无机化学第6章酸碱理论与解离平衡

1、第六章酸碱理论和解离平衡，6.1酸碱理论6.2弱酸，弱碱解离平衡6.3缓冲溶液，酸碱重要化学原料。酸碱反应是生物化学、地质学以及人类日常生活中常见且非常重要的反应。人的血液pH值必须保持在7.35至7.45之间。胃消化液的主要成分是稀HCl是。土壤和水的酸碱特性对某些动植物的生长有很大影响。地质过程中岩石的风化、钟乳石的形成等也受到水的酸碱特性的影响。6.1.1酸碱理论的发展6.1.2酸碱质子理论6.1.3酸碱电子理论、6.1酸碱理论、6.1酸碱理论、酸碱理解浅到深、低到高的认识过程。最初的酸：有酸味的物质碱，能使蓝色石蕊试纸变红：锡普、滑液、红色石蕊试纸变蓝，能与酸反应，产生盐和水的物质。1

2、8世纪：所有酸都含有O元素。19世纪：酸的共同元素是O，5.1酸碱理论，1923年，J.N.Brnsted，T.M.Lowry分别提出了酸碱质子理论；1923年，刘易斯提出了酸碱电子理论。6.1酸碱理论，6.1酸碱电离理论：酸：水溶液中可电离h的物质；碱：能在水溶液中电离oh-物质。酸碱(中和)反应的本质：h-H2O重要性：1，首次赋予酸碱定义的是酸碱认识从现象向本质的飞跃。2、对化学发展起到了积极的作用，现在也被广泛使用。限制：将酸和碱限制在水溶液中。把碱限制在氢氧化物内。6.1酸碱理论，酸：释放质子(h)的分子或离子。碱：任何可以与质子(h)结合的分子或离子。即：酸(丙酸)质子捐赠者；碱(

3、质子碱)质子受体。男女物质：既给质子又给质子的物质。6.1 .酸碱理论，6.1.2酸碱质子理论(1)定义3360，6.1酸碱理论，酸碱，共轭酸，共轭酸碱对，共轭碱，酸碱反反应，Hac h AC因此，酸碱反应的本质可以通过两个共轭酸碱对之间的质子转移反应来整体表达。酸碱2酸2碱1，酸碱中和反应是质子转移反应，酸碱解离反应是质子转移反应，6.1酸碱理论，水的自解离反应也是质子转移反应，盐水解反应也是离子酸碱质子转移反应NaAc水解：3360，6.1酸碱理论中的nh44质子能力强的物质是强酸，质子能力强的碱是强碱。相反，是弱酸和弱碱。6.1酸碱理论，酸碱强度与酸碱性质和溶剂性质有关，酸碱强弱的两个主

4、要因素酸碱本身给药或接受质子的能力，在有共轭关系的酸碱对中，它们的强度相互制约。酸强，共轭碱弱。酸弱的话，共轭碱就强。酸性：hclo 4 h2so 4 h3po 4 HAC h2co 3 NH4碱性：ClO4- HSO4- H2PO4- Ac- HCO3- NH3 pOH，典型液体的pH，6.2弱酸弱碱的离解平衡，(3一般是弱有机酸或有机碱。溶液的pH值发生变化，质子迁移导致指示剂的分子或离子结构发生变化，在可见光范围内吸收光谱发生变化，呈现不同的颜色。每个指示剂都有一定的变色范围。6.2弱碱的解离平衡，酸碱指示剂的变色范围取决于指示剂的解离平衡。HIn (AQ) H2O (AQ) h3o (

5、AQ) in-(AQ)颜色1颜色2，c (HIn)/c (in-) 10点，ph pH如果C(HIn)/c(In-)1/10，则ph PKA (hin) 1，指示约90%以In-形式存在，溶液表示In-的颜色2。如果C(HIn)/c(In-)=1，则pH=PK arth(HIn)，溶液中HIn和In-分别为50%，并且溶液表示两种混合颜色。从弱酸弱碱的离解平衡可以看出，约6.2的变色范围为pH=pkater(HIn)1。由于人眼对不同颜色的敏感程度和指示剂两种颜色不同，所以测量变色范围往往比两个pH单位略小。6.2弱酸弱碱的解离平衡，变色范围，酸碱中性，甲基橙，橙色，橙色，橙色，橙色，橙色，橙

6、色，橙色，邻苯二酚，邻苯二甲酸，8.0 10.0无色，粉色，红色，青绿，蓝色，6.2.2韩元弱碱的解离平衡，1.1韩元弱酸的解离平衡在同一t中，车大的人提供强的山，质子的能力很强。6.2弱酸弱碱的解离平衡实际上在弱酸溶液中既有弱酸又有水的解离平衡：H2O(l)ha(AQ)H3O(AQ)a-(AQ)kah2o(l)H2O(l)H3O通常，在kw中，H3O主要由HA哈里产生，除非c(HA)很小，因此在HA溶液中计算c(H3O)时，可能不考虑水的离解平衡。6.2弱碱的离解平衡，解决方法：H2O (l) HAc (AQ) H3O (AQ) Ac- (AQ)初始浓度/mol-1 0.10平衡浓度/mol

7、-1 0.106.2弱碱的离解平衡，C(h3o)=C(AC-)=1.310-3 moll-1 C(HAC)=(0.10-1.310-3)mol-10.10mol-1kw=c(h)c(oh-)=7.710-12 moll-1ph=-lgc(H3O)=2.89，6.2弱碱的离解平衡，kw分解度(a):分解的分子数和分子总数的百分比，弱酸分解程度的大小，也可以表示酸的相对强弱。温度和浓度相同的条件下，a是大的山，ka是大的，pH是小的，强的山；相反，a小山，ka小，pH大，弱。6.2弱酸弱碱的离解平衡，稀释定律：在特定温度下(ka设为值)，随着溶液稀释，约电解质的解离程度增加。分解度与Ka的关系：h

8、a (AQ) h (AQ) a-(AQ)初始浓度c 0平衡浓度c-ca ca，6.2弱酸弱碱的离解平衡，练习：0.10 mol/LHC溶液的离解度为1.34，解决方案：c(h)=c(AC-)=c=1.3410-3mol/l ph=2.87 c(HAC)=cc(h)=0.099mol1元弱碱离解平衡，b (AQ) H2O (l) BH (AQ) oh-(AQ)，kb 弱碱b的解离常数，1元弱碱：6.2弱酸弱碱的解离平衡，例如：25 ，解决方案：NH3(AQ)H2O(l)NH4(AQ)oh-(AQ)c 0.200 CEQ 0.200(10.95%)0 . 2000.95% 0.2000k的平衡大小

9、取决于k的相对大小，释放的H3O对溶液的总H3O浓度贡献不同。在ka1c/ka2c 103的情况下，溶液的H3O主要来自一级解离反应，c(H3O)的计算可以通过一元弱酸的解离平衡近似处理。6.2弱酸弱碱的离解平衡，6.2弱酸弱碱的解离平衡，即c(a2-)ka2，例如在0.010 mol-1H2CO3溶液中H3O，H2CO3，HCO3-，CCO 3，ka1/ka2 103-: h2co 3(AQ)H2O(l)h3o(AQ)HCO 3-(AQ)ka1 CEQ/mol-1330一般来说，1 ka 2k a 3，溶液的h来自一级电离。计算c(H)或pH时只能考虑一级电离。(2)以二元弱酸为例，与ka1

10、ka 2，c(a2-)(3)对于二元弱酸，c(弱酸)恒定时，c(A2-)与c2(H)成反比(注意：c(H )2c(A2-)，pH值可以更改，以达到实际需要的目的。6.2弱碱的离解平衡，二元弱酸溶液，C(h3o)2c(a2-)h2a(AQ)H2O(L)h3o(AQ)ha-(AQ)ha-(AQ)ha-(AQ)(ka1=8.91 10-8，ka2=1.12 10-15)，6.2弱碱的离解平衡，多元弱酸(弱)溶液H和pH的计算公式：6.2.4盐溶液的酸-强酸性药物(离子酸)、6.2弱酸弱碱的离解平衡、(1) (2)=(3)、Nh4cl (s) NH4 (AQ) cl-(AQ) H2O (l)示例：计算0.10molL-1NH4Cl溶液的pH和NH4的分解度。c(H3O)=x=7.510-6(molL-1)，所以：pH=5.12 NH4的分解度：6.2弱酸弱碱的离解平衡，解法：NH4(AQ)h24弱酸强碱盐，6.2弱酸弱碱的解离平衡，一元弱酸强碱盐(NaAc、NaCN等)的水溶液是碱性的，因为弱酸负离子在水中水解。例如：NaAc水溶液AC-(AQ) H2O (l) HAC (A