KJ-酸堿平衡理論(共41張PPT)

第一部分酸堿平衡理論

3.1酸堿平衡的理論基礎(chǔ)

3.2弱酸（堿）溶液的型體分布

3.3溶液中的三大平衡

3.4酸堿溶液中H+濃度計(jì)算第三章酸堿滴定法第1頁(yè)，共41頁(yè)。

3.1酸堿平衡的理論基礎(chǔ)質(zhì)子理論對(duì)酸堿的定義：凡是能給出質(zhì)子（H+）的物質(zhì)就是酸

凡是能接受質(zhì)子的物質(zhì)就是堿

共軛酸堿對(duì):如HAc和Ac-

兩性物質(zhì):同一種物質(zhì)在不同的介質(zhì)或反應(yīng)中具有不同的酸堿性。如HCO3-H2PO42-HPO42-第2頁(yè)，共41頁(yè)。問(wèn)題：指出下列酸的共軛堿：

HAc、H2SO4、HCO3-、HS-、NH4+答案：Ac-、HSO4-

、CO32-、S2-、NH3問(wèn)題：指出下列堿的共軛酸：

H2O、SO32-、HS-

、HCO3-、HPO42-、H2PO4-答案：H3O+(即H+)、HSO3-、H2S

、H2CO3、H2PO4-、H3PO4第3頁(yè)，共41頁(yè)。酸堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)——質(zhì)子的轉(zhuǎn)移第4頁(yè)，共41頁(yè)。

酸堿質(zhì)子平衡

1.對(duì)于酸的離解：2.對(duì)于其共軛堿的離解：

稱為酸堿離解的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，其數(shù)值大小表明了酸堿離解反應(yīng)能力的強(qiáng)弱程度。第5頁(yè)，共41頁(yè)。3.水的質(zhì)子自遞反應(yīng)：共軛堿標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)換算

對(duì)于多元弱酸及其共軛堿標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)之間換算（以三元酸為例）：第6頁(yè)，共41頁(yè)。零水準(zhǔn)：HAcH2O得失質(zhì)子的數(shù)目作為平衡濃度的系數(shù)，等式兩邊分別用加號(hào)連接1mol/L的HAc溶液，0.以表示?兩性物質(zhì)溶液pH的計(jì)算若將H2PO4-看作酸，其離解平衡常數(shù)為10-7.零水準(zhǔn)：溶液中大量存在，參與了質(zhì)子轉(zhuǎn)移或傳遞反應(yīng)的物質(zhì)。1mol/L,即總濃度。1酸堿平衡的理論基礎(chǔ)

3.3溶液中的三大平衡

3.零水準(zhǔn)：溶液中大量存在，參與了質(zhì)子轉(zhuǎn)移或傳遞反應(yīng)的物質(zhì)。Ac-OH-

化學(xué)反應(yīng)等溫式，標(biāo)準(zhǔn)吉布斯函數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的關(guān)系。

最早的關(guān)于化學(xué)平衡的概念只是實(shí)驗(yàn)事實(shí)的總結(jié)，因而得到的是實(shí)驗(yàn)平衡常數(shù)。以K表示，量綱為。在SI和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中不存在K這樣的物理量。

嚴(yán)格講，對(duì)于實(shí)際溶液的反應(yīng)，在表達(dá)式中應(yīng)使用活度。若不涉及嚴(yán)密的理論處理，一般使用相對(duì)濃度。第7頁(yè)，共41頁(yè)。思考題：1已知NH3的離解平衡常數(shù)為10-4.74，求NH4+的離解平衡常數(shù)為多少？若將H2PO4-看作酸，其離解平衡常數(shù)為10-7.2，求其共軛堿的離解平衡常數(shù)。

（H3PO4的三級(jí)電離平衡常數(shù)分別為：

）

NH4+的離解平衡常數(shù)為：H2PO4-的共軛堿為HPO42-,HPO42-作為堿時(shí)，其離解平衡常數(shù)為：

第8頁(yè)，共41頁(yè)。

3.2弱酸（堿）溶液的型體分布濃度為0.1mol/L的HAc溶液，0.02mol/LHAc電離HAc以兩種型體存在，HAc和Ac-1．平衡濃度

=0.08mol/L

=0.02mol/L。2．分析濃度=0.1mol/L,即總濃度。3．型體分布系數(shù)用δ表示

第9頁(yè)，共41頁(yè)。一元弱酸溶液中各型體的分布HA為一元弱酸，在溶液中有兩種型體存在，HA,A-其分布系數(shù)分別為

第10頁(yè)，共41頁(yè)。影響大小的因素?以

表示?第11頁(yè)，共41頁(yè)。當(dāng)時(shí)，?當(dāng)時(shí)，?當(dāng)時(shí)，?。例1

，分別計(jì)算pH為3.0，4.0，5.0，6.0，7.0時(shí)各型體分布系數(shù)。

第12頁(yè)，共41頁(yè)。pH=4.74的溶液中，HAc的分析濃度為0.2mol/L，求HAc和Ac-的平衡濃度分別是多少？（已知：HAc的電離平衡常數(shù)為：4.74）pH=9.26的溶液中，NH3的分析濃度為0.02mol/L，求NH3型體和NH4+型體的分布系數(shù)分別是多少？(其中，NH3的)課堂練習(xí)第13頁(yè)，共41頁(yè)。多元酸溶液中各型體的分布H2A為二元酸，分析濃度為c，在溶液中存在三種型體H2A、HA-和A2-，其分布系數(shù)分別為2、1和o。上式分子分母同時(shí)乘以，變?yōu)榈?4頁(yè)，共41頁(yè)。同理，并且，2+1+o=1第15頁(yè)，共41頁(yè)。從圖中可看到，沒(méi)有使單獨(dú)存在的pH區(qū)間，這也是后面將要談到的為什么草酸不能分步滴定的直觀解釋。當(dāng)時(shí)，，為主要存在形式。當(dāng)時(shí)，為主要存在形式。當(dāng)時(shí)，為主要形式。

草酸的型體分布曲線

第16頁(yè)，共41頁(yè)。

磷酸的型體分布曲線磷酸各級(jí)離解常數(shù)值相差較大，使H2PO4-和HPO42-單獨(dú)存在的范圍較寬。只有H2PO4-只有HPO42-第17頁(yè)，共41頁(yè)。3.3溶液中的三大平衡

物料平衡式在平衡狀態(tài)下某一組分的分析濃度應(yīng)等于該組分各種型體的平衡濃度之和。其數(shù)學(xué)表達(dá)式就是物料平衡式。醋酸溶液：草酸溶液：c(H2C2O4)=ceq(H2C2O4)+ceq(HC2O4-)+ceq(C2O42-)第18頁(yè)，共41頁(yè)。電荷平衡式在平衡狀態(tài)下，正電荷的總量應(yīng)等于負(fù)電荷的總量，溶液總是呈電中性。醋酸溶液

氫氧化鈉溶液碳酸鈉溶液

第19頁(yè)，共41頁(yè)。質(zhì)子條件式

在平衡狀態(tài)下，酸失去質(zhì)子的總數(shù)與堿得到質(zhì)子的總數(shù)應(yīng)相等。這種平衡的數(shù)量關(guān)系就是質(zhì)子條件式。

確立零水準(zhǔn)建立質(zhì)子條件式寫出得失質(zhì)子后所形成的產(chǎn)物的平衡濃度，分別放在等式的兩邊得失質(zhì)子的數(shù)目作為平衡濃度的系數(shù)，等式兩邊分別用加號(hào)連接零水準(zhǔn)：溶液中大量存在，參與了質(zhì)子轉(zhuǎn)移或傳遞反應(yīng)的物質(zhì)。第20頁(yè)，共41頁(yè)。得：H3O+（H+）零水準(zhǔn)：HAcH2O

失：Ac-OH-質(zhì)子條件式:如一元弱酸醋酸水溶液:第21頁(yè)，共41頁(yè)。得：H3O+(H+)零水準(zhǔn)：H2CO3H2O

失：HCO3-CO32-OH-質(zhì)子條件式:如二元弱酸碳酸水溶液:第22頁(yè)，共41頁(yè)。得：HAcH3O+（H+）零水準(zhǔn)：Ac-H2O

失：OH-質(zhì)子條件式:ceq(OH-)/

c?=ceq(H+)/ceq(OH-)=ceq(H+)+ceq(HAc)

如一元弱堿醋酸鈉水溶液:第23頁(yè)，共41頁(yè)。得：HCO3-H2CO3H3O+（H+）零水準(zhǔn)：CO32-H2O

失：OH-質(zhì)子條件式:ceq(OH-)/

c?=ceq(H+)/ceq(OH-)=ceq(H+)+ceq(HCO3-)

+2ceq(H2CO3)

+2H+如二元弱堿碳酸鈉水溶液:第24頁(yè)，共41頁(yè)。得：H3PO4H3O+（H+）零水準(zhǔn)：H2PO4-H2O

失：HPO42-PO43-OH-

質(zhì)子條件式:－H+－2H+－H+

+H++H+兩性物質(zhì)溶液-NaH2PO4溶液:第25頁(yè)，共41頁(yè)。

HCl=H++Cl-H2O=H++OH-質(zhì)子條件式:HCl水溶液:第26頁(yè)，共41頁(yè)。

NaOH=Na++OH-H2O=H++OH-質(zhì)子條件式:ceq(OH-)=c(NaOH)+ceq(H+)NaOH水溶液:第27頁(yè)，共41頁(yè)。強(qiáng)酸和弱酸混合溶液（HCl+HAc）HCl=H++Cl-HAc=H++Ac-H2O=H++OH-質(zhì)子條件式:第28頁(yè)，共41頁(yè)。強(qiáng)堿和弱堿混合溶液（NaAc+NaOH）質(zhì)子條件式:第29頁(yè)，共41頁(yè)。3.4酸堿溶液中H+濃度計(jì)算一元弱酸溶液pH的計(jì)算設(shè)為HA溶液，其質(zhì)子條件式為：

一元弱酸pH的精確式。第30頁(yè)，共41頁(yè)。（1）如果酸不太弱，水的離解≤5%

（2）酸的離解度≤5%得到一元弱酸計(jì)算H+濃度的最簡(jiǎn)式

第31頁(yè)，共41頁(yè)。一元弱堿（A-）pH計(jì)算最簡(jiǎn)式第32頁(yè)，共41頁(yè)。以二元弱酸H2A為例，其質(zhì)子條件式一般情況下，ceq(OH-)很小，可以略去。二級(jí)離解很小時(shí)，可以作為一元弱酸處理。

最簡(jiǎn)式

多元酸（堿）溶液pH計(jì)算第33頁(yè)，共41頁(yè)。兩性物質(zhì)溶液pH的計(jì)算最簡(jiǎn)式第34頁(yè)，共41頁(yè)。1.強(qiáng)堿與弱堿混合液以NaOH與NaAc混合液為例，其質(zhì)子條件式為忽略水電離產(chǎn)生的OH-NaAc離解出的OH-也甚少，最簡(jiǎn)式

混合酸和混合堿溶液的pH計(jì)算第35頁(yè)，共41頁(yè)。草酸溶液：c(H2C2O4)=ceq(H2C2O4)+ceq(HC2O4-)+ceq(C2O42-)混合酸和混合堿溶液的pH計(jì)算2，求其共軛堿的離解平衡常數(shù)。NH4+的離解平衡常數(shù)為多少？一元弱酸溶液pH的計(jì)算為主要存在形式。混合酸和