工程應(yīng)用化學(xué) 第三章溶液中的離子平衡

1、1第三章第三章 溶液中的離子平衡溶液中的離子平衡 工程化學(xué)導(dǎo)論2 了解溶液，特別是水溶液中的化學(xué)反應(yīng)，對材料的清洗、保護(hù)，促進(jìn)生命健康，以及合理利用和保護(hù)水資源等方面都具有重要的實際意義。 本章從化學(xué)反應(yīng)原理出發(fā)，討論與溶液密切相關(guān)的酸堿反應(yīng)、沉淀反應(yīng)、配位反應(yīng)，以及這些反應(yīng)在水體保護(hù)中的一些應(yīng)用；同時簡單介紹蒸餾、萃取等技術(shù)的原理及非水溶液化學(xué)反應(yīng)。 內(nèi) 容 提 要33. 1 分散系統(tǒng)概述分散系統(tǒng)概述3. 2 弱電解質(zhì)的解離平衡弱電解質(zhì)的解離平衡3. 3 沉淀、溶解平衡沉淀、溶解平衡3. 4 配位平衡配位平衡3.5氧化還原平衡和電化學(xué)基礎(chǔ)氧化還原平衡和電化學(xué)基礎(chǔ)目目 錄錄4 分散質(zhì)(disp

2、ersion phase) 分散系 分散劑(dispersion medium) 分散質(zhì)和分散劑可以是固體、液體或氣體。 3.1 分散系統(tǒng)概述分散系統(tǒng)概述5表表 3-1 3-1 按聚集狀態(tài)分類的各種分散系按聚集狀態(tài)分類的各種分散系 分 散 質(zhì) 分 散 劑 實 例 氣 氣 空氣、家用煤氣 液 氣 云、霧 固 氣 煙、灰塵 氣 液 泡沫、汽水 液 液 牛奶、豆?jié){、農(nóng)藥乳濁液 固 液 泥漿、油漆、墨水 氣 固 泡沫塑料、木炭、浮石 液 固 肉凍、硅膠、珍珠 固 固 紅寶石、合金、有色玻璃 6表 3-2 按分散質(zhì)粒子大小分類的各種分散系 分散質(zhì) 分散系類型 分散質(zhì) 主要性質(zhì) 粒子直徑 100nm 粗分

3、散系： 分子的大集合體 多相,不穩(wěn)定,擴散很慢 乳濁液 、 顆粒不能透過濾紙 懸浮液 73.1.1濁液濁液：分散質(zhì)以微小粒子（粒子直徑大于100nm)分散在液體物質(zhì)中形成的分散系統(tǒng)，系統(tǒng)呈渾濁狀態(tài)。濁液包括懸濁液和乳濁液。83.1.2 膠體膠體分散相直徑在 1100 nm 范圍內(nèi)稱為膠體分散體系。 分散系分散相分散介質(zhì)根據(jù)分散相粒子直徑大小分為離子分散系膠體分散系粗分散系9SiO2. nH2O (左側(cè)燒杯)和 Fe2O3. nH2O (右側(cè)燒杯) 溶膠丁鐸爾現(xiàn)象101. 膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)例：稀AgNO3與過量的稀KI溶液反應(yīng)制備AgI溶膠。 圖 1-3 KI過量時形成的AgI膠團(tuán)結(jié)構(gòu)示意圖 11Ag

4、I膠團(tuán)結(jié)構(gòu)簡式：膠團(tuán)結(jié)構(gòu)簡式： （AgI)m nI- （n-x）K+x-xK+ 膠核 電位離子 反離子 反離子 吸附層 擴散層 膠粒 膠團(tuán)12AgNO3 + KI KNO3 + AgI 膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)表達(dá)式 AgIm .膠 核擴散層AgIm膠 核圖5-5 AgI 膠團(tuán)結(jié)構(gòu)示意圖吸附層I-K+n I- . (n - x) K+ 膠粒x-吸附層. yK+膠團(tuán)擴散層例：目前人們普遍認(rèn)同的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)為雙電層結(jié)構(gòu)。 膠團(tuán)結(jié)構(gòu)過量的 KI 作穩(wěn)定劑13氫氧化鐵、三硫化二砷和硅膠的氫氧化鐵、三硫化二砷和硅膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式可表示如下膠團(tuán)結(jié)構(gòu)式可表示如下: (Fe(OH)3)mnFeO+(n-x)Cl-x+xCl- (

5、As2S3)mnHS-(n-x)H+x-xH+ (H2SiO3)mnHSiO3-（n-x）H+X-xH+注意 :在制備膠體時,一定要有穩(wěn)定劑存在。 通常穩(wěn)定劑就是在吸附層中的離子。 142. 膠體溶液的性質(zhì) 光學(xué)性質(zhì) 溶膠的動力學(xué)性質(zhì) 溶膠的電學(xué)性質(zhì) 膠體溶液的性質(zhì)15 (1). 光學(xué)性質(zhì) 1869年，丁達(dá)爾(Tyndall)在研究膠體時，他將一束光線照射到透明的溶膠上，在與光線垂直方向上觀察到一條發(fā)亮的光柱。這一現(xiàn)象稱為丁達(dá)爾效應(yīng)(Tyndall effect)。 由于丁達(dá)爾效應(yīng)是膠體所特有的現(xiàn)象，因此，可以通過此效應(yīng)來鑒別溶液與膠體。 16產(chǎn)生原因：光線照射到物體表面時，可能產(chǎn)生兩種情況：

6、 （1）顆粒的直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于入射光的波長，此時入射光被完全反射，不出現(xiàn)丁達(dá)爾效應(yīng)；（2）物質(zhì)的顆粒直徑比入射波長小的話，則發(fā)生光的散射作用而出現(xiàn)丁達(dá)爾現(xiàn)象。 因為溶膠的粒子直徑在1一100nm，而一般可見光的波長范圍在400一760nm，所以可見光通過溶膠時便產(chǎn)生明顯的散射作用。 17(2). 溶膠的動力學(xué)性質(zhì) 溶膠的布朗運動 ： 在超顯微鏡下看到溶膠的散射現(xiàn)象的同時，還可以看到溶膠中的發(fā)光點并非是靜止不動的，它們是在作無休止、無規(guī)則的運動。 18(3). 溶膠的電學(xué)性質(zhì) 電泳(electrophoresis) ： 在電場中，溶膠體系的溶膠粒子在分散劑中能發(fā)生定向遷移。 如U形管中裝入棕紅色的氫

7、氧化鐵溶膠 結(jié)論：氫氧化鐵溶膠粒子帶正電。 19溶膠粒子帶電的主要原因 ：（1）吸附作用：氫氧化鐵溶膠，該溶膠是 FeCl3 溶液在沸水中水解而制成的。在整個水解過程中，有大量的FeO+存在，由于Fe(OH)3 對FeO+的吸附因而溶膠帶正電。（2）電離作用 ：硅膠粒子帶電就是因為H2SiO3電離形成HSiO3- 或SiO32-，并附著在表面而帶負(fù)電。 H2SiO3HsiO3- + H+ SiO32- + 2H+ 20溶膠的互聚 兩種帶有相反電荷的溶膠按適當(dāng)比例相互混合，溶膠同樣會發(fā)生聚沉。例： 明礬凈水作用。 天然水中膠態(tài)的懸浮物大多帶負(fù)電，明礬在水中水解產(chǎn)生的Al(OH)3溶膠帶正電，它們

8、相互聚沉而使水凈化。213. 溶膠的穩(wěn)定性和聚沉 1. 溶膠的穩(wěn)定性 布朗運動 膠粒的雙電層結(jié)構(gòu) 溶膠的聚結(jié)穩(wěn)定性 溶劑化膜 溶膠的穩(wěn)定性22溶膠的穩(wěn)定性熱力學(xué)不穩(wěn)定體系動力學(xué)穩(wěn)定體系布朗運動、膠粒帶電及溶劑化作用多相、高分散系統(tǒng)，具有很大的表面能 23 膠粒因聚集而發(fā)生沉降的過程稱為聚沉，使溶膠聚沉的方法主要有：(1) 加電解質(zhì)(2) 加熱(3) 加帶相反電荷的溶膠 溶膠聚沉242. 溶膠的聚沉 聚沉(coagulation) ：膠體分散系中的分散質(zhì)從分 散劑中分離出來的過程。影響溶膠聚沉的因素主要有： （1）電解質(zhì)對溶膠的聚沉作用 （2）溶膠的互聚 25電解質(zhì)對溶膠的聚沉作用電解質(zhì)的聚沉能

9、力聚沉能力 ：用聚沉值聚沉值的大小來表示。聚沉值聚沉值 指一定時間內(nèi)，使一定量的溶膠完全指一定時間內(nèi)，使一定量的溶膠完全聚沉所需要的電解質(zhì)的最低濃度。聚沉所需要的電解質(zhì)的最低濃度。電解質(zhì)的聚沉值電解質(zhì)的聚沉值 ，聚沉能力，聚沉能力 。電解質(zhì)聚沉值電解質(zhì)聚沉值 ，聚沉能力，聚沉能力 。例：Fe(OH)3正溶膠： 聚沉能力：K3Fe(CN)6MgSO4AlCl3 26As2S3負(fù)溶膠：負(fù)溶膠： 聚沉能力：聚沉能力：AlCl3MgSO4K3Fe(CN)6帶負(fù)電溶膠 ： 聚沉能力：Rb+K+Na+Li+ 結(jié)論結(jié)論 （1）與膠粒所帶電荷相反的離子電荷越高，對溶膠的聚沉作用就越大。 （2）隨著離子半徑的減

10、小，離子的聚沉能力減弱。 273.1.3 溶液 1.溶液濃度的表示方法（1）B的物質(zhì)的量濃度 CB B的物質(zhì)的量濃度 ，單位為molL-1。 nB 物質(zhì)B的物質(zhì)的量，單位為mol。 V 混合物的體積，單位為L 。 VncBB28注意：使用物質(zhì)的量單位使用物質(zhì)的量單位mol時要時要指明物質(zhì)的基本單元。指明物質(zhì)的基本單元。 例： c(KMnO4)=0.10molL-1 c(1/5KMnO4)=0.10molL-1的兩個溶液。兩種溶液濃度數(shù)值相同，但是，它們所表示1 L溶液中所含KMnO4的質(zhì)量是不同的，前者15.8克， 后者為3.16克。 29（2 ） 溶質(zhì)溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度的質(zhì)量摩爾濃度 bB

11、 溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度，單位為molKg-1。 nB 溶質(zhì)B的物質(zhì)的量，單位為mol。 mA 溶劑的質(zhì)量，單位為kg。 ABBmnb30（3）B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) mB 物質(zhì)B的質(zhì)量； m 混合物的質(zhì)量； B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，SI單位為1。 mmBBB31（4）B的摩爾分?jǐn)?shù)的摩爾分?jǐn)?shù) nBB的物質(zhì)的量，SI單位為mol； n 混合物總的物質(zhì)的量，SI單位為mol ； SI單位為1。 nnBBB32兩組分的溶液系統(tǒng)兩組分的溶液系統(tǒng) ：溶質(zhì)B的量分?jǐn)?shù):溶劑A的量分?jǐn)?shù): 任何一個多組分系統(tǒng)，則BABBnnnBAAAnnn1BA1i33例例1-1 求求(NaCl)=10%(NaCl)=10%的的NaClN

12、aCl水溶液水溶液中溶質(zhì)和溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)中溶質(zhì)和溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)。 解：根據(jù)題意，100g溶液中含有NaCl10g，水90g。即m(NaCl)=10g, 而m(H2O)=90g 因此 mol0 . 5mol18.0gg90O)H(O)H(O)(Hmol17. 0molg58g10NaCl)(NaCl)(NaCl)(1 -2221 -MmnMmn34030. 05.0)mol(0.17mol17. 0)(H(NaCl)NaCl)(NaCl)(2Onnn97. 05.0)mol(0.17mol0 . 5)(H(NaCl)O)H(O)H(222Onnn35（5 ）幾種溶液濃度之間的關(guān)系）幾種溶液濃度之

13、間的關(guān)系 1. 物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù) CB 溶質(zhì)B的量濃度; 溶液的密度; 溶質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù); MB 溶質(zhì)B的摩爾質(zhì)量。 BBBBBBBBBB/MmMmmMmVMmVncB362物質(zhì)的量濃度與質(zhì)量摩爾濃度 CB 溶質(zhì)B的量濃度; 溶液的密度;m 溶液的質(zhì)量;nB 溶質(zhì)B的物質(zhì)的量。mnmnVncBBBB37 BABBBbmnmncBBbc 若該系統(tǒng)是一個兩組分系統(tǒng)，且B組分的含量較少，則溶液的質(zhì)量m 近似等于溶劑的質(zhì)量 mA，上式可近似成為：若該溶液是稀的水溶液，則：38難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液有一定的共同性共同性和規(guī)律性規(guī)律性。該類性質(zhì)稱為稀溶液的

14、通性通性，或稱為依數(shù)性依數(shù)性。包括：稀溶液蒸氣壓的下降稀溶液蒸氣壓的下降、沸點上沸點上升升、凝固點下降凝固點下降和稀溶液的滲透壓。稀溶液的滲透壓。（與純?nèi)軇┍容^） 2 .非電解質(zhì)溶液的依數(shù)性非電解質(zhì)溶液的依數(shù)性39溶液有兩大類性質(zhì)：1）與溶液中溶質(zhì)的本性有關(guān)與溶液中溶質(zhì)的本性有關(guān)：溶液的顏色、比重、酸堿性和導(dǎo)電性等；2）與溶液中溶質(zhì)的獨立質(zhì)點數(shù)有關(guān)與溶液中溶質(zhì)的獨立質(zhì)點數(shù)有關(guān)：而與溶質(zhì)的本身性質(zhì)無關(guān)：如溶液的蒸氣壓、凝固點、沸點和滲透壓等。 40（1） 溶液蒸氣壓的下降 飽和蒸氣壓（saturated vapor pressure）,簡稱蒸氣壓(po) ： 將一種純液體（純?nèi)軇┲糜谝粋€密封容

15、器中，當(dāng)蒸發(fā)為氣態(tài)的溶劑粒子數(shù)目與氣態(tài)粒子凝聚成液態(tài)的溶劑粒子數(shù)目相等時，這時液體上方的蒸氣所具有的壓力 。 41 純?nèi)軇┑谋砻嫔倭康乇患尤敕菗]發(fā)性溶質(zhì)粒子所占據(jù)，使溶劑的表面積相對減小，單位時間內(nèi)逸出液面的溶劑分子數(shù)相對比純?nèi)軇┮?。達(dá)到平衡時溶液的蒸氣壓就要比純?nèi)軇┑娘柡驼魵鈮旱汀?溶液蒸氣壓的下降的原因：溶液蒸氣壓的下降的原因：42法國物理學(xué)家拉烏爾(FMRoult)在1887年總結(jié)出一條關(guān)于溶劑蒸氣壓的規(guī)律。 p =poAP 溶液的蒸氣壓，單位為Pa； po 溶劑的飽和蒸氣壓，單位為Pa；A 溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)。 43 由于由于A十十Bl，即，即Al一一B， 所以所以 p = po（1-B

16、）=po-p oB po-p = p oB p = po-p = p oBp 溶液蒸氣壓的下降值，單位為Pa； B 溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)。結(jié)論結(jié)論 : 在一定溫度下，難揮發(fā)非電解質(zhì)稀溶液的蒸氣壓的下降值與溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)成正比。拉烏爾定律 44（2） 溶液沸點的升高和疑固點下降 Tb*和Tb分別為純?nèi)軇┖腿芤旱姆悬c。 圖 11 溶液的沸點升高凝固點降低示意圖 45溶液的沸點溶液的沸點：當(dāng)溶液的蒸氣壓等于外界當(dāng)溶液的蒸氣壓等于外界大氣壓大氣壓) )時溶液的溫度時溶液的溫度。溶液沸點升高的原因溶液沸點升高的原因：溶液蒸氣壓較純?nèi)軇┑?。某溫度下，純?nèi)軇╅_始沸騰，而溶液因蒸氣壓低未能沸騰，需加熱以增加溶液的蒸

17、氣壓，直至達(dá)外界壓力，溶液開始沸騰，此時溶液的溫度勢必大于純?nèi)軇┑臏囟取?溶液沸點的升高溶液沸點的升高46Tb = KbbB Tb溶液沸點的變化值，單位為K或； bB溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度，單位為molkg-1; Kb溶液沸點上升常數(shù)，單位為Kkgmol-1或 kgmol-1, Kb只與溶劑的性質(zhì)有關(guān)，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。不同的溶劑有不同的Kb值 。 47 表表3-3幾種溶劑的幾種溶劑的Tb和和Kb 溶 劑 Tb / K Kb / Kkgmol-1 水 H2O 373.15 0.52 苯 C6H6 353.35 2.53 四氯化碳 CCl4 351.65 4.88 丙 酮 (CH3)2CO 329

18、.65 1.71 三氯甲烷 CHCl3 334.45 3.63 乙 醚 C4H10O 307.55 2.16 48 溶液凝固點溶液凝固點：固態(tài)純?nèi)軇┖鸵簯B(tài)溶液呈固態(tài)純?nèi)軇┖鸵簯B(tài)溶液呈平衡時的溫度平衡時的溫度。 溶液凝固點下降原因溶液凝固點下降原因： 溶劑的蒸氣壓下溶劑的蒸氣壓下降使原來固態(tài)純?nèi)軇┖鸵簯B(tài)溶劑共存的降使原來固態(tài)純?nèi)軇┖鸵簯B(tài)溶劑共存的平衡受到破壞，固態(tài)純?nèi)軇┬柰ㄟ^融化平衡受到破壞，固態(tài)純?nèi)軇┬柰ㄟ^融化成液態(tài)溶劑來增加溶液的蒸氣壓，從而成液態(tài)溶劑來增加溶液的蒸氣壓，從而使體系重新達(dá)到平衡。在固相融化過程使體系重新達(dá)到平衡。在固相融化過程中，要吸收體系的熱量，因此在新平衡中，要吸收體系的

19、熱量，因此在新平衡點的溫度就要比原平衡點溫度低。點的溫度就要比原平衡點溫度低。 溶液的凝固點下降溶液的凝固點下降49TfKfbB Tf 溶液凝固點下降值，單位為K或； bB溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度，單位為mo1kg-1； Kf 溶液凝固點下降常數(shù)，單位為Kkgmol-1或 kgmol-1。 Kb只與溶劑的性質(zhì)有關(guān)，而與 溶質(zhì)的本性無關(guān)。 50表表3-4 幾種溶劑的幾種溶劑的Tf和和Kf值值 溶 劑 Tf/K Kf/Kkgmol-1 _ 水 H2O 273.15 1.86 苯 C6H6 278.66 5.12 硝基苯 C6H5NO 278.85 6.90 萘 C10H8 353.35 6.80 醋 酸

20、 CH3COOH 289.75 3.90 環(huán)己烷 C6H12 279.65 20.2 _ 51溶液沸點上升和凝固點下降都與加入的溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而質(zhì)量摩爾濃度又與溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量有關(guān)。因此可以通過對溶液沸點上升和凝固點下降的測定來估算溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量大小。 因溶液凝固點下降常數(shù)比沸點常數(shù)大，且溶液凝固點的測定也比沸點測定容易，故通常用測凝固點的方法來估算溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量。凝固點測定在低溫下進(jìn)行，被測樣品組成與結(jié)構(gòu)不會被破壞。故該方法常用于生物體液及易被破壞的樣品體系中可溶性物質(zhì)濃度的測定。 3利用沸點和凝固點求摩爾質(zhì)量利用沸點和凝固點求摩爾質(zhì)量52凝固點法來估算溶質(zhì)的相對分子質(zhì)

21、量：凝固點法來估算溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量： 例有一質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的水溶液,測得其凝固點為273.05K計算溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量。 解： 根據(jù)公式：Tf=KfbB 則有 所以有 BABffMmmKTfABfBTmmKM53由于該溶液的濃度較小，所以mA+mBmA，即mB/mA1.0%所以溶質(zhì)的相對分子質(zhì)量為183 1-1Bkg.mol183. 0273.05K-2.73.15K1.0%ol1.83K.kg.mM54 植物的抗旱性和抗寒性與溶液蒸氣壓下降和凝固點下降規(guī)律有關(guān)： 當(dāng)植物所處環(huán)境溫度發(fā)生較大改變時，植物細(xì)胞中的有機體會產(chǎn)生大量可溶性碳水化合物來提高細(xì)胞液濃度，細(xì)胞液濃度越大，其凝固點下降

22、越大，使細(xì)胞液能在較低的溫度環(huán)境中不結(jié)凍，從而表現(xiàn)出一定的抗寒能力。 同樣，由于細(xì)胞液濃度增加，細(xì)胞液蒸氣壓下降較大，使得細(xì)胞的水份蒸發(fā)減少，因此表現(xiàn)出植物的抗旱能力。 4 4植物的抗旱性和抗寒性植物的抗旱性和抗寒性55（3） 溶液的滲透壓溶液的滲透壓 滲透(osmosis)：由物質(zhì)粒子通過半透膜單向擴散的現(xiàn)象。半透膜(semipermeable membrane)：在兩個不同濃度的溶液之間，存在一種能有選擇地通過 或阻止某些粒子的物質(zhì)。 滲透壓(osmosis pressure)：為維持半透膜所隔開的 溶液與純?nèi)軇┲g的滲透平衡而需要的超額壓力。即阻止?jié)B透作用進(jìn)行時所需加給的額外壓力。56

23、滲透壓示意圖57半透膜能阻止蔗糖分子向純水一邊擴散，卻不能阻止水分子向蔗糖溶液的擴散。因單位體積內(nèi)純水中水分子比糖溶液中的水分子多，故進(jìn)入溶液中的水比離開的水多，因而蔗糖溶液的液面升高。 原因：原因：58 V = nBRT即即 = cBRT 溶液的滲透壓，單位為Pa； cB溶液的濃度，單位為mo1L-1； R氣體常數(shù)，為8.31kPaLmol-1K-1； T體系的溫度，單位為K 。稀溶液滲透壓與稀溶液滲透壓與 濃度、溫度的關(guān)系：濃度、溫度的關(guān)系：59稀溶液的定理：稀溶液的定理： 難揮發(fā)、非電解質(zhì)稀溶液的某些性質(zhì)(蒸氣壓下降、沸點上升、凝固點下降和滲透壓)與一定量的溶劑中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量成正比

24、，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。注意：注意：稀溶液的各項通性，不適用于濃溶液和電解質(zhì)。（為什么？） 60將淡水魚放人海水中由于其細(xì)胞液濃度較低，因而滲透壓較小。它在海水中就會因細(xì)胞大量失去水分而死亡。人體發(fā)高燒時，需要及時喝水或通過靜脈注射與細(xì)胞液等滲的生理鹽水和葡萄糖溶液以補充水分 。反滲透反滲透 ：在滲透壓較大的溶液一邊加上比其滲透壓還要大的壓力，迫使溶劑從高濃度溶液處向低濃度處擴散，從而達(dá)到濃縮溶液的目的。 滲透壓的應(yīng)用滲透壓的應(yīng)用61中和反應(yīng)的實質(zhì)是 H+ 和 OH 中和生成 H2O 的反應(yīng) （1）電離理論3.電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液 1887年，阿累尼烏斯(S. A. Arrhenius 瑞典)解

25、離出的陽離子全部都是氫離子的物質(zhì)稱為酸解離出的陰離子全部都是氫氧根離子的物質(zhì)稱為堿62酸是質(zhì)子的給予體（2）酸堿質(zhì)子理論1923年，化學(xué)家布朗斯特 (J. N. Brnsted 丹麥) 和化學(xué)家勞萊 (T. M. Lowry 英國)凡是能夠提供質(zhì)子的分子或離子都是酸凡是能夠接受質(zhì)子的分子或離子都是堿堿是質(zhì)子的接受體63 這種酸和堿的相互依存、相互轉(zhuǎn)化關(guān)系被稱為酸和堿的相互依存、相互轉(zhuǎn)化關(guān)系被稱為酸酸堿共軛關(guān)系堿共軛關(guān)系，酸(或堿)與它共軛的堿(或酸)一起被稱為共軛酸堿對共軛酸堿對。酸1堿2+酸2堿1+H+H+64HAcAc，H3O+H2O，H2OOH 均互稱為共軛酸堿對。 HAc + H2OH

26、3O+ + Ac-在和 H2O + Ac-OH- + HAc65 該理論擴大了酸堿范圍。路易斯理論在有機化學(xué)中應(yīng)用得更為普遍，它常用親電子試劑和親核試劑來代替酸和堿的概念。 （3）酸堿電子理論同年，路易斯 (G. N. Lewis 美國)凡是具有可供利用的孤對電子的物質(zhì)都稱為堿能與這孤對電子結(jié)合的物質(zhì)都稱為酸66（4） 活度與活度系數(shù) 強電解質(zhì)的解離度并沒有達(dá)到100%。這主要是由于離子參加化學(xué)反應(yīng)的有效濃度要比實際濃度低。離子的有效濃度稱為活度。 =c 式中表示活度，為活度系數(shù)，c是溶液的濃度?；疃认禂?shù)活度系數(shù)離子氛現(xiàn)象的存在減弱了中心離子的反應(yīng)能力，反映了反應(yīng)能力的減弱程度。其數(shù)值與溶液中

27、離子的總濃度有關(guān)，還與離子的價態(tài)有關(guān)。67（4） 活度與活度系數(shù)用離子強度(I)衡量溶液中正負(fù)離子作用的大小。 I=1/2 ci Zi 2 = 1/2(c1 Z1 2 + c2 Z2 2 +c3 Z3 2 +cn Zn 2) 其中C i為第i種離子的濃度，i為第i種離子的電荷數(shù)由于陽離子總電荷數(shù)與陰離子總電荷數(shù)相等，只計一半，所以離子強度是各種離子（包括陰離子和陽離子）濃度與電荷數(shù)平方乘積求和的1/2。68活度系數(shù)與離子強度的關(guān)系尚無一種十分滿意的定量關(guān)系，現(xiàn)公認(rèn)德拜休克爾（Debye-Hckel）極限公式公式比較好 lg=-0.509| Z+ .Z-| I1/2 IBaIAii1lg1lg其

28、中921216232110)(50310826. 1)(0TBTZZA69也可以按下式計算 lg=-0.509| Z+ .Z-| I1/2 例 求0.01mol.L-1NaCl溶液中Na+和Cl離子的活度。 解： 先求出I，再求算 I = 1/2 ci ZI 2= 1/2(c(Na+) Z2 (Na+)+ c(Cl-); Z2 (Cl-) = 1/2(0.0112 + 0.0101 2 )=0.010 lg=-0.509| Z+ .Z-| I1/2 =-0.50911(0.010)1/2 = 0.89(Na+)=(Cl-)=.0100.89=0.0089mol.L-170對非電解質(zhì)，如HCN的

29、k在l molkg的硫酸鎂溶液中為-0.025，醋酸分子的k值在LiCl溶液中呈正值而在KNO3溶液中呈負(fù)值。k為正值時，離子強度愈大，活度系數(shù)愈大。就溶解平衡而言，使溶解度變小，則有鹽析作用，故而稱k為鹽析系數(shù)。當(dāng)k為負(fù)值時則有鹽溶作用，增大溶解度。71在大多數(shù)情況下K在 -0.050.1范圍內(nèi)，就分析化學(xué)中所使用的溶液濃度而言I 不大于 1 mol/L，故電解質(zhì)的活度系數(shù)取為1不會產(chǎn)生多大誤差。723.2 弱酸、弱堿的解離平衡及解離常數(shù)弱酸、弱堿的解離平衡及解離常數(shù) 3.2.1一元酸（堿）的解離平衡 1.標(biāo)準(zhǔn)解離平衡常數(shù)除少數(shù)強酸、強堿外，大多數(shù)酸和堿在水溶液中只能部分解離，屬于弱電解質(zhì)。

30、當(dāng)某弱電解質(zhì)解離和重新結(jié)合的速率相等時，就達(dá)到了動態(tài)平衡，這種平衡稱酸堿解離平衡，它的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)稱為酸或堿的標(biāo)準(zhǔn)解離常數(shù)，分別用 Ka ，Kb 表示。 73HAc + H2OH3O+ + Ac-例如：(HAc)/)/(Ac)/O(H3accccccK達(dá)平衡時，其標(biāo)準(zhǔn)解離常數(shù)的表達(dá)式為：同理，對于 HAc 的共軛堿 Ac 的解離平衡式為： H2O + Ac-OH- + HAc)/(Ac)/(OH(HAc)/bccccccK74 無論是 Ka 或 Kb ，其數(shù)值與電解質(zhì)溶液的濃度無關(guān)，與溫度有關(guān)。一定溫度時，同類型（如同為 HA 型）弱電解質(zhì)可用 Ka (或 Kb ) 定量地比較其酸性或堿性的強

31、弱，Ka (或 Kb )愈大，酸性（或堿性）愈強。 75由 HAc 和 Ac 與 H2O 作用的解離反應(yīng)式可推知， (HA)/)/(Ac)/O(H3cccccc)/(Ac)/(OH(HAc)/cccccc= c(H3O+)/c c(OH)/c = KwbaKKwbaKKKwbapppKKK或?qū)懗?6一些共軛酸堿的解離常數(shù) (25時) 酸酸Ka堿堿 KbHNO25. 62104NO21. 781011 HF6. 31104F1. 581011 HAc1. 74105Ac5. 751010 H2CO34. 47107HCO32. 24108 H2S8. 90108HS1. 12107 H2PO46

32、. 17108HPO421. 62107 NH4+5. 591010NH31. 79105 HCN6. 17 1010CN1. 62105 HCO34. 681011CO322. 14104 HS1. 11012S29. 1103 HPO424. 791013PO432. 09102 酸酸性性增增強強堿堿性性增增強強77例例1 利用熱力學(xué)數(shù)據(jù)，計算分子酸 HAc 在水溶液中的Ka 。f Gm (298. 15)/(kJmol1) 396. 82 237. 1 237. 2 369. 65HAc + H2OH3O+ + Ac-rGm (298. 15) = (369. 85) + (237. 2

33、) (396. 82) (237. 1) kJmol1= 27. 42 kJmo11 將rGm (298. 15) 值代入有 RTGK 303 2.)HAc(lgmraK 15 298.Kmo1J 314 8.303 2.mo1J 1042 27.1113= 4. 803Ka (HAc) = 1. 57105 解：解：78例例2 利用熱力學(xué)數(shù)據(jù)，計算離子堿 Ac 在水溶液中的Kb ，并計算 0. 10 molL1 NaAc 水溶液的 pH 。 解：解： 237. 1 369. 65 157. 38 396. 82f Gm (298. 15)/(kJmol1) H2O + Ac-OH- + HA

34、c= 52. 38 kJmo11K 15 298.Kmo1J 314 8.303 2.mo1KJ 1038 52.1113RTGK 303 2.)(Aclgmrb= 9. 175Kb (Ac) = 6. 681010 rGm (298. 15) = (157. 38) + (396. 82) (369. 65) (237. 1) kJmol179(2) 設(shè)平衡時 c(OH) 為 x molL1 H2O + Ac-OH- + HAc起始濃度/ (molL1) 0. 10 0 0平衡濃度/ (molL1) 0. 10 x x x0.10 102b1068 6.10 0.)/(Ac)/(OH(HAc

35、)/)(AcxccccccKx = c(OH) = 8. 17106 molL1 pOH = 5. 09pH = 14 pOH = 8. 9180例例3 測得 0. 10 molL1的 HAc 溶液的 pH 為 2. 88，求 HAc 的 Ka 。 因pH = lgc(H+)/c ，故 pH = 2. 88 時溶液的 c(H+) = 1. 32103 molL3。此時的 H+ 濃度就是平衡時的濃度， 解：解：起始濃度/ (molL1) 0. 01 0 0平衡濃度/ (molL1) 0. 011. 32103 1. 32103 1. 32103 H+ + Ac-HAc 523a1074 1.10

36、 0.)1032 (1.(HAc)/)/(Ac)/(H(HAc)ccccccK812.解離度()%100分子總數(shù)溶液中原有該弱電解質(zhì)已解離的分子數(shù)例如0.10mol.L-1HAc的解離度是1.32%，則溶液中各離子濃度是c (H+)=c (Ac-) =0.101.32%=0.00132mol.L-1。823. 解離度和稀釋定律解離度和稀釋定律 ， 是在弱電解質(zhì)溶液體系中的一種平衡常數(shù)，不受濃度影響，而濃度對解離度有影響，濃度越稀，其解離度越大。 如果弱電解質(zhì)AB，溶液的濃度為c0，解離度為。 AB A B 起始濃度（mol.L-1） c0 0 0 平衡濃度（mol.L-1） c0c0 c0 c

37、0bKaK1)(200020cccccccKABBA當(dāng)弱電解質(zhì)5時 ，11，于是可用以下近似關(guān)系式表示 弱酸： = ； 弱堿： =0cKa0cKb83例4 氨水是一弱堿，當(dāng)氨水濃度為0.200 mol.L-1時，NH3H2O的解離度為0.946，問當(dāng)濃度為0.100 mol.L-1時NH3H2O時解離度為多少？ 解： 因為解離度5)飽和酒石酸氫鉀(0.034 mol/L)0.05mol/L 鄰苯二氫鉀氫鉀0.025mol/L KH2PO4-0.025mol/LNa2HPO40.01mol/L 硼砂3.564.016.869.18標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的pH值由精確實驗來確定，是以溶液中的H+活度計算得到

38、，即需在普通緩沖溶液的計算基礎(chǔ)上校正離子強度的影響。129三種標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的 pH 溶液 pH t/鄰苯二甲酸氫鉀0. 05 moldm3KH2PO40. 025 moldm3Na2HPO40. 025 moldm3 硼 砂Na2B4O710H2O0.01 moldm3154. 006. 909. 27204. 006. 889. 22254. 016. 869. 18130緩沖溶液計算實例緩沖溶液計算實例例 對于HAcNaAc，HCOOHHCOONa和H3BO3NaH2BO3的緩沖體系，若要配制pH4.8的酸堿緩沖溶液。應(yīng)選擇何種體系為好？現(xiàn)有c(HAc)=6.0 mol.L-1HAc溶液1

39、2mL配成250mL的酸堿緩沖溶液，應(yīng)取固體NaAc.H2O多少克？解： 已知： p (HCOOH)=3.75，p (HAc)=4.75， p ( H3BO3)=9.24如擇HAc-NaAc體系，則 lg = pHp =4.84.75=0.05; =1.121 濃度比值接近1，緩沖能力強； ca=c(HAc)=126.0/250=0.288 mol.L-1, cb=c(NaAc)=1.120.288=0.322 mol.L-1, m(NaAc.H2O)=0.322136250/1000=11(g)aKaK1aKabccaKabcc131例例某溫度時，NH3 在水溶液中的解離常數(shù) Kb =1.

40、79105，試計算750 cm3 的 0. 10 moldm3 氨水和 250 cm3 的 0. 10 moldm3 的 HC1 溶液相混合后的 pH。 解：解：n(NH3) = c(NH3)V(NH3)3333dmcm 000 1cm 750dmmol 10 . 0= 0. 075 mo1 n(HC1) = c(HC1)V(HC1) 3333dmcm 000 1cm 250dmmol 10 . 0= 0. 025 mo1 混合前 NH3 和 HC1 的物質(zhì)的量分別為132混合后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)后生成 0. 025 mo1 的 NH4C1，NH3過量了0. 050 mol，NH4C1 與過量

41、 NH3 組成緩沖溶液，此時溶液中：33334dm025mo1 0.cm 250)(750dmcm 000 1mo1 025 0.)(NHc33333dmmo1 050 0.cm 250)(750dmcm 000 1mo1 050 0.)(NHcNH3 的 pKb = 4. 75NH4+ 的 pKa = pKw pKb = 14 4. 75 = 9. 2555 . 9025 . 0050 . 0lg25 . 9pH133 緩沖溶液不僅在工程技術(shù)中有重要應(yīng)用，而且與人類生命活動也有重要關(guān)系。在電子半導(dǎo)體器件加工清洗中，常用 HF-NH4F 混合液來除去硅片表面多余的氧化物(SiO2)；電鍍金屬所

42、用的電鍍液常用緩沖溶液來控制其 pH ；在農(nóng)業(yè)改良土壤或施肥過程中，必須考慮不破壞土壤中的天然緩沖溶液；人體的各種體液更是先天的、精確的緩沖溶液，它們的 pH 必須在一定范圍內(nèi)才能使相應(yīng)機體的各項生理活動保持正常，如人體的唾液、血液和尿液的 pH 分別在 6. 5 7. 5，7. 35 7. 45 和 4. 8 8. 4 才是正常的。 緩沖溶液的重要作用1343.2.3 緩沖溶液 血液中存在著許多緩沖劑，如H2CO3-HCO3-，HPO42-，蛋白質(zhì)、血紅蛋白和含氧血紅蛋白等，這些緩沖體系可使血液的pH穩(wěn)定在7.407.40左右。 土壤中一般含有H2CO3-HCO3-、腐殖酸及其共軛堿組成的緩

43、沖體系，因此，土壤溶液是很好的緩沖溶液.大多數(shù)植物在pH3.5和pH9的土壤中都不能生長。不同的植物所需要的pH值也不同，如水稻生長適宜的pH為6 6 7 7。135以 H2CO3 為例，H2CO3 的一級解離為：二級解離為：Ka1 = 4. 47107Ka2 = 4. 681011HCO3- + H2OH3O+ + CO32-H2CO3 + H2OH3O+ + HCO3-可見 Ka1 Ka2 ，故酸的強度 H2CO3 HCO3，相應(yīng)的共軛堿的強度 CO32 HCO3。3.2.4多元酸（堿）的解離平衡 136CO32 的一級解離為： 二級解離為： Kb1 = 2. 14104 HCO3-+CO

44、32-H2O+OH-HCO3-+H2CO3H2O+ OH-Kb2 = 2. 24108 137 對多元弱酸（或弱堿）的解離，由于Ka1 Ka2 （或 Kb1 Kb2 ），溶液中的 H+（或OH）濃度則主要是由第一步解離產(chǎn)生，第二步解離出的H+（或OH）在計算中可以忽略。因此對多元弱酸或弱堿溶液，計算 H+（或OH）離子濃度時，常忽略它的二級解離，只考慮它的一級解離。 從上所述可以看到，H2O 和 HCO3 既可作為酸，又可作為堿，這類物質(zhì)稱兩性物質(zhì)兩性物質(zhì)。像這樣的物質(zhì)，在自然界還有很多。 138可以控制弱酸溶液中的酸根離子濃度（如H2S，H2C2O4， H3PO4等溶液中的S2-， C2O

45、42-，和PO43-等濃度）H2S是二元弱酸，分步解離平衡如下：(1) H2S + H2O H3O+ + HS- (2) HS- + H2O H3O+ + S2- 方程式(1)+ (2)得： H2S + 2H2O 2 H3O+ + S2- 平衡常數(shù)為： 72103 . 1)()()(1SHcHScHcKa222221023. 9)()()(21SHcScHcKKaa氫硫酸的解離平衡氫硫酸的解離平衡139例在 0.10mol.L-1的HCl中通H2S至飽和，求溶液中S2-的濃度。 解： 飽和H2S水溶液濃度為0.10mol.L-1，該體系中 c(H+)=0.10mol.L-1，設(shè)c（S2-）濃度

46、為x mol.L-1 則: 解得，x = c(S2-) = 9.2310-21 mol.L-11222222222()()() ()()()()(0.10)9.23 100.10()()aac HScc Hc Sc Hc Sc HKc H Sc H SxHKSK氫硫酸的解離平衡氫硫酸的解離平衡140學(xué)學(xué) 習(xí)習(xí) 要要 求求 1. 理解沉淀溶解平衡及溶度積概念、掌握溶度積與溶解度之間的換算。 2. 掌握溶度積規(guī)則，能正解判斷沉淀的生成與溶解，理解分步沉淀含義。 3. 掌握溶度積規(guī)則在鍋爐清洗、沉淀法處理廢水等方面的應(yīng)用。 3. 3 水溶液中的沉淀溶解平衡水溶液中的沉淀溶解平衡1413.3.1溶解沉

47、淀平衡建立 5.1.1 溶度積常數(shù)溶度積常數(shù) 難溶電解質(zhì)在水中會發(fā)生一定程度的溶解，當(dāng)達(dá)到飽和溶液時，未溶解的電解質(zhì)固體與溶液中的離子建立起動態(tài)平衡，這種狀態(tài)稱之為難溶電解質(zhì)的溶解沉淀平衡。 例如，將難溶電解質(zhì)AgCl固體放入水中，當(dāng)溶解和沉淀的速度相等時，就建立了AgCl固體和溶液中的Ag+和Cl-之間的動態(tài)平衡，這是一種多相平衡, 它可表示為： AgCl(s)=Ag+(aq) + Cl-(aq) 142該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為: Kc(Ag+)c(Cl-)一般的難溶電解質(zhì)的溶解沉淀平衡可表示為: AnBm(s) = nAm+(aq) + mBn-(aq) KSP c()n c(Bn-)m 1

48、43Ksp =c(Am+)/c n c(Bn)/c m 在難溶電解質(zhì) AnBm(s) 的飽和水溶液中，存在著溶解和沉淀兩過程的動態(tài)平衡： 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡是一種多相離子平衡。其平衡常數(shù)表達(dá)式為：1. 溶度積 溶解度小于 0. 1 gdm3 的電解質(zhì)稱為難溶電解質(zhì)。 一、沉淀溶解平衡AnBm(s)n Am+(aq)m Bn-(aq)+3. 3.1 沉淀沉淀-溶解平衡的建立溶解平衡的建立144溶度積常數(shù) KSP KSP值的大小反映了難溶電解質(zhì)的溶解程度。 其值與溫度有關(guān)，與濃度無關(guān)。 145例例1 25時，測得 BaSO4 飽和溶液中，c(Ba2+) = 1. 03105 molL1，求

49、BaSO4 的溶度積。 解：解：BaSO4 在溶液中的沉淀溶解平衡關(guān)系式為：BaSO4(s)Ba2+(aq)SO42-(aq)+平衡濃度/ (molL1) 1. 03105 1. 03105/ )SO(/ )Ba()(BaSO2424sccccK= 1. 03105 1.03105= 1. 061010146例例2 計算25時 AgCl 的溶度積 Ks (AgCl)。AgCl(s)Ag+(aq)Cl-(aq)+解：解：查附表可知)mol15)/(kJ (298.1mfH)Kmol15)/(J (298.11mS96. 3 72. 7 56. 5127. 0 105. 6 167 .21mrmo

50、lkJ 0) 127.(2) 167.(6 105.15) (298.H= 65. 4 kJmol111mrKmolJ 3 96.5) 56.7 (72.15) (298.S=32. 9 Jmol1K11471111kJJ 000 1KmolJ 9 32.K 15 298.molkJ 4 .6515) (298.15) (298.15) (298.mrmrmrSTHG= 55. 59 kJmol1RTGK303 2. / 15) (298.1gmrsK 15 298.KmolJ 314 8.303 2.kJJ10molkJ 59 55.11131= 9. 74 10s1082 1.K1483.

51、3.2 溶度積和溶解度的相互換算 由溶解度求算溶度積時，先要把溶解度換算成物質(zhì)的量濃度。例 1 氯化銀在25時溶解度為0.000192g 100gH2O，求它的溶度積常數(shù)。解：因為AgCl飽和溶液極稀，可以認(rèn)為1 g H2O的體積和質(zhì)量與1mL AgCl溶液的體積和質(zhì)量相 同， 所以在 lL AgCl飽和溶液中含有AgCl 0.00192g，AgCl的摩爾質(zhì)量為143.4gmol-1,將溶 解度用物質(zhì)的量濃度為表示為： 149溶解的AgCl完全電離，故 c(Ag+)=c(Cl-)1.3410-5molL-1，所以 KSP (AgCl)c(Ag+)c(Cl-)=(1.34l 0-5)21.810

52、-10 1511L.mol1034. 1mol.4 .143L.00192. 0(AgCl)ggS150 例例 2 在在25 時，時，Ag2CrO4的溶解度是的溶解度是0.0217g.L-1, 試計算試計算Ag2CrO4的的KSP 。 解： 由 Ag2CrO4的溶解平衡 Ag2CrO4(s)2Ag+ (aq) + CrO42-(aq) 平衡時濃度/mol.L-1 2S S可得 KSP=c(Ag+)2 c(CrO42-)=(2S)2 S=4S3 =4 (6.54 10-5)3=1.12 10-121511424242mol.L1054. 6g.mol8 .331g.L0217. 0)CrOAg(

53、)CrOAg()CrOAg(MmS151例例 3 在在25C時時AgBr的的KSP = 5.3510-13，試，試計算計算AgBr的溶解度的溶解度(以物質(zhì)的量濃度表示以物質(zhì)的量濃度表示) 解：溴化銀的溶解平衡為: AgBr(s)=Ag+(aq) + Br-(aq) 設(shè)AgBr的溶解度為S，則c（Ag+）c (Br-)S 得 KSP = c(Ag+)c(Br-)S S5.351O-13 所以 即AgBr的溶解度為7.3110-7molL-1 1713L.mol1031. 71035. 5S152注意：溶解度與溶度積進(jìn)行相互換算溶解度與溶度積進(jìn)行相互換算是有條件的。是有條件的。 （1）難溶電解質(zhì)的

54、離子在溶液中應(yīng)不發(fā)生水解、聚合、配位等反應(yīng)。（2）難溶電解質(zhì)要一步完全電離 。 153溶度積和溶解度的關(guān)系 在溫度相同時，對同類型的難溶電解質(zhì)，溶度積Ks 越小，其溶解度 s 值也越小；對不同類型的難溶電解質(zhì)須通過計算才能比較。Ks (AgCl) = 1. 771010 Ks (Ag2CrO4) = 1. 121012而它們的溶解度 s（以 molL1表示）大小卻剛好相反，計算如下： 例如：154AgCl(s)Ag+(aq)Cl-(aq)+對 AgCl(s)，設(shè)其飽和溶液中溶解度為 x moldm3 平衡濃度/(moldm3) x x310sdmmol 1077 1.(AgCl)(AgCl)c

55、Kxs=1. 33105 moldm3 對 Ag2CrO4，設(shè) Ag2CrO4 飽和溶液中溶解度為 y moldm3平衡濃度/(moldm3) 2 y y= 6. 54105 moldm33312342s42dmmol 41012. 14)CrOAg()CrO(AgcKysAg2CrO4(s)2 Ag+(aq)CrO42-(aq)+155 對同類型的難溶電解質(zhì)，可用溶度積Ksp的大小來比較溶解度s的大小。但不同類型的難溶電解質(zhì)則不宜直接用溶度積Ksp的大小來比較溶解度s的大小。如 CaCO3 AgCl Ag2CrO4Ksp 8.710-9 1.5610-10 910-12S 9.410-5 1

56、.2510-5 1.3110-4溶解度的比較溶解度的比較156Ks與與s的關(guān)系的關(guān)系nmmnsnmnm( n m )s( n m )nmKc ( A) c (B)(nx )(mx )nmxKsxnm 平衡濃度平衡濃度/molL-1 nx mxAnBm(s)n Am+(aq)m Bn-(aq)+1573. 3.3 溶度積規(guī)則 siKQ 有沉淀析出直至飽和狀態(tài)siKQ 溶解達(dá)平衡，飽和溶液無沉淀析出，或沉淀溶解mnnmccccQ/ )B(/ )A(isiKQ AnBm(s)n Am+(aq)m Bn-(aq)+158溶度積規(guī)則溶度積規(guī)則 舉例：舉例：少量少量0.1molL-1Na2CO3溶液中溶液

57、中逐滴滴加逐滴滴加0.1molL-1BaCl2溶液溶液BaCO3的飽和溶液的飽和溶液Ks=c(Ba2+)c(CO32-)繼續(xù)滴加繼續(xù)滴加0.1molL-1BaCl2溶液溶液BaCO3新的新的BaCO3的飽和溶液的飽和溶液BaCO3Ba(aq )CO(aq )BaCO (s ) 2233159BaCO3(s)Ba2+(aq) + CO32-(aq)+2HCl2Cl-(aq) + 2H+(aq)H2CO3CO2(g)+H2O(l)BaCO3(s) + 2H+(aq)Ba2+(aq) + H2O(l) + CO2(g)160同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng) 例 已知室溫下BaSO4在純水中的溶解度為1.0710-

58、5molL-1，BaSO4在0.010molL-1 Na2SO4溶液中的溶解度比在純水中小多少? 已知KSP (BaSO4)1.0710-10 解：設(shè)BaSO4在0.010molL-1 Na2SO4溶液中的溶解度為xmolL-1，則溶解平衡時： BaSO4(s) =Ba2+ + SO42- 平衡時濃度mol.L-1 x 0.010+x 161KSP (BaSO4)c（Ba2+ ）c（ SO42-)=x(0.010 + x) =1.0710-10 因為溶解度x很小，所以 0.010+x0.010 0.010 x=1.0710-10 所以 x=1.0710-8(molL-1) 計算結(jié)果與BaSO4

59、在純水中的溶解度相比較，溶解度為原來的1.0710-8 /1.0010-5 ,即約為0.0010倍。 162同離子效應(yīng): 因加入含有相同離子的易溶強電解質(zhì)，而使難溶電解質(zhì)溶解度降低的效應(yīng)稱之為同離子效應(yīng)。 鹽效應(yīng)鹽效應(yīng) : 因加入強電解質(zhì)使難溶電解質(zhì)的溶解度增大的效應(yīng)，稱為鹽效應(yīng)。 163飽和BaSO4溶液中加入KNO3為例 KNO3就完全電離為K+和NO3-離子，結(jié)果使溶液中的離子總數(shù)驟增，由于SO42-和Ba2+離子被眾多的異號離子(K+，NO3-)所包圍，活動性降低，因而Ba2+和SO42-的有效濃度降低。KSP（BaSO4) = (Ba2+) (SO42-) (Ba2+)c(Ba2+)

60、(SO42-)c(SO42-)KNO3加入 ,I , ,溫度一定，KSP是常數(shù)，所以c(Ba2+) ,c(SO42-) , BaSO4的溶解度 。1641.沉淀的生成沉淀的生成例例 將等體積的將等體積的410-3mo1L-1的的AgNO3和和410-3mo1L 1 K2CrO4混合，有無混合，有無Ag2CrO4沉淀產(chǎn)生沉淀產(chǎn)生? 已知已知KSP (Ag2CrO4)1.1210-12。 解：等體積混合后,濃度為原來的一半。 c(Ag+)=210-3molL-1;c(CrO42-)210-3mol L-1 Qic2(Ag+)c(CrO4 2 -) (2l0-3 )22l0-3 8l0-9KSP (