第五章 酸堿解離平衡2

1、第二節(jié)第二節(jié) 水的解離平衡和水溶液的水的解離平衡和水溶液的pH一、水的解離平衡一、水的解離平衡 H2O + H2O H3O+ OH-酸酸1 堿堿2 酸酸2 堿堿1標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) =c ceqeq(H(H3 3O O+ +)/c)/c c ceqeq(OH(OH- -)/c)/c 基礎(chǔ)化學(xué)- 第五章wKc c為為標(biāo)準(zhǔn)濃度標(biāo)準(zhǔn)濃度，其值，其值c c=1mol/L=1mol/L，為方便用為方便用cc代替代替c/cc/c ， cc稱為稱為相對濃度相對濃度，則上式簡寫為：則上式簡寫為：cceqeq(H(H3 3O O+ +)c)ceqeq(OH(OH- -) =) =wK簡寫為：簡寫為： =

2、cceqeq(H(H+ +)c)ceqeq(OH(OH- -) ) wK簡寫為：簡寫為： = cceqeq(H(H+ +)c)ceqeq(OH(OH- -) -水的質(zhì)子自遞平衡常數(shù)水的質(zhì)子自遞平衡常數(shù)，又稱，又稱水的離子積水的離子積。討論：討論：1. 的大小只與的大小只與T有關(guān)，有關(guān)，T ，25(室室溫溫)， =110-14 。 2. 任何任何稀水溶液稀水溶液中，中， = cceqeq(H(H+ +)c)ceqeq(OH(OH- -) ) c ceqeq(OH(OH- -) ) =c ceqeq(H(H+ +) ) =)(OHcKeqw純水中純水中(室溫室溫)： c ceqeq(H(H+ +)

3、 ) = c ceqeq(OH(OH- -) ) = 1.0 10-7(molL-1) )(HcKeqwwKwKwKwKwKwK基礎(chǔ)化學(xué)- 第五章二、二、 水溶液的水溶液的pH值值25(室溫室溫) 水溶液中：水溶液中：c ceqeq(H(H+ +) ) = c ceqeq(OH(OH- -) ) = 1.0 10-7(molL-1)中性中性溶液溶液c ceqeq(H(H+ +) ) 1.0 10-7 c ceqeq(OH(OH- -) ) 酸性酸性溶液溶液 c ceqeq(H(H+ +) ) 1.0 10-7 c ceqeq(OH(OH- -) ) 堿堿性性溶液溶液1、水溶液的酸堿性：、水溶液

4、的酸堿性：2、pH與與pOH：pH= - c(Hc(H+ +) = cceqeq(H(H+ +)c)ceqeq(OH(OH- -) ) =110-14 wK基礎(chǔ)化學(xué)- 第五章pH=pOH=7pH 7pOH= - c(OHc(OH- -) ) = cceqeq(H(H+ +)c)ceqeq(OH(OH- -) ) (- c(Hc(H+ +) + ( - c(OHc(OH- -)- Kw =p = pH + pOH25（室溫）（室溫）, =1.0 10-14中性中性溶液溶液酸性酸性溶液溶液堿堿性性溶液溶液c ceqeq(H(H+ +) ) = c ceqeq(OH(OH- -) ) = 1.0 1

5、0-7molL-1c ceqeq(H(H+ +) ) 1.0 10-7 molL-1c ceqeq(H(H+ +) ) 2. 多元弱堿多元弱堿以以PO43-為例為例PO43-+H2O HPO42-+ OH-=)()()(3424POcOHcHPOceqeqeqHPO42-+ H2O H2PO4-+OH-=)()()(2442HPOcOHcPOHceqeqeq)()()(24343HPOcPOcOHceqeqeq3aK2aK3aK1aK2bK1bK基礎(chǔ)化學(xué)- 第五章)()()(4243POHcOHcPOHceqeqeqH2PO4-+ H2O H3PO4 +OH-=3bK1bK2bK基礎(chǔ)化學(xué)- 第

6、五章3bK三、共軛酸、堿解離常數(shù)的關(guān)系三、共軛酸、堿解離常數(shù)的關(guān)系1. 一元酸堿一元酸堿Ka與與 Kb的關(guān)系：的關(guān)系：以以HB-B-為例為例 共軛酸共軛酸 HB+H2O H3O+B- =共軛堿共軛堿 B-+H2O HB+OH-= = cceqeq(H(H+ +)c)ceqeq(OH(OH- -) =) =)()()(3HBcBcOHceqeqeq)()()(BcHBcOHceqeqeq)()()(BcHBcOHceqeqeq)()()(3HBcBcOHceqeqeqbKaKbKaK基礎(chǔ)化學(xué)- 第五章wK2）知）知 ： 例：已知例：已知NH3的的 為為1.7910-5，試求，試求NH4+的的 =

7、？解：解：NH4+/ NH3為共軛酸堿為共軛酸堿=1.010-14 / 1.7910-5=5.5910-10結(jié)論：結(jié)論：1）共軛酸的）共軛酸的Ka越越大大，其共軛堿的，其共軛堿的Kb越越小小-即即共軛酸共軛酸強(qiáng)強(qiáng)，其，其共軛堿共軛堿就就弱弱。 =cceqeq(H(H+ +)c)ceqeq(OH(OH- -)= )= Kw bKaKaKawbKKK/bK知知 ：bwaKKK/aKbKbwaKKK/基礎(chǔ)化學(xué)- 第五章2. 多元酸堿多元酸堿 與與 的關(guān)系：的關(guān)系：以以H2CO3為例為例H2CO3+H2O HCO3- +H3O+=)()()(3233COHcOHcHCOceqeqeqHCO3-+H2O

8、 CO32- +H3O+=)()()(3323HCOcOHcCOceqeqeq=4.46 10-7=4.68 10-11bKaK2aK1aK基礎(chǔ)化學(xué)- 第五章CO32- +H2O HCO3- +OH-=)()()(233COcOHcHCOceqeqeq= 2.1410- 4HCO3-+H2O H2CO3 +OH-=2.24 10-8 HCO3- -CO32-1bKwK=)()()(3323HCOcOHcCOceqeqeq2aK =1bK2aK21/awbKKK 12/awbKKK wK =2bK1aK=)()()(332HCOcOHcCOHceqeqeq2bK=)()()(3233COHcOH

9、cHCOceqeqeq1aK基礎(chǔ)化學(xué)- 第五章 H2CO3 -HCO3-四、平衡移動四、平衡移動1. 濃度對平衡移動的影響：濃度對平衡移動的影響：以弱酸以弱酸HB在水中的質(zhì)子傳遞為例：在水中的質(zhì)子傳遞為例： HB+H2O H3O+B-增大增大HB的濃度的濃度平衡右移平衡右移使使c(H3O+)、c(B-)例：例：0.100molL-1HAc溶液的解離度溶液的解離度 及及ceq(H+) ？ 0.200 molL-1HAc溶液的解溶液的解離度離度 及及ceq(H+) ？基礎(chǔ)化學(xué)- 第五章解：解：HAc + H2O H3O+ +Ac-解離度是解離度是 =ceq(H+)/c起始：起始：c0 0平衡：平衡

10、：c c c- c 解離度：解離度：(degree of dissociation ）定義：定義：解離達(dá)平衡時，已解離的分子數(shù)解離達(dá)平衡時，已解離的分子數(shù)和原有分子總數(shù)之比。和原有分子總數(shù)之比。 =原始分子總數(shù)已解離的分子數(shù)（單位為一，習(xí)慣（單位為一，習(xí)慣用用 %表示）表示）)()()(HAccAccHceqeqeqcccc12c=因因 很小，很小，1- 1aK=c 2aK=c 2 =CKa0.100 molL-1HAc溶液：溶液： 1=100. 01074. 15=1.32 10-20.200molL-1HAc溶液：溶液：200. 01074. 15 2=0.9310-2ceq(H+)=c

11、=0.100 1.32 10-2=1.32 10-3(molL-1)Ka=1.7410-5ceq(H+) =c =0.200 0.9310-2= 1.8610-3(molL-1)aK基礎(chǔ)化學(xué)- 第五章結(jié)論：結(jié)論：1. = 叫稀釋定律叫稀釋定律-cKa弱電解質(zhì)的解離度弱電解質(zhì)的解離度 與與c、Ka間的關(guān)系式間的關(guān)系式2.當(dāng)當(dāng)c， ， ceq(H+) 略有增大。略有增大?；A(chǔ)化學(xué)- 第五章2. 同離子效應(yīng)：同離子效應(yīng)：HAc +H2O H3O+Ac-加入加入NaAcNaAc Na+ Ac- 平衡平衡c(Ac-)增大增大， c(H+)， 。氨水中，加入少量氨水中，加入少量NH4ClNH3 + H2O

12、 NH4+ + OH-NH4Cl NH4+ Cl-平衡平衡 這種在這種在弱弱電解質(zhì)溶液中加入與弱電解質(zhì)含電解質(zhì)溶液中加入與弱電解質(zhì)含有有相同離子相同離子的的 易溶強(qiáng)電解質(zhì)易溶強(qiáng)電解質(zhì)時，使該弱電解時，使該弱電解質(zhì)的質(zhì)的解離度解離度 下降下降的現(xiàn)象稱為的現(xiàn)象稱為同離子效應(yīng)同離子效應(yīng)?；A(chǔ)化學(xué)- 第五章HAc + H2O H3O+ + Ac-100. 0100. 0)(Hceq10. 01074. 15例例: 0.100 mol L-1HAc溶液的解離度為溶液的解離度為1.33%，如果，如果在該溶液在該溶液中加入固體中加入固體NaAc，使其濃度為，使其濃度為0.100 mol L-1（設(shè)溶液體積不

13、變），計算此時溶液的（設(shè)溶液體積不變），計算此時溶液的ceq(H+)和解離和解離度。度。Ka（HAc）=1.74 10-5解：解：ceq(H+) ceq(H+) +0.100 0.1000.100- ceq(H+) 0.1001.74 10-5=ceq(H+)=1.74 10-5（mol L-1） =1.74 10-4=0.0174%)()()(HAccAccHceqeqeq=二者相比，二者相比， 1/ =76 即解離度下降了即解離度下降了76倍。倍。0.100molL-1HAc 1=1.33% ceq(H+)= 1.32 10-3aK基礎(chǔ)化學(xué)- 第五章3.鹽效應(yīng)鹽效應(yīng)-在在弱弱電解質(zhì)溶液中，

14、加入電解質(zhì)溶液中，加入不含不含相同離相同離子子的的易溶強(qiáng)電解質(zhì)易溶強(qiáng)電解質(zhì)時，該弱電解質(zhì)的時，該弱電解質(zhì)的解解離度離度 略有增大略有增大，這種作用稱為，這種作用稱為鹽效應(yīng)鹽效應(yīng)。如如 HAc中加入中加入NaCl（同為（同為0.100molL-1）HAc的的 后后=1.8210-2 前前=1.32 10-2原因：原因：陰、陽離子間的相互牽制作用明顯增強(qiáng)，溶液陰、陽離子間的相互牽制作用明顯增強(qiáng)，溶液中中H H+ +、AcAc- -自由活動的程度大為降低，自由活動的程度大為降低，H H+ +與與AcAc- -結(jié)合為結(jié)合為HAcHAc分子的概率減小，其結(jié)果就是分子的概率減小，其結(jié)果就是HAcHAc的的

15、解離度增大。解離度增大。 注意：注意：1. 同離子效應(yīng)中同離子效應(yīng)中存在存在鹽效應(yīng)鹽效應(yīng)2. 同離子效應(yīng)同離子效應(yīng)鹽效應(yīng)，兩種效應(yīng)時，忽略鹽效應(yīng)鹽效應(yīng)，兩種效應(yīng)時，忽略鹽效應(yīng)基礎(chǔ)化學(xué)- 第五章例：同溫下，將例：同溫下，將NH3 H2O的解離度從大到小排列的解離度從大到小排列 0.1mol L-1的的NH3 H2O 0.05 mol L-1的的NH3 H2O加少量加少量NaCl固體固體 C. 0.1 mol L-1的的NH3 H2O加少量加少量NH4Cl固體固體D. 0.1 mol L-1的的NH3 H2O加少量加少量NaCl固體固體B D A C基礎(chǔ)化學(xué)- 第五章第四節(jié)第四節(jié) 酸、堿溶液酸、堿

16、溶液H H3 3O O+ +,OH,OH- -濃度濃度的計算的計算-以以HB為例為例一、一一、一元弱酸溶液元弱酸溶液H H3 3O O+ +濃度濃度的計算的計算HB的濃度的濃度=c(HB)， 解離平衡常數(shù)解離平衡常數(shù)=HB+H2OH3O+ + B-=H2O+ H2OH3O+OH-1. 當(dāng)當(dāng) c(HB) w時，時， 忽略水的質(zhì)子自遞平衡忽略水的質(zhì)子自遞平衡。=)(c- )()(eq2HHBcHceqceq(H+)2 + Kaceq(H+) Kac(HB)= 0aKaK)()()(3HBcBcOHceqeqeq = cceqeq(H(H+ +)c)ceqeq(OH(OH- -) ) wKaK)()

17、()(3HBcBcOHceqeqeqaK=基礎(chǔ)化學(xué)- 第五章ceq(H+) =2)(4-2HBcKKKaaa近似式近似式且且c(HB) /Ka 400時，時，c(HB)-ceq(H+) c(HB)=)()(2HBcHceqceq(H+)=)(HBcKa最簡式最簡式2.當(dāng)當(dāng)Kac(HB) w， 二、一元弱堿溶液中二、一元弱堿溶液中OHOH- -濃度濃度的計算：的計算：如如 NH3, Ac-, CN-B-+H2OHB + OH-H2O+ H2OH3O+OH-以以B-為例為例aK=)()()(BcHBcOHceqeqeqbK = cceqeq(H(H+ +)c)ceqeq(OH(OH- -) ) w

18、K基礎(chǔ)化學(xué)- 第五章1. 當(dāng)當(dāng) c(B) w時，時， 忽略水的質(zhì)子自遞平衡忽略水的質(zhì)子自遞平衡。ceq(OH-)2 + Kb ceq(OH-) Kbc(B)=0 =)()()(2OHcBcOHceqeq=ceq(OH-)=2)(4K-2bBcKKbb近似式近似式ceq(OH-) =)(BcKb最簡式最簡式且且c(B) /Kb 400時，時，2. 當(dāng)當(dāng) c(B) w，c(B)-ceq(OH-) c(B)bK)()()(BcHBcOHceqeqeqbKbK基礎(chǔ)化學(xué)- 第五章例例:計算濃度為計算濃度為1.0 10-3 molL-1的乳酸溶液的的乳酸溶液的pH值。值。解：解：=1.4010-4 1)

19、c(HB)=1.4010-41.0 10-3 =1.4010-720Kw2) c(HB) / = 1.0 10-3 / 1.4010-4 20Kw2) c(HB) /Ka= 0.1/ 5.59 10-10 400ceq(H+)=)(HBcKa=.-10=7.48 10-6 （molL-1）pH=5.13已知已知KNH3=1.79 10-5 用最簡式用最簡式基礎(chǔ)化學(xué)- 第五章pOH=5.12 pH=14.00-5.12=8.88100. 01074. 11000. 1514例例: 計算計算0.100 mol L-1NaAc溶液的溶液的pH。Ka（HAc）= 1.74 10-5解：解： = 1.0

20、0 10-14/ 1.74 10-5 Kbc(B)= 5.57 10-10 0.100 =5.57 10-1120Kw2) c(B) /Kb= 0.1/ 5.57 10-10 400ceq(OH-)=)(BcKb=用最簡式用最簡式awbKKK/= 5.57 10-10 基礎(chǔ)化學(xué)- 第五章例：例：1）0.20molL-1HCl與與0.20molL-1NH3 H2O等體積混合，其等體積混合，其pH值是多少？值是多少？ 2）0.20molL-1HAc與與0.20molL-1NaOH等體積混合，其等體積混合，其pH值是多少？值是多少？基礎(chǔ)化學(xué)- 第五章6. 按酸堿的質(zhì)子理論，下列物質(zhì)中屬于兩性物質(zhì)的有按酸堿的質(zhì)子理論，下列物質(zhì)中屬于兩性物質(zhì)的有（ ）（）（1）H2O （2）NH4+ （3） Na