW/Ka1=1.4×10-12HPO42-Ka=Ka3=4.8×10-13Kb=Kb2=KW/Ka2=1.6×10-7第47页,共144页，2024年2月25日，星期天练习题已知H2CO3的Ka1=4.5x10-7,Ka2=4.7x10-11,NaHCO3作为碱的质子转移平衡式为HCO3-+H2O+OH-H2CO3,其质子转移平衡常数为。2.2x10-8第48页,共144页，2024年2月25日，星期天(三)酸碱平衡的移动（P30）(1)浓度对平衡移动的影响(2)同离子效应(3)盐效应第49页,共144页，2024年2月25日，星期天例：HAc+H2OAc-+H3O+已达平衡，若再加入HAc,H3O+或OH-,平衡向哪方移动？↑解：加入HAc,[HAc],平衡向移右↑左加入H3O+,[H3O+],平衡向移↓加入OH-，[H3O+],平衡向移右(三)酸碱平衡的移动(1)浓度对平衡移动的影响第50页,共144页，2024年2月25日，星期天(弱电解质的)解离度

=已离解的分子数弱电解质的总分子数例：c

00初始时平衡时[B-][H+][HB]

=[H+]c=[B-]c(1)浓度对平衡移动的影响(三)酸碱平衡的移动HB+H2O

B-+H3O+[H+]=[B-]=c·

×100%第51页,共144页，2024年2月25日，星期天c

00初始时平衡时[B-][H+][HB]c

c-[H+]c

-c

c

HB+H2O

B-+H3O+第52页,共144页，2024年2月25日，星期天一般情况下，弱电解质的

不超过5%，则1-

≈1

上式变为：Ka=c

2上式表明：弱电解质溶液稀释时其离解度增加，增大c时，

将减少。这一关系称为稀释定律。对于弱碱：第53页,共144页，2024年2月25日，星期天

比较K和

1、二者均可用来衡量弱电解质在水中解离程度的大小；3、解离常数K与溶液的浓度c无关，是溶液的特征常数；解离度

与溶液的浓度c有关，溶液越稀，解离度越大。(但电离产生的离子的浓度减小)2、二者的大小均与温度有关；

基础化学

Basicchemistry第54页,共144页，2024年2月25日，星期天(2)同离子效应

在溶液中,加入与弱电解质具有相同离子的强电解质,弱电解质的解离度将减少HAc+H2OAc-+H3O++NaAc[H+]减少

=[H+]cHB减少+HCl[Ac-]减少

=[Ac-]c减少第55页,共144页，2024年2月25日，星期天(3)盐效应在溶液中,加入与弱电解质不含相同离子的强电解质,弱电解质的解离度将稍有增大例:H2O+HAcAc-+H3O+平衡向右移动,加入NaNO3:I增大,

±减小,aH+和aAc-减小[H+]和[Ac-]增大,

=[Ac-]c增大=[H+]c第56页,共144页，2024年2月25日，星期天例：某温度时，HA的Ka=1.0×10-5求(1)0.10mol·L-1HA溶液,HA的解离度。

(2)溶液中含强电解质0.10mol·L-1

NaA时,HA的解离度。

(3)溶液中含强电解质0.10mol·L-1NaCl时,HA的解离度。解：(1)√Ka

=/c=1.0×10-2第57页,共144页，2024年2月25日，星期天(2)cHA

=0.10mol·L-1,cNaA

=0.10mol·L-1设：平衡时[H+]=xmol·L-1H2O+HAH3O++A-平衡时x+x0.10.10.1000.10初始时弱电解质

x<<0.10.100.10x≈Ka=[H+]·[A-][HA]=x·0.100.10=x[H+]=x=1.0×10-5(mol·L-1)-x

=1.0×10-4=[H+]c第58页,共144页，2024年2月25日，星期天(3)0.10mol·L-1NaCl溶液

=1.4×10-2=[H+]cHA[H+]=1.4×10-3mol·L-1I

±

[H+]第59页,共144页，2024年2月25日，星期天弱电解质(HA)离解度的影响因素C(mol·L-1)0.10[H+](mol·L-1)1.0×10-3

1.0×10-2浓度增大0.201.4×10-30.7×10-2↓同离子效应0.101.0×10-51.0×10-4↓(加入0.10mol·L-1NaA)1.4×10-31.4×10-2↑盐效应0.10(加入0.10mol·L-1NaCl)原始浓度第60页,共144页，2024年2月25日，星期天注意:同离子效应>>盐效应亦包含盐效应(可忽略)浓度增大同离子效应盐效应离解度影响因素减少明显减少稍增大结论:第61页,共144页，2024年2月25日，星期天练习题在NH3·H2O中加入少量的NH4Cl，问溶液的pH是否变大？解：NH4++H2ONH3+OH-NH4ClNH4++Cl-[NH4+]，平衡向移，[OH-]，pH.↑左↓↓第62页,共144页，2024年2月25日，星期天

第四节酸碱溶液pH的计算（重点：一元弱酸、弱碱溶液）

基础化学

Basicchemistry第63页,共144页，2024年2月25日，星期天求下列溶液的pH值：0.01mol·L-1

HClpH=?0.01mol·L-1

NaOHpH=?0.01mol·L-1

HAcpH=?0.01mol·L-1

NaAcpH=?0.01mol·L-1

H2CO3

pH=?0.01mol·L-1

Na2CO3pH=?0.01mol·L-1

NaHCO3pH=?0.01mol·L-1

NH4AcpH=?212第64页,共144页，2024年2月25日，星期天1、一元弱酸(HB)溶液pH的计算

cmol·L-1HB

溶液(例：HAcHCOOHNH4ClHCN)以HAc为例，推导如下：若Ka*CHAc

>>20Kw，忽略水的平衡H2O+H2O

H3O++OH-

HAc+H2O

H3O++Ac-第65页,共144页，2024年2月25日，星期天初始平衡HAc+H2OAc-+H3O+C[H+][HAc][Ac-]00Ka=[H+]2CKa=[H+][Ac-][HAc]当C/Ka≥500时，C-[H+]≈C[H+]=√KaCKa=[H+]2C-[H+]=

C-[H+]第66页,共144页，2024年2月25日，星期天(cKa≥20KW，

c/Ka≥500)[H+]=√Kac最简式第67页,共144页，2024年2月25日，星期天(cKa≥20KW，c/Ka＜500)[H+]=-Ka+√Ka2+4Kac2近似式Ka=[H+]2C-[H+]第68页,共144页，2024年2月25日，星期天解题④算出[H+]→pH值步骤：①先判断NH4Cl的酸碱性②核实公式适用的条件③选择计算公式NH4+为酸公式中用Ka求[H+]

例：已知室温下NH3的Kb=1.8×10-5,求0.10mol·L-1NH4Cl溶液的pH值。第69页,共144页，2024年2月25日，星期天

例：已知室温下NH3的Kb=1.8×10-5,求0.10mol·L-1NH4Cl溶液的pH值。Ka=KwKb=1.0×10-141.8×10-5=5.6×10-10∵c/Ka=0.10/(5.6×10-10)cKa＞20KW∴选择[H+]=√Kac＞500第70页,共144页，2024年2月25日，星期天

例：已知室温下NH3的Kb=1.8×10-5,求0.10mol·L-1NH4Cl溶液的pH值。[H+]=√0.10×5.6×10-10=7.5×10-6mol·L-1pH=-lg[H+]=5.13第71页,共144页，2024年2月25日，星期天注意在水溶液的pH值计算中：①Cl-NO3-为极弱碱，溶液的pH值不受其影响；同理，Na+

、K+亦然。例:NaCl、NaNO3为中性溶液NH4Cl为酸性溶液NaAc为碱性溶液(Na+中性,忽略不计)(NH4+酸性,Cl-极弱碱性,忽略不计)第72页,共144页，2024年2月25日，星期天2、一元弱碱(B-)溶液的pH计算cmol·L-1B-

溶液(例：NH3HCOONaNaAcNaCN)HCOO-Ac-CN-

以NH3为例，推导过程作为课后练习（请同学们认真做）！第73页,共144页，2024年2月25日，星期天(cKb≥20KW，c/Kb＜500)[OH-]=-Kb+√Kb2+4Kbc2(cKb≥20KW，c/Kb≥500)[OH-]=√Kbc近似式最简式第74页,共144页，2024年2月25日，星期天注意是碱→先求[OH-]→公式中用

Kb比较前面:是酸→先求[H+]→公式中用Ka第75页,共144页，2024年2月25日，星期天

例：已知室温下NH3的Kb=1.8×10-5,求0.010mol·L-1NH3溶液的pH值。解：NH3为碱公式中用Kb求[OH-]第76页,共144页，2024年2月25日，星期天

例：已知室温下NH3的Kb=1.8×10-5,求0.010mol·L-1NH3溶液的pH值。解：∵c/Kb=0.010/1.8×10-5cKb＞20KW∴选择[H+]=√Kbc[OH-]=√Kbc[OH-]=√0.010×1.8×10-5=4.24×10-4mol·L-1＞500第77页,共144页，2024年2月25日，星期天pOH=-lg[OH-]=3.37

例：已知室温下NH3的Kb=1.8×10-5,求0.010mol·L-1NH3溶液的pH值。pH=

14－pOH=14－3.37=10.63[H+]=1.0×10-14[OH-]pH=-lg[H+]=10.63[OH-]=4.24×10-4或：4.24×10-4=2.36×10-11第78页,共144页，2024年2月25日，星期天

例：已知室温下HAc的Ka=1.75×10-5,求0.10mol·L-1NaAc溶液的pH值。NaAc→Ac-为碱公式中用Kb求[OH-]第79页,共144页，2024年2月25日，星期天Kb=KwKa=1.0×10-141.75×10-5=5.71×10-10∵c/Kb=0.10/5.71×10-10cKb＞20KW∴选择[H3O+]=√Kac

例：已知室温下HAc的Ka=1.75×10-5,求0.10mol·L-1NaAc溶液的pH值。[OH-]=√Kac[OH-]=√Kbc解:＞500注意第80页,共144页，2024年2月25日，星期天

例：已知室温下HAc的Ka=1.75×10-5,求0.10mol·L-1NaAc溶液的pH值。[OH-]=√0.10×5.71×10-10=7.56×10-6mol·L-1pOH=-lg[OH-]=5.12pH=14－5.12=8.88Kb=5.71×10-10第81页,共144页，2024年2月25日，星期天3、多元弱酸(HnB)溶液的pH计算cmol·L-1HnB溶液n≥2二元弱酸：H2CO3H2SH2C2O4三元弱酸：H3PO4

…六元弱酸：H6Y2+(乙二胺四乙酸EDTA)例：第82页,共144页，2024年2月25日，星期天H2CO3在水溶液中的质子转移H2CO3+H2OHCO3-+H3O+HCO3-+H2OCO32-+H3O+H+Ka1=[H3O+]·[HCO3-][H2CO3]Ka2=[H3O+]·[CO32-][HCO3-]第一步第二步=4.5×10-7=4.7×10-11H+第83页,共144页，2024年2月25日，星期天Ka1>>Ka2即Ka1/Ka2>102

第一步产生的[H+]>>第二步产生的[H+]可忽略不计H2CO3+H2OHCO3-+H+Ka1=[H+]·[HCO3-][H2CO3]与一元弱酸类似第84页,共144页，2024年2月25日，星期天[H+]=√Ka1c[H+]=-Ka1+√Ka12+4Ka1c2多元弱酸[H+]的计算公式近似式最简式(Ka1/Ka2＞100，

c/Ka1≥500)(Ka1/Ka2＞100，

c/Ka1＜500)第85页,共144页，2024年2月25日，星期天解：HCO3-+H2CO3+H2O+H3O+HCO3-H2OCO32-+H3O+初始平衡C[H+]C-[H+][HCO3-]00平衡[HCO3-][CO32-][H+]≈C

例：已知室温下H2CO3的Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11

求0.040mol·L-1H2CO3(饱和)溶液中的

[H+]、[HCO3-]、[CO32-]和[OH-]。第86页,共144页，2024年2月25日，星期天∵Ka1/Ka2》100∴可作一元酸处理C/Ka1=0.0400

4.5x10-7》500又∵∴[H+]=√Ka1C

√=4.5x10-7x0.0400=1.34x10-4(mol/L)

例：已知室温下H2CO3的Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11

求0.040mol·L-1H2CO3(饱和)溶液中的[H+]、[HCO3-]、[CO32-]和[OH-]。第87页,共144页，2024年2月25日，星期天[H+]=[HCO3-]≈∴1.34x10-4(mol/L)[OH-]=7.46x10-9(mol/L)又∵Ka2=[H+][

CO32-][HCO3-]∴[

CO32-]=Ka2=4.7x10-11(mol/L)第一步解离生成的H+抑制了第二步解离,第88页,共144页，2024年2月25日，星期天∴[H+]=1.34x10-4(mol/L)[HCO3-]=1.34x10-4(mol/L)[OH-]=7.46x10-9(mol/L)=Ka2=4.7x10-11(mol/L)[

CO32-]

例：已知室温下H2CO3的Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11

求0.040mol·L-1H2CO3(饱和)溶液中的

[H+]、[HCO3-]、[CO32-]和[OH-]。第89页,共144页，2024年2月25日，星期天4、多元弱碱(B)溶液的pH计算cmol·L-1

Bn-

溶液n≥2例：二元弱碱：Na2CO3Na2SNa2C2O4三元弱碱：Na3PO4

…n-CO32-

S2-C2O42-PO43-

第90页,共144页，2024年2月25日，星期天[OH-]=√Kb1c[OH-]=﹣Kb1+√Kb12+4Kb1c2多元弱碱[OH-]的计算公式近似式最简式(Kb1/Kb2＞100

，c/Kb1≥500，)(Kb1/Kb2＞100

，c/Kb1＜500，)第91页,共144页，2024年2月25日，星期天Kb1=KwKa2=1.0×10-144.7×10-11=2.1×10-4∵c/Kb1

=0.10/(2.1×10-4)Kb1/Kb2＞100，∴选择[OH-]=√Kb1c

＞500

例：已知室温下H2CO3的Ka1=4.5×10-7,

Ka2=4.7×10-11求0.5mol·L-1Na2CO3溶液的pH值。Kb2=2.2×10-8第92页,共144页，2024年2月25日，星期天∴[OH-]=√Kb1C

√=2.1x10-4x0.5=1.02x10-2(mol/L)pH=12.01

例：已知室温下H2CO3的Ka1=4.5×10-7,

Ka2=4.7×10-11求0.5mol·L-1Na2CO3溶液的pH值。pOH=-lg[OH-]=1.99第93页,共144页，2024年2月25日，星期天5、两性物质溶液pH的计算H2CO3CO32-HCO3-两性物质H3PO4PO43-H2PO4-两性物质HPO42-弱酸弱碱弱酸弱碱第94页,共144页，2024年2月25日，星期天两性物质两性阴离子NaHCO3NaH2PO4Na2HPO4弱酸弱碱盐NH4AcHCOONH4氨基酸NH2CH2COOHHCO3-H2PO4-HPO42-第95页,共144页，2024年2月25日，星期天两性物质溶液最简式：Ka为两性物质作为酸的酸常数Ka’为两性物质作为碱时其共轭酸的酸常数第96页,共144页，2024年2月25日，星期天【例】计算0.10mol·L-1NaHCO3溶液pH值。已知H2CO3的Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11.解:=4.6×10-9(mol·L-1)∴pH=8.34=4.5×10-7×4.7×10-11

√[H+]=Ka·Ka’

=Ka2·Ka1

√√第97页,共144页，2024年2月25日，星期天【例】计算0.1mol·L-1NH4Ac溶液的pH值。已知NH3的Kb=1.8×10-5，HAc的Ka=1.75×10-5。解：∴pH=7.01=(1.0×10-14/1.8×10-5)×1.75×10-5=9.86×10-8(mol·L-1)√

[H+]=Ka·Ka’=(Kw/Kb)·Ka’第98页,共144页，2024年2月25日，星期天两性阴离子Ka1和Ka2分别是H2CO3的1,2级离解常数。[H+]=Ka1·Ka2pH=1/2(pKa1+pKa2)√HCO3-H2PO4-

:[H+]=Ka1·Ka2HPO42-:[H+]=Ka2·Ka3√√

Ka1,Ka2,Ka3分别为H3PO4的1,2,3级解离常数。结论:两性阴离子溶液的PH与溶液浓度无关。第99页,共144页，2024年2月25日，星期天【思考题】下列哪两种溶液的pH值相等？①0.2mol·L-1NaHCO3溶液②0.2mol·L-1NaAc溶液③0.1mol·L-1NaHCO3溶液④0.1mol·L-1NaAc溶液答案:①与③第100页,共144页，2024年2月25日，星期天[H+]=√KacpH值的计算：最简式一元弱酸[H+]=√Ka1c多元弱酸[OH-]=√Kbc[OH-]=√Kb1c一元弱碱多元弱碱先求

[H+]先求[OH-]注意公式使用条件两性物质[H+]=√KaKa’

第101页,共144页，2024年2月25日，星期天求下列溶液等体积混合后的[H+]0.1mol·L-10.1mol·L-10.05mol·L-1HAc+NaOHNaAcNH3+HClNH4ClH2CO3+NaOHNaHCO3NaHCO3+NaOHNa2CO3Na2CO3+HClNaHCO3NaHCO3+HClH2CO3NaAc+NH4NO3

NH4Ac第102页,共144页，2024年2月25日，星期天规律：1、判断溶液是酸、碱或两性溶液2、一元酸：一元碱：[H+]=√Ka

C[OH-]=Kb

C√3、多元酸碱：当作一元酸碱H2CO3HCO3-CO32-Ka1Ka2Kb1Kb2[H+]=√Ka1C[H+]=√Ka1Ka2[OH-]=Kb1C√第103页,共144页，2024年2月25日，星期天H3PO4H2PO4-HPO42-PO43-Ka1Ka2Ka3Kb1Kb2Kb3[H+]=√Ka1C[OH-]=Kb1C√[H+]=√Ka1Ka2[H+]=√Ka2Ka3第104页,共144页，2024年2月25日，星期天第六节难溶强电解质的沉淀溶解平衡p43第105页,共144页，2024年2月25日，星期天强电解质易溶难溶第106页,共144页，2024年2月25日，星期天难溶强电解质：如AgCl、AgI、AgBr、

CaCO3、BaSO4、CuS、

Mg(OH)2、Fe(OH)3•••特点：①溶解度小②溶解的部分100%离解③水溶液中存在沉淀溶解平衡要求：①计算溶解度②判断沉淀的产生和溶解第107页,共144页，2024年2月25日，星期天一、溶度积和溶度积规则固体溶液溶解沉淀

当：溶解的速度=沉淀的速度时此时达到了溶解平衡状态即为难溶电解质的饱和溶液第108页,共144页，2024年2月25日，星期天例：AgCl（S）溶解沉淀Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡时K=[Ag+]·[Cl-][AgCl(S)]常数:K·[AgCl(S)]=[Ag+]·[Cl-]Ksp,AgCl=溶度积常数---简称溶度积第109页,共144页，2024年2月25日，星期天难溶电解质为:AaBbAaBb(S)=

Ksp,AaBb=aAn++bBm-[An+]·[Bm-]ab上式表明：在一定温度下，难溶电解质饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一常数。溶度积常数只与温度有关，而与电解质离子的浓度无关。它的大小反映了难溶强电解质的溶解能力的大小，Ksp越小，难溶强电解质就越难溶于水。第110页,共144页，2024年2月25日，星期天（一）难溶电解质的溶解度(1)单一难溶电解质的溶解度与Ksp的关系AaBb(s)→AaBb(aq)→aAn++bBm-Smol·L-1aSbSKsp=(aS)

﹒(bS)ab平衡时:溶解度S难溶强电解质沉淀溶解达平衡时，在水中的物质的量浓度。(mol/L)S=1.33x10-5(mol/L)即1升mol的AgCl水中溶解了1.33x10-5饱和浓度第111页,共144页，2024年2月25日，星期天Ksp=(aS)

﹒(bS)abKsp=aa﹒bbS=Kspaa﹒bb√a+bAaBb1—1型S=√KspS=√Ksp/41—2型2—3型S=√Ksp/10853·S（a+b）第112页,共144页，2024年2月25日，星期天a+bS=Kspaa﹒bb√难溶强电解质的沉淀溶解平衡注意

类型相同，KSP↑，S↑。可用KSP衡量S的大小

类型不相同，不可用KSP衡量S的大小，需计算S（表3-5）

上述公式只适用于沉淀在纯水中成饱和溶液时的S的计算。第113页,共144页，2024年2月25日，星期天e.g:

已知Ksp,AgCl＝1.7710-10，Ksp,Ag2CrO4＝1.1210-12，试求AgCl和Ag2CrO4的溶解度解：（1）设AgCl的溶解度为S1（mol·L-1),则：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)平衡S1S1

(2)设Ag2CrO4的溶解度为S2（mol·L-1),则：Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)平衡2S2S2第114页,共144页，2024年2月25日，星期天解:①Mg(OH)2Mg2++2OH-Smol·L-1S

2S平衡时:Ksp,Mg(OH)2=[Mg2+]·[OH-]2=S·(2S)2S=√Ksp/4=1.12×10-4(mol·L-1)3例:已知Ksp,Mg(OH)2=5.61×10-12

求:(1)Mg(OH)2在水中的溶解度S.(2)溶液的pH值为多少?第115页,共144页，2024年2月25日，星期天例:已知Ksp,Mg(OH)2=5.61×10-12

求:(1)Mg(OH)2在水中的溶解度S.(2)溶液的pH值为多少?S=√Ksp/4=1.12×10-4(mol·L-1)②[OH-]=2·S=2.24×10-4(mol·L-1)pOH=-lg[OH-]=3.65pH=14－3.65=10.353第116页,共144页，2024年2月25日，星期天(2)在一种强电解质溶液中的S与Ksp的关系①

同离子效应:加入含的强电解质,难溶电解质的溶解度的效应,称为同离子效应相同离子降低例：AgCl（S）Ag++Cl-+AgNO3NaClS↓第117页,共144页，2024年2月25日，星期天解:(1)=1.33×10-5(mol·L-1)S1=√Ksp,AgCl=√1.77×10-10AgCl（S）Ag++Cl-平衡时S1

S1Ksp,AgCl=[Ag+]·[Cl-]=S1×S1例:已知

Ksp,AgCl=1.77×10-10(1)求AgCl的溶解度S1

(2)若溶液中存在0.10mol·L-1的NaCl,

求AgCl的溶解度S2第118页,共144页，2024年2月25日，星期天例:已知

Ksp,AgCl=1.77×10-10(1)求AgCl的溶解度S1

(2)若溶液中存在0.10mol·L-1的NaCl,

求AgCl的溶解度S2解:(2)AgCl（S）Ag++Cl-平衡时S2S2Ksp,AgCl=[Ag+]·[Cl-]=+0.10∵S2<<0.10mol·L-1S2+0.10≈0.10mol·L-1Ksp,AgCl=[Ag+]·[Cl-]=S2×0.10

S2=Ksp,AgCl/0.10=1.77×10-10/0.10=1.77×10-9(mol·L-1)S2×(S2+0.10)第119页,共144页，2024年2月25日，星期天例:已知

Ksp,AgCl=1.77×10-10(1)求AgCl的溶解度S1

(2)若溶液中存在0.10mol·L-1的NaCl,

求AgCl的溶解度S2S1=1.33×10-5(mol·L-1)

S2=1.77×10-9(mol·L-1)S2<<S1结论：同离子效应使难溶电解质的溶解度明显下降第120页,共144页，2024年2月25日，星期天②盐效应加入含的强电解质,难溶电解质的溶解度的效应,称为不同离子略升高盐效应例：AgCl（S）Ag++Cl-+NaNO3S↑离子强度增大第121页,共144页，2024年2月25日，星期天Ksp,AgCl=γ+[Ag+]·γ-[Cl-]Ksp,AgCl=aAg+·aCl-例:已知

Ksp,AgCl=1.77×10-10(1)求AgCl的溶解度S1

(3)若溶液中存在0.10mol·L-