一元弱酸和弱堿的電離平衡(第二講)

1、一、水的解離反應(yīng)一、水的解離反應(yīng) 用精密的電導(dǎo)儀測定，發(fā)現(xiàn)水有極微弱的導(dǎo)電能力。其原因是水存在著下列的解離平衡:(aq)OH(aq)OHO(l)HO(l)H-322H+ 實(shí)驗(yàn)測得，實(shí)驗(yàn)測得，298K298K時(shí)純水中，時(shí)純水中，HH+ +=OH=OH- -=1.00=1.001010-7-7mol/Lmol/L。第二節(jié) 弱酸弱堿的電離平衡簡化為：(aq)OH(aq)HO(l)H-2 OHHCCCCKOHHW水的離子積水的離子積因此，在25時(shí)：14W101K 其數(shù)值與溫度有關(guān)，隨著溫度的升高而增大。為了方便，室溫下都可采用110-14t/510202550100 0.1850.2920.6811.

2、0075.4755.114W10/K不同溫度下水的離子積不同溫度下水的離子積二、溶液的酸堿性和二、溶液的酸堿性和PH值值 溶液的酸堿性取決于溶液中C(H+)和C(OH-)的相對大?。核嵝匀芤海篛HCLmol101HC17純水或中性溶液：OHCLmol101HC17堿性溶液： OHCLmol101HC17當(dāng)c(H+)比較小時(shí)，常用pH（或pOH）表示溶液酸堿性定義：定義：pH = 7 中性中性pH 7 堿性堿性vpH + pOH =pKw= 14 相 關(guān) 規(guī) 定H-lgc/HclgHpOH-lgc/OHclgOHp 2WcOHcKHc根據(jù)：OHc/cKlgHp2W）（OHpHplgKKpWW室溫

3、下：14OHpHplgKKpWWAOHHAbKHAAHaK對于一元弱酸HA: HA(aq)+ H2O(l) H3O+ (aq) + A(aq) 對于一元弱堿A: A(aq) + H2O(l) HA (aq) + OH(aq) wbaKOHHKK1、解離平衡常數(shù)、解離平衡常數(shù)三、三、 弱酸和弱堿的電離平衡弱酸和弱堿的電離平衡 通常把通常把Ka=10-210-7的酸稱為弱酸，的酸稱為弱酸，Ka10-7的酸稱為極的酸稱為極弱酸，弱堿亦可按弱酸，弱堿亦可按Kb大小進(jìn)行分類。大小進(jìn)行分類。 是弱酸、弱堿的標(biāo)準(zhǔn)解離常數(shù)，是表征弱酸、弱堿解離程度大小的特征性常數(shù)，其值越小，表示其解離程度越小，酸性、堿性越弱

4、。baKK 、 與濃度無關(guān)，而與溫度有關(guān)，但溫度對他們的影響不顯著，在溫度變化不大時(shí)，通常采用常溫下的數(shù)值。baKK 、二、一元弱酸解離平衡及其計(jì)算二、一元弱酸解離平衡及其計(jì)算一元弱酸水溶液存在兩種質(zhì)子傳遞平衡，以HAc為例：OHcHA2OHcA3-OHOH22OHOH3- 要精確計(jì)算一元弱酸溶液中的H+濃度，比較復(fù)雜，實(shí)際工作中也沒有必要那么精確，通常在誤差允許的范圍內(nèi)可采用近似計(jì)算。（1）當(dāng)酸不是太弱，液體濃度也不是太低，即 時(shí)，可以忽略水的解離（大多數(shù)情況都可以忽略，因此省略不寫），只考慮一元弱酸的解離平衡。WaK20Kc條件一一元弱酸HA在水中的電離：起始時(shí)： c0 0 0 平衡時(shí)：

5、c0-x x x HA在水中的電離表達(dá)式為：xcxHAAHK02a0cK-xKx0aa2即，a0aaKc412K2KHx解得，精確公式 HA(aq) H+ (aq) + A(aq) 從上式可知H+的濃度直接與c0/Ka有關(guān)?？紤]到HA=c0濃度下HA的電離度為5%，我們可以直接把H+=0.05c0帶入HA的電離平衡表達(dá)式中，得：38005. 095. 0Kc,Kc05. 0cc05. 02a0a0020 當(dāng)電離度5%,c0/Ka380,即c0-xc0，則x2/c0=Ka因此，H+ 的必要條件為c0/Ka3800acK最簡公式 此 時(shí) ， 溶 液 的 電 離 度=H+/c0= /c0= 也就是說

6、，起始濃度越小，電離度越大。0acK0a/cK條件二例題3.1：試求0.1mol/L一氯乙酸（CH2ClCOOH）溶液的PH值。已知Ka,CH2ClCOOH=1.4X10-3解：0104 . 1x104 . 1x104 . 1x-1 . 0 x4323 -2，%5H,38044.71104 . 1/01. 0K/c3a0即因此，應(yīng)進(jìn)行精確計(jì)算wa0K20Kc CH2ClCOOH H+ + CH2ClCOO 開始時(shí) 0.1 x x平衡時(shí) 0.1-x x x96. 1PHL/mol101 . 1HX2例3.2.計(jì)算0.1mol/L HAc溶液中H+與 Ac-及電離度. 5001075.110.0K

7、C5aa解:因?yàn)?3a1033.1H LmolCK酸%33. 110. 01076. 15aaCKw65aaK201057. 11075. 11 . 0KC5)HA(a1075.1K已知（2） 當(dāng)考慮到弱酸的濃度太稀或者酸太弱，即 時(shí)，就不能忽略水的電離。c（H+）=c（A-）+c（OH-）WaK20Kc HA H+ + A H2O H+ + OH 上式說明一元弱酸溶液中的C（H+）來自一元弱酸的解離和水的質(zhì)子自遞反應(yīng)。HcKOHcHcHAcKAcwa和waKHAcKHc即， 當(dāng)c0/Ka380時(shí)，HA的平衡濃度c（HA）c0，則公式可以簡化為：w0aKcKHc平衡時(shí)的濃度哦切記，切記！例3.

8、3 計(jì)算1.010-4mol/l HCN溶液的pH。課堂習(xí)題10)(1093.4HCNaK已知KCKwa201093. 41093. 40 . 114100解：解：5001093. 4100 . 11040KCa且62.6104 .217pHLmolKKw0aCH總結(jié) （1）當(dāng) （可以忽略水的電離），c0/Kb5%） 時(shí)，需精確求解：WaK20Kca0aaKc412K2KH （2）當(dāng) （可以忽略水的電離）， c0/Kb380 （解離度 5%）時(shí)，可用最簡公式：WaK20Kc0acKH （3）當(dāng) （不能忽略水的電離），且c0/Kb5%）時(shí)，可用公式：WaK20KcwaKHAcKH （4）當(dāng) （不

9、能忽略水的電離），且c0/Kb 380 （解離度 5%）時(shí)，可用公式：WaK20Kcw0aKcKH一元弱堿BOH在水中的電離：OHBBOH起始時(shí)： c0 0 0 平衡時(shí)： c0-x x x BOH在水中的電離表達(dá)式為：xcxBOHOHBK02b0cK-xKx0bb2即，堿電離常數(shù)三、一元弱堿的解離平衡及其計(jì)算三、一元弱堿的解離平衡及其計(jì)算 由一元弱酸的公式以及條件，同理，我們來看一下一元弱堿的解離平衡公式及計(jì)算：（1）當(dāng)酸不是太弱，液體濃度也不是太低，即 時(shí)，可以忽略水的解離（大多數(shù)情況都可以忽略，因此省略不寫），只考慮一元弱酸的解離平衡。WbK20Kc 同樣，當(dāng)c0/Kb380時(shí)，OH- ,

10、即可以忽略堿的電離，反之，必須精確求解。0bcKb0bbKc412K2KOHx解得，精確求OH-的公式例3.4 計(jì)算0.1mol/LNH3 H2O溶液的解離度和PH.解：mol/L1 . 0c,1074. 1K5NH,b3堿已知w6-5-bK201074. 11074. 11 . 0Kc堿4001074. 1/1 . 0K/c5-b堿因此，按最簡單式子計(jì)算：L/mol1032. 11074. 110. 0KcOH3 -5 -b堿（2） 當(dāng)考慮到弱酸的濃度太稀或者酸太弱，即 時(shí)，就不能忽略水的電離。c（OH-）=c（B+）+c（H+） BOH B+ + OH H2O H+ + OH OHcKHcOHcBOHcKBcwa和WbK20Kc%32. 1%1001 . 01032. 1%100cOH3-堿12.11Hp88.21032.1lgOHp3-，wbKBOHcKOHc即， 當(dāng)c0/Kb380時(shí)，BOH的平衡濃度c（BOH）c0，則公式可以簡化為：w0bKcKOHc四、解離度和稀釋定律 弱酸、弱堿在溶液中解離程度可以用解離度表示。解離度即為弱電解質(zhì)已經(jīng)解離度的分子除以未解離前弱電解質(zhì)的分子。%100解離前分子總數(shù)已解離的分子數(shù)解離度與解離常數(shù)之間的定量關(guān)系：設(shè)一元弱酸HA的解離常數(shù)為 ，解離度 ，HA的濃度為c，則：aK HcA-cHA平衡濃度 c-c c c當(dāng) ，解離