酸堿平衡復習市公開課金獎市賽課一等獎課件

第六章酸堿平衡§

1.1酸堿理論§

1.2水質子自遞平衡§

1.3弱酸弱堿電離平衡§

1.4緩沖溶液第1頁比如：H3PO4電離分三步進行二、多元弱酸、弱堿電離平衡凡是能釋放出兩個或更多質子弱酸稱為多元弱酸。如H2CO3、H3PO4。他們在水中分步電離出多個質子，稱分布電離或逐層電離。酸對應共軛堿Ka1Kb3H3PO4H2PO4-HPO42-PO43-Ka3Kb1HPO42-H2PO4-Ka2Kb2Ka1>>Ka2>>Ka3假如只是計算多元弱酸溶液中H+濃度，通常只考慮第一步電離，若需計算第二、第三步電離其它物種濃度，則需考慮第二或第三步電離平衡。第2頁所以，對于多元弱酸溶液可歸納為：（1）當多元弱酸

Ka1>>Ka2>>Ka3，Ka1/Ka2＞102時，可看成一元弱酸處理，Ka1可作為衡量酸強度標志。（3）多元酸第二步以后離解所得共軛堿濃度都很低，若需大量這些離子，不能依靠多元酸來提供，而要用對應離子堿。

（2）多元酸第二步離解出共軛堿濃度近似等于Ka2，它與酸濃度關系不大。第3頁三、兩性物質電離平衡經慣用到兩性物質有：HCO3-、H2PO4-、HPO42-、NH4Ac以及氨基酸（以NH3+·CHR·COO-為代表）等。兩性物質在溶液中質子轉移平衡十分復雜，僅作相關近似計算討論。兩性物質H+濃度近似計算公式(6-8)式中Ka

為該酸式鹽作為酸時電離常數(shù)，Ka’

為該酸式鹽作為堿時電離常數(shù)，

c為酸式鹽濃度。第4頁當Kac≥20KW時，式中KW可忽略，則(6-8a)當c≥20Ka’時，分母中Ka’可忽略，則(6-8b)或(6-8)第5頁1.同離子效應

在弱電解質水溶液中，加入與該弱電解質含有相同離子可溶性強電解質時，使弱電解質電離度減小現(xiàn)象，稱為同離子效應。平衡向左移動平衡向左移動HAC+H2OH3O++AC-NaACAC-+Na+NH3+H2OOH-+NH4+NH4++Cl-NH4Cl四、酸堿電離平衡移動第6頁2.鹽效應

在弱電解質水溶液中，加入與該弱電解質沒有相同離子可溶性強電解質時，使弱電解質解離度增大現(xiàn)象，稱為鹽效應。HAc+H2OH3O++Ac-

NaClNa++Cl-NaCl電離出眾多正、負離子，聚集在弱電解質HAc電離出正、負離子周圍形成離子氛，使平衡向右移動，到達新平衡時，離子濃度乘積與分子濃度比值不再是常數(shù)，此時要用活度代替濃度代入到電離平衡關系式中，才得到常數(shù)。第7頁能夠反抗外來少許強酸、強堿或稍加稀釋，而保持其pH基本不變作用，稱為緩沖作用（bufferaction）。含有緩沖作用溶液稱為緩沖溶液（buffersolution）?！?.4緩沖溶液1.定義：第8頁2.組成：共軛酸及其對應共軛堿兩種物質。如：HAc—NaAcNH3—NH4ClNaH2PO4—Na2HPO4

組成緩沖溶液兩種物質合稱為緩沖系（buffersystem）或緩沖對（bufferpair）。第9頁3.緩沖作用機理以HAc—NaAc緩沖系為例：該溶液特點：HAc分子多，Ac-離子多，H3O+少。還有一個質子轉移平衡。第10頁在該溶液中主要存在以下平衡移動：（抗酸成份）平衡右移+H3O+平衡左移+OH-2H2O（抗堿成份）

總之，因為緩沖溶液中同時含有大量抗酸成份和抗堿成份，它們經過質子平衡移動以到達消耗掉外來少許強酸、強堿，而保持溶液pH基本不變作用。第11頁二、緩沖溶液pH計算亨德森-哈塞爾巴赫（Henderson-Hasselbalch）方程式（6-10a）（6-11a）（緩沖溶液pH值最簡計算公式）第12頁由公式可知影響緩沖溶液pH值原因主要有兩個：1.弱酸解離常數(shù)Ka值。2.緩沖比c（B-）/c（HB）。同理,弱堿及其共軛酸組成緩沖溶液中OH-濃度計算公式：（6-12）1、當c共軛堿/c弱酸為一定值時，則c共軛堿+c弱酸總濃度越大，外加相同一元強酸、或強堿量后，比值改變越小，所以緩沖能力越大。緩沖比影響原因：第13頁普通認為pH=pKa±1為緩沖作用有效區(qū)間，稱為緩沖溶液緩沖范圍（buffereffectiverange）。不一樣緩沖系，因各自弱酸pKa不一樣，所以緩沖范圍也各不相同。P1102、當c共軛堿+c弱酸為一定值時，原比值為1時，外加相同一元強酸、或強堿量后，比值改變越小，所以緩沖能力越大。所以，為了有較大緩沖能力，除考慮有較大總濃度外，還必須使c共軛堿/c弱酸在一定范圍內，普通應控制在0.1至10之間，不然緩沖能力太小，起不到緩沖作用。緩沖溶液pH值計算公式應用第14頁三、緩沖溶液選擇和配制配制方法和步驟：1.選擇適當緩沖系。使所需配制緩沖溶液pH在所選緩沖系緩沖范圍之內，并盡可能靠近弱酸pKa值，這么所配制緩沖溶液可有較大緩沖容量。如：配制pH為4.8緩沖溶液，可選擇HAc-NaAc緩沖系，因HAcpKa=4.76。選擇緩沖系要考慮兩個原因：第15頁2.總濃度要適當3.計算所需弱酸及其共軛堿物質量或體積4.按計算結果，分別量取體積為V（HB）HB溶液和V（B-）B-溶液相混合，即得V體積所需pH近似緩沖溶液。

假如對pH值要求嚴格試驗，還需在pH計監(jiān)控下對所配緩沖溶液pH加以校正。所選緩沖系物質應穩(wěn)定、無毒，不與溶