第七章 酸碱平衡课件

第七章酸碱平衡第七章酸碱平衡第七章酸碱平衡目录7.1酸碱质子理论概述7.2水的解离平衡和pH值7.3酸碱溶液中H+浓度的计算7.4酸碱平衡的移动7.5缓冲溶液第七章酸碱平衡7.1酸碱质子理论概述

7.1.2酸碱反应

7.1.1酸碱定义第七章酸碱平衡

酸：凡是能释放出质子（H+）的任何含氢原子的分子或离子的物种。（质子的给予体）

碱：凡是能与质子（H+）结合的分子或离子的物种。（质子的接受体）

7.1.1酸碱质子理论的基本概念定义：思考：质子和氢离子是一回事吗？质子——氢的原子核氢原子——水合质子-H3O+简写为H+第七章酸碱平衡酸H++碱-++AcHHAc

-+-+2442HPOHPOH-+-+3424POHHPO+++34NHHNH[]+++2333NHCHHNHCH

++++252362O)Fe(OH)(HHO)Fe(H[][]++++422252O)(HFe(OH)HO)Fe(OH)(H[][]第七章酸碱平衡例：HAc的共轭碱是Ac－，

Ac－的共轭酸HAc，

HAc和Ac－为一对共轭酸碱对。两性物质：既能给出质子，又能接受质子的物质。-++AcHHAc

第七章酸碱平衡小结：1.酸碱可是分子、离子。3.没有盐的概念。2.两性物质包括：多元弱酸的酸式根；弱酸弱碱盐；水。非酸非碱离子酸离子碱两性物质两性物质第七章酸碱平衡7.1.2酸碱反应酸碱反应：两对共轭酸碱对之间质子的传递。将以前的电离(解离)、中和、水解、酸碱反应都归为质子理论的酸碱反应。①

酸碱解离反应是质子转移反应，如HF(aq)H++F－(aq)H++H2O(l)H3O+(aq)HF(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+F－(aq)第七章酸碱平衡②水是两性物质，它的自身解离反应也是质子转移反应。H+酸(1)碱(2)酸(2)碱(1)H2O(l)+H2O(l)H3O+(aq)+OH－(aq)第七章酸碱平衡③盐类水解反应也是离子酸碱的质子转移反应。NH4Cl水解：H+酸(1)碱(2)酸(2)碱(1)Ac－+H2OOH－

+HAc酸(1)碱(2)酸(2)碱(1)H+

+H2OH3O++NH3NaAc水解：第七章酸碱平衡HCNHAc酸和碱的强度是指酸给出质子的能力和碱接受质子的能力的强弱。1.8×10-55.8×10-10酸越强，其共轭碱越弱；碱越强，其共轭酸越弱。酸碱反应由较强酸较强碱向生成较弱酸碱方向进行。第七章酸碱平衡7.2水的解离平衡和pH值7.2.2溶液的pH值7.2.1水的解离平衡第七章酸碱平衡7.2.1水的解离平衡

H2O(l)+H2O(l)H3O+(aq)+OH－(aq)或H2O(l)

H+(aq)+OH－(aq)—

水的离子积常数，简称水的离子积。25℃任何水溶液：100℃纯水：=1.0×10-14=5.43×10-13T

，cc)OH()OH(3-+=cc第七章酸碱平衡}{)(OHlgpOH-=-令c{})O(HlgpH

3-=+c7.2.2溶液的pH值{}{}101.0)(OH)O(H143×==--+根据cc14lg)OH(lg)H(lg

=-=---+即cc14ppOHpH==+\第七章酸碱平衡例：计算的盐酸水溶液的pH和pOH值。解：第七章酸碱平衡7.3酸碱溶液中H+浓度的计算7.3.2多元弱酸多元弱碱水溶液7.3.1一元弱酸、一元弱碱的水溶液7.3.3两性物质水溶液第七章酸碱平衡7.3.1一元弱酸、弱碱水溶液1.定义：一元弱酸：只能给出一个质子的弱酸，如：HAc、NH4+；一元弱碱：只能接受一个质子的弱碱，如：Ac-、NH3.2.一元弱酸、一元弱碱的解离平衡⑴一元弱酸的解离平衡：HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac－(aq)简写：第七章酸碱平衡⑵一元弱碱的解离平衡：共轭酸碱对（HB—B-）第七章酸碱平衡始0.100平0.1-xxx

HAcH+Ac-+因为较小()，所以0.1-x≈0.1。3.一元弱酸、一元弱碱单纯水溶液（只有一种溶质）的有关计算⑴一元弱酸单纯水溶液例题：计算0.1mol·L-1HAc水溶液中H+、Ac-的浓度、及解离度α。第七章酸碱平衡c(H+)=c(Ac－)=x=1.3×10－3mol·L-1一元弱酸单纯水溶液的计算公式：第七章酸碱平衡1.上式在单纯水溶液时适用。2.离解度增大，并不能说明氢离子浓度增大。稀释定律：在一定温度下(

为定值)，某弱电解质的解离度随着其溶液的稀释而增大。第七章酸碱平衡⑵一元弱碱的单纯水溶液计算公式练习题：计算0.1mol·L-1KCN水溶液的c(H+)、pH值。已知：答案：7.14×10-12；11.15第七章酸碱平衡例:计算醋酸钠水溶液中的及值解:第七章酸碱平衡c0 0.200 0 05108.1-×=327.11)109.1lg(14pOH14pH-=×--=-=3109.1%95.0200.0)OH(--×=×=c

例：已知25℃时，0.200mol·L-1氨水的解离度为0.95%，求c(OH－),pH值和氨的解离常数。解：ceq0.200(1–0.95%)0.200×0.95%0.200×0.95%323343109.1200.0)109.1(

)NH()OH()NH()NH(

---+×-×==cccα=x/c第七章酸碱平衡1.定义：多元弱酸：能够给出两个或两个以上质子的弱酸，如：H2S、H2CO3、H3PO4；多元弱碱：能够接受两个或两个以上质子的弱碱，如：S2-、CO32-、PO43-.2.多元弱酸、多元弱碱的解离平衡（1）多元弱酸的解离平衡：7.3.2多元元弱酸、弱碱水溶液第七章酸碱平衡以H2CO3解离为例：第七章酸碱平衡以H2PO4解离为例：第七章酸碱平衡（2）多元弱碱的解离平衡：以CO32-解离为例：第七章酸碱平衡

例题：计算0.010mol·L-1H2CO3溶液中的H+、H2CO3、HCO3-、CO32-和OH－的浓度以及溶液的pH值。

解：始0.0100平0.01-xxx始xx0平x-yx+yy3.二元弱酸、二元弱碱单纯水溶液的有关计算第七章酸碱平衡由第一步解离：始0.0100平0.01-xxx因为较小()，所以0.01-x≈0.01。第七章酸碱平衡由第二步解离：始xx0平x-yx+yy第七章酸碱平衡结论：③

①多元弱酸的解离是分步进行的，一般 。溶液中的H+主要来自于弱酸的第一步解离，计算c(H+)或pH时可只考虑第一步解离。②对于二元弱酸，当时c(酸根离子)≈，而与弱酸的初始浓度无关。※第七章酸碱平衡二元弱酸单纯水溶液的计算公式（H2A）二元弱碱单纯水溶液的计算公式（A2-）第七章酸碱平衡例：在H2S和HCl混合溶液中，c(H)=0.3mol•LH2S的浓度为0.1mol•L,求该溶液中S的浓度？-1+2--1解：H2S+H2O=H3O+HS-+

H2S+2H2O=2H3O+S2-+HS+H2O=H3O+S+-2-第七章酸碱平衡第七章酸碱平衡7.3.3两性物质的解离H2O=CO3+H+HCO3－+2-HCO3-

、HS-

、H2PO4-

、HPO42-

NH4Ac、NH4CNH2OHCO3+H2O=H2CO3+OH--作为酸：作为碱：两性物质的分类：两性物质的酸碱性第七章酸碱平衡练习：计算0.1mol•LNa2HPO4

水溶液的pH=?-1答案：pH=9.791/2+两性物质单纯水溶液的有关计算是两性物质的共轭酸的酸常数常数；是两性物质本身的酸常数。第七章酸碱平衡7.4酸碱平衡的移动7.4.3盐效应7.4.2同离子效应7.4.1介质酸度对酸碱平衡的影响第七章酸碱平衡7.4.1介质酸度对酸存在型体的影响以为主以为主第七章酸碱平衡第七章酸碱平衡pH=pKa1=2.12pH=pKa2=7.21pH=pKa3=12.66c(H3PO4)=c(H2PO4)-c(H2PO4)=c(HPO4)-2-c(HPO4)=c(PO4)3-2-NaH2PO4溶液：pH=1/2(pKa1+pKa2)Na2HPO4溶液：pH=1/2(pKa2+pKa3)第七章酸碱平衡用图会判断：1.什么型体。2.浓度相等时的pH值。3.主要存在的两种型体以谁为主。4.两性物质的计算。第七章酸碱平衡

同离子效应：在弱电解质溶液中，加入与其含有相同离子的易溶强电解质而使弱电解质的解离度降低的现象。7.4.2同离子效应HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac–(aq)Ac–(aq)NH4Ac(aq)(aq)+平衡移动方向第七章酸碱平衡

例：在0.10mol·L-1的HAc溶液中，加入NH4Ac(s)，使NH4Ac的浓度为0.10mol·L-1，计算该溶液的pH值和HAc的解离度。x=1.8×10-5

c(H+)=1.8×10-5mol·L-10.10±x≈0.100.10mol·L-1HAc溶液：pH=2.89，α=1.3%

解：

HAc(aq)+H2O(l)

H3O+(aq)+Ac－(aq)ceq/(mol·L-1)

0.10–x

x0.10+xc0/(mol·L-1)

0.1000.10

pH=4.74，α=0.018%第七章酸碱平衡7.4.3静电效应(盐效应)在弱酸弱碱体系中加入强电解质，使体系离解度有所增大。HA(aq)

H+(aq)+ A－(aq)NaClNa+Cl-+盐效应小于同离子效应，有同离子效应时忽略盐效应。第七章酸碱平衡7.5缓冲溶液7.5.3缓冲范围和缓冲能力

7.5.2缓冲溶液pH值的计算

7.5.1缓冲溶液第七章酸碱平衡50mLHAc—NaAcpH=4.74

缓冲溶液：具有能保持本身pH值相对稳定性能的溶液(也就是不因加入少量强酸或强碱而显著改变pH值的溶液)。加入1滴(0.05ml)1mol·L-1HCl加入1滴(0.05ml)1mol·L-1NaOH实验：50ml纯水pH=7pH=3 pH=11pH=4.73pH=4.75

7.5.1缓冲溶液第七章酸碱平衡组成：1.同时具备抗酸抗碱能力的共轭酸碱对。2.两性物质（除水外）浓度足够大，可单独构成缓冲溶液。举例：HAc—Ac-;NH4Cl—NH3;NaH2PO4—Na2HPO4;NaCO3;NH4Ac.第七章酸碱平衡

缓冲作用原理（以HAc—NaAc为例）加入少量强碱：(aq)

Ac

(aq)H

HAc(aq)-++

较大量

较大量加入少量强酸：第七章酸碱平衡⒈共轭酸碱对：7.5.2缓冲溶液pH值的计算平衡浓度第七章酸碱平衡结论：②缓冲溶液的缓冲能力是有限的；决定的，①缓冲溶液的pH值主要是由或平衡浓度第七章酸碱平衡7.5.3缓冲容量和缓冲范围1.缓冲容量（β）衡量缓冲溶液缓冲能力大小尺度为。使溶液的pH改变一个单位，需加入酸或碱的量越多，缓冲容量大。反之，亦然。影响β的因素：（1）缓冲溶液的总浓度（ca+cb)

ca+cb

=0.05～0.5mol·L缓冲比在0.1～10之间有较好的缓冲能力。第七章酸碱平衡（2）缓冲比（ca/cb）当ca+cb一定时，ca/cb

=1时，缓冲能力最大。ca/cb

=0.1～10之间有较好的缓冲能力。2.缓冲范围第七章酸碱平衡①所选择的缓冲溶液，不能与反应系统中的其它物质发生副反应；缓冲溶液的选择原则：③

ca+cb

=0.05～0.5mol·Lca/cb

=0.1