工程化學(xué)溶液化學(xué)與離子平衡

工程化學(xué)溶液化學(xué)與離子平衡第一頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15本章要點(diǎn)溶液的通性（蒸氣壓下降、沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降、滲透壓）酸堿質(zhì)子理論，pH值的計(jì)算緩沖溶液的概念、應(yīng)用和計(jì)算溶度積規(guī)則、計(jì)算5.配離子的解離平衡6.表面化學(xué)與膠體溶液第二頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15水的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)第三頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15水的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)水的蒸發(fā)熱大：40.67kJ·mol-1(101.3kPa)水的等壓熱容：75.30J·mol-1·K-1水的沸點(diǎn)：100℃密度反常：4℃為最大良好的溶劑Ammonia,NH34.70Liquidwater,H2O4.184Ethyleneglycol,C2H6O22.42Ice,H2O2.01Watervapor,H2O2.0Aluminum,Al0.90Iron,Fe0.451Silver,Ag0.24Gold,Au0.13幾種常見(jiàn)物質(zhì)的熱容(J/g·K)第四頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/154.1

溶液的通性-1溶液（solution）廣義地說(shuō)，兩種或兩種以上物質(zhì)彼此以分子或離子狀態(tài)均勻混合所形成的體系稱(chēng)為溶液。溶液以物態(tài)可分為氣態(tài)溶液、固態(tài)溶液和液態(tài)溶液。根據(jù)溶液中溶質(zhì)的導(dǎo)電性又可分為電解質(zhì)溶液和非電解質(zhì)溶液。本章前半部分主要討論液態(tài)的非電解質(zhì)溶液。第五頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/154.1

溶液的通性-2溶劑（solvent）和溶質(zhì)（solute）如果組成溶液的物質(zhì)有不同的狀態(tài)，通常將液態(tài)物質(zhì)稱(chēng)為溶劑，氣態(tài)或固態(tài)物質(zhì)稱(chēng)為溶質(zhì)。如果都是液態(tài)，則把含量多的一種稱(chēng)為溶劑，含量少的稱(chēng)為溶質(zhì)。第六頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/154.1

溶液的通性-3混合物（mixture）多組分均勻體系中，溶劑和溶質(zhì)不加區(qū)分，各組分均可選用相同的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，使用相同的經(jīng)驗(yàn)定律，這種體系稱(chēng)為混合物，也可分為氣態(tài)混合物、液態(tài)混合物和固態(tài)混合物。第七頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/154.2 溶液組成的表示法在液態(tài)的非電解質(zhì)溶液中，溶質(zhì)B的濃度表示法主要有如下四種：1.物質(zhì)的量分?jǐn)?shù) 2.質(zhì)量摩爾濃度3.物質(zhì)的量濃度4.質(zhì)量分?jǐn)?shù)第八頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/154.2 溶液組成的表示法1.物質(zhì)的量分?jǐn)?shù) (molefraction)溶質(zhì)B的物質(zhì)的量與溶液中總的物質(zhì)的量之比稱(chēng)為溶質(zhì)B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，又稱(chēng)為摩爾分?jǐn)?shù)，單位為1?！飌108第九頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/154.2 溶液組成的表示法2.質(zhì)量摩爾濃度mB（molality）溶質(zhì)B的物質(zhì)的量與溶劑A的質(zhì)量之比稱(chēng)為溶質(zhì)B的質(zhì)量摩爾濃度，單位是 。這個(gè)表示方法的優(yōu)點(diǎn)是可以用準(zhǔn)確的稱(chēng)重法來(lái)配制溶液，不受溫度影響，電化學(xué)中用的很多?！飌108第十頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/154.2 溶液組成的表示法3.物質(zhì)的量濃度cB（molarity）溶質(zhì)B的物質(zhì)的量與溶液體積V的比值稱(chēng)為溶質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度，或稱(chēng)為溶質(zhì)B的濃度，單位是 ，但常用單位是 。第十一頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/154.2 溶液組成的表示法4.質(zhì)量分?jǐn)?shù)wB（massfraction）溶質(zhì)B的質(zhì)量與溶液總質(zhì)量之比稱(chēng)為溶質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，單位為1。第十二頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/154.3溶液的蒸氣壓

如果把液體(如水)置于密閉的容器中，將發(fā)生蒸發(fā)與凝聚兩個(gè)過(guò)程.蒸發(fā)是吸熱過(guò)程．是系統(tǒng)熵值增大的過(guò)程。凝聚是放熱過(guò)程，系統(tǒng)的熵值減小。第十三頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15蒸氣壓的微觀(guān)解釋由于液體在一定溫度時(shí)的蒸發(fā)速率是恒定的，蒸發(fā)剛開(kāi)始時(shí)，蒸氣分子不多，凝聚的速率遠(yuǎn)小于蒸發(fā)的速率。隨著蒸發(fā)的進(jìn)行，蒸氣濃度逐漸增大，凝聚的速率也就隨之加大。當(dāng)凝聚的速率和蒸氣的速率達(dá)到相等時(shí)，液體和它的蒸氣就處于平衡狀態(tài)。此時(shí)．蒸氣所具有的壓力叫做該溫度下液體的飽和蒸氣壓，或簡(jiǎn)稱(chēng)蒸氣壓。第十四頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/154.4稀溶液定律溶液的通性:1)蒸氣壓下降2)沸點(diǎn)上升3)凝固點(diǎn)下降3)滲透壓改變等稀溶液定律:難揮發(fā)的非電解質(zhì)稀溶液的性質(zhì)與一定量溶劑中所溶解溶質(zhì)的物質(zhì)的量成正比,又稱(chēng)為依數(shù)定律。以上性質(zhì)又稱(chēng)為稀溶液的依數(shù)性。第十五頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/154.4 稀溶液中的兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律拉烏爾定律（Raoult’sLaw）1887年，法國(guó)化學(xué)家Raoult從實(shí)驗(yàn)中歸納出一個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律：在定溫下，在稀溶液中，溶劑的蒸氣壓等于純?nèi)軇┱魵鈮撼艘匀芤褐腥軇┑奈镔|(zhì)的量分?jǐn)?shù)，用公式表示為：如果溶液中只有A，B兩個(gè)組分，則拉烏爾定律也可表示為：溶劑蒸氣壓的降低值與純?nèi)軇┱魵鈮褐鹊扔谌苜|(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)?！飌108第十六頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/154.4 稀溶液中的兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律亨利定律（Henry’sLaw）1803年英國(guó)化學(xué)家Henry根據(jù)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出另一條經(jīng)驗(yàn)定律：在一定溫度和平衡狀態(tài)下，氣體在液體里的溶解度（用物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x表示）與該氣體的平衡分壓p成正比。用公式表示為：或式中稱(chēng)為亨利定律常數(shù)，其數(shù)值與溫度、壓力、溶劑和溶質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。若濃度的表示方法不同，則其值亦不等，即：第十七頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/154.4 稀溶液中的兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)定律使用亨利定律應(yīng)注意：(1)式中p為該氣體的分壓。對(duì)于混合氣體，在總壓不大時(shí)，亨利定律分別適用于每一種氣體。(3)溶液濃度愈稀，對(duì)亨利定律符合得愈好。對(duì)氣體溶質(zhì)，升高溫度或降低壓力，降低了溶解度，能更好服從亨利定律。(2)溶質(zhì)在氣相和在溶液中的分子狀態(tài)必須相同。如，在氣相為分子，在液相為和，則亨利定律不適用。第十八頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15對(duì)于二組分稀溶液，加入非揮發(fā)性溶質(zhì)B以后，溶劑A的蒸氣壓會(huì)下降。這是造成凝固點(diǎn)下降、沸點(diǎn)升高和滲透壓的根本原因。4.6蒸氣壓下降第十九頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15例5-1已知100℃時(shí)水的蒸氣壓為101.3kPa，溶解3.00g尿素[CO(NH2)2]于100g水中，計(jì)算該溶液的蒸氣壓。解：

nurea＝3.00/60.0＝0.05molnwater＝100.0/18.0＝5.55mol4.6蒸氣壓下降性的例子

第二十頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15溶液蒸汽壓下降的解釋

溶液的蒸氣壓力比純?nèi)軇┑囊停湓蚩梢岳斫馊缦拢河捎谌軇┤芙饬穗y揮發(fā)的溶質(zhì)，溶劑的一部分表面或多或少地被溶質(zhì)的微粒所占據(jù)，從而使得單位時(shí)間內(nèi)從溶液中蒸發(fā)出的溶劑分子數(shù)比原來(lái)從純?nèi)軇┲姓舭l(fā)出的分子數(shù)要少，也就是使得溶劑的蒸發(fā)速率變小。第二十一頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15物質(zhì)的沸點(diǎn)和凝固點(diǎn)當(dāng)液體的蒸氣壓力等于外界壓力時(shí)，液體就會(huì)沸騰，此時(shí)的溫度稱(chēng)為該液體的沸點(diǎn)，以bp(boilPoint)表示。物質(zhì)的凝固點(diǎn)(或溶點(diǎn))是該物質(zhì)的液相蒸氣壓力和固相蒸氣壓力相等時(shí)的溫度，以fp(freezingpoint的縮寫(xiě))表示。若固相蒸氣壓力大干液相蒸氣壓力，則固相就要向液相轉(zhuǎn)變，即固體融化。反之，若固相蒸氣壓力小于液相蒸氣壓力，則液相就要向固相轉(zhuǎn)變。總之，若固液兩相的蒸氣壓力不等，兩相就不能共存，必有一相要向另一相轉(zhuǎn)化。第二十二頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15稱(chēng)為凝固點(diǎn)降低系數(shù)（freezingpointloweringcoefficients），單位為非電解質(zhì)溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度，單位：這里的凝固點(diǎn)是指純?nèi)軇┕腆w析出時(shí)的溫度。常用溶劑的值有表可查。用實(shí)驗(yàn)測(cè)定值，查出，就可計(jì)算溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。凝固點(diǎn)降低凝固點(diǎn)降低★p110第二十三頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15稱(chēng)為沸點(diǎn)升高系數(shù)（boilingpointelevationcoefficients），單位。常用溶劑的值有表可查。測(cè)定值，查出，就可以計(jì)算溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量。沸點(diǎn)升高沸點(diǎn)升高★p109第二十四頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日第二十五頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15如圖所示，在半透膜左邊放溶劑，右邊放溶液。只有溶劑能透過(guò)半透膜。由于純?nèi)軇┮粋?cè)的溶劑濃度大于溶液一側(cè)中的溶劑濃度，所以溶劑有自左向右滲透的傾向。為了阻止溶劑滲透，在右邊施加額外壓力，使單位時(shí)間內(nèi)溶劑分子從半透膜兩側(cè)通過(guò)的數(shù)目相等，即達(dá)到滲透平衡。這樣，溶液液面上所增加的壓力就是這個(gè)溶液的滲透壓力。滲透壓是為維持被半透膜所隔開(kāi)的溶液與純?nèi)軇┲g的滲透平衡而需要的額外施加的壓力。滲透壓（osmoticpressure）溶液的滲透壓（osmoticpressure）第二十六頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15滲透壓：因溶液中的溶劑分子可以通過(guò)半透膜，而溶質(zhì)分子不能透過(guò)半透膜而產(chǎn)生的壓力，以符號(hào)Π表示。半透膜：只允許水分子自由通過(guò)而不允許溶質(zhì)分子或離子通過(guò)的膜狀物質(zhì)如：細(xì)胞膜、腸衣、牛皮紙溶液的滲透壓（osmoticpressure）第二十七頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15范霍夫(J.H.Vant.Hoff)方程：非電解質(zhì)稀溶液滲透壓的大小與溶液濃度的關(guān)系具有與理想氣體狀態(tài)方程式相同的形式。Π:溶液的滲透壓，kPaV:溶液的體積，dm-3n:溶質(zhì)的物質(zhì)的量，molc:溶液的濃度，mol·dm-3或稀溶液滲透壓★p111第二十八頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15JacobusHenricusvan'tHoff(1852–1911)wasborninRotterdam,TheNetherlands,onAugust30,1852.OfthenumerousdistinctionshehimselfmentionedtheawardofthefirstNobelPrizeinChemistry(1901)tohimastheculmination-pointofhiscareer.JacobusHenricusvan'tHoffin1904

第二十九頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15在一定溫度和體積下，滲透壓只與溶質(zhì)的粒子數(shù)有關(guān)，而與溶質(zhì)溶劑的本性無(wú)關(guān)造成滲透壓的原因在于：半透膜兩邊的蒸氣壓不等植物細(xì)胞汁的滲透壓可達(dá)20×105Pa人體血液平均的滲透壓為7.7×105Pa食物過(guò)咸、排汗過(guò)多，組織中的滲透壓升高淡水中游泳時(shí)，眼球容易“紅脹”靜脈注射或輸液時(shí)采用“等滲液”：0.9%的生理鹽水；5.0%的葡萄糖溶液溶液的滲透壓產(chǎn)生的原因第三十頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15溶液滲透壓的應(yīng)用第三十一頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15輸液和滲透第三十二頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15例5-41dm-3溶液中含5.0g馬的血紅素，在298K時(shí)測(cè)得溶液的滲透壓為1.80×102Pa，求馬的血紅素的摩爾質(zhì)量。解：溶液滲透壓的計(jì)算第三十三頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15反滲透技術(shù)如果外加在溶液上的壓力超過(guò)了滲透壓，則反而會(huì)使溶液中的溶劑向純?nèi)軇┓较蛄鲃?dòng)，使純?nèi)軇┑捏w積增加，這個(gè)過(guò)程叫做反滲透。反滲透的原理廣泛應(yīng)用于海水淡化、工業(yè)廢水或污水處理和溶液的濃縮等方面。第三十四頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15電解質(zhì)溶液的通性

電解質(zhì)溶液，或者濃度較大的溶液也與非電解質(zhì)稀溶液一樣具有溶液蒸氣壓下降、沸點(diǎn)上升、凝固點(diǎn)下降和滲透壓等性質(zhì)。稀溶液定律所表達(dá)的依數(shù)性與溶液濃度的定量關(guān)系不適用于濃溶液和電解質(zhì)溶液。第三十五頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15電解質(zhì)溶液無(wú)依數(shù)性成立

這是因?yàn)樵跐馊芤褐校苜|(zhì)的微粒較多，溶質(zhì)微粒之間的相互影響以及溶質(zhì)微粒與溶劑分子之間的相互影響大大加強(qiáng)。這些復(fù)雜的因素使稀溶液定律的定量關(guān)系產(chǎn)生了偏差。而在電解質(zhì)溶液中，這種偏差的產(chǎn)生則是由于電解質(zhì)的解離。第三十六頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15為此，路易斯（）提出了活度的概念。4.10 表觀(guān)解離度與活度其定義為：弱電解質(zhì)在水溶液中是小部分解離的，而強(qiáng)電解質(zhì)在水溶液中可認(rèn)為是完全解離成離子的，但由于離子相互作用的結(jié)果，使強(qiáng)電解質(zhì)溶液的i值不等于正整數(shù)，而小于2、3等，由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的解離度小于100％。這種由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的解離度，并不代表強(qiáng)電解質(zhì)在溶液中的實(shí)際解離百分率，所以叫做表觀(guān)解離度。i值表示電解質(zhì)溶液與同濃度的非電解質(zhì)溶液的凝固點(diǎn)下降的比值。其中B為濃度，

,B為活度系數(shù)，,B為活度。濃度越稀，離子活動(dòng)的自由程度越大，活度系數(shù)越接近于1。第三十七頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15水的離解平衡和溶液的酸堿性Kw?稱(chēng)為水的離子積(常數(shù))。己精確測(cè)定過(guò)純水中的H＋濃度。在22℃時(shí)．純水中含有c(H+)＝1.00×10-7mol.L-1因此，Kw?＝[H+][OH-]＝1.00×10-14和其他弱電解質(zhì)的離解有些不同，水離解時(shí)吸收的熱量較多．故水的Kw?隨溫度的上升，有較大的增加。純水是一種很弱的電解質(zhì)，存在著下列離解平衡：其平衡常數(shù)表達(dá)式：因水的離解很少，[H2O]可視為常數(shù)，則有★p121第三十八頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15水的離解平衡和溶液的酸堿性

值應(yīng)不受H＋和OH—離子濃度的影響。也就是說(shuō)在水溶液中[H＋]和[OH-]的乘積總是等于。因此，我們可以用H＋濃度來(lái)表示水溶液的酸堿性。在18—25℃范圍內(nèi)：純水[H+]＝[OH-]=10-7m01.L-1,pH=7

酸性溶液[H+]>[OH-]＜10-7m01.L-1,pH<7

堿性溶液[H+]<[OH-]＞10-7m01.L-1,pH>7

在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，常會(huì)用pH值表示水中H+離子濃度。第三十九頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日

酸性溶液：pH＜7，[H+]＞10-7

中性溶液：pH＝7，[H+]＝10-7

堿性溶液：pH＞7，[H+]＜10-7一些物質(zhì)的酸堿性第四十頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15pH試紙pH計(jì)（酸度計(jì)）化學(xué)滴定pH值的測(cè)定第四十一頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15溴百里酚藍(lán)酚酞甲基紅酸堿指示劑及其在各種pH值下的顏色第四十二頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15水溶液中的單相離子平衡水溶液中的單相離子平衡一般可分為酸、堿的解離平衡及配離子的解離平衡兩類(lèi)。1．酸和堿在水溶液中的解離平衡

當(dāng)前的幾種酸堿理論1）電離理論 2)酸堿質(zhì)子理論3)Lewis電子理論 4)軟硬酸堿理論第四十三頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15酸和堿的定義(電離理論）根據(jù)電離理論，解離時(shí)所生成的正離子全部都是H+的化合物，叫做酸；所生成的負(fù)離子全部是OH-的化合物，則稱(chēng)做堿。按照電離理論，NH3被認(rèn)為是堿；Na2CO3被認(rèn)為是鹽。雖然兩者的水溶液都呈堿性，而且Na2CO3俗稱(chēng)純堿。第四十四頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15酸和堿的定義（質(zhì)子理論）酸堿質(zhì)子理論又稱(chēng)為質(zhì)子傳遞理論該理論認(rèn)為：凡能給出質(zhì)子的物質(zhì)(分子或離子)都是酸；凡能與質(zhì)子結(jié)合的物質(zhì)都是堿。簡(jiǎn)單地說(shuō)，酸是質(zhì)子的給體，而堿是質(zhì)子的受體。酸堿質(zhì)子理論對(duì)S酸堿的區(qū)分只以H＋為判據(jù)，認(rèn)為NH3和Na2CO3中的CO32-都是堿，兩者水溶液pH值的計(jì)算均使用同一簡(jiǎn)單公式。第四十五頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/151923年，Lewis提出：凡能接受電子對(duì)的物質(zhì)稱(chēng)為路易斯酸凡能給出電子對(duì)的物質(zhì)稱(chēng)為路易斯堿該廣義的酸堿理論，在有機(jī)化學(xué)中應(yīng)用普遍。GilbertNewtonLewisusingaslideruleathisdesk酸和堿的定義（路易斯酸理論）第四十六頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15酸和堿的共軛關(guān)系根據(jù)質(zhì)子理論，酸質(zhì)子十堿上面這種相互依存、相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系叫做酸堿的共軛關(guān)系。酸失去質(zhì)子后形成的堿叫做該酸的共軛堿，例如NH3是NH4+的共軛堿。堿結(jié)合質(zhì)子后形成的酸叫做該堿的共軛酸。例如HCO3-是CO32-的共軛酸

★p122第四十七頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15酸和堿的共軛關(guān)系酸與它的共軛堿(或堿與它的共軛酸)一起叫做共軛酸堿對(duì)。任何共軛酸堿的解離常數(shù)之間都有同樣的關(guān)系，即：Ka、Kb互成反比這體現(xiàn)了共軛酸堿之間的強(qiáng)度的關(guān)系，酸越強(qiáng)，其共軛堿越弱，強(qiáng)酸(如HCl、HNO3)的共軛堿(C1-、NO3-)堿性極弱．可認(rèn)為是中性的。★p121第四十八頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15酸和堿在水溶液中的離子平衡及pH值計(jì)算除少數(shù)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿外，大多數(shù)酸和堿溶液中存在著解離平衡，即沒(méi)有完全電離，其平衡常數(shù)又叫做解離常數(shù)，可分別用Ka和Kb表示，其值可用熱力學(xué)數(shù)據(jù)求出，也可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。一元酸、堿水溶液pH值的計(jì)算：若以HA代表弱酸，可寫(xiě)成如下通式：一元酸：其解離常數(shù)為：第四十九頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15酸和堿在水溶液中的解離度如上式所示：溶液的解離度a與其濃度c平方根成反比。即濃度越稀，解離度越大，這個(gè)關(guān)系式叫做稀釋定律。第五十頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15設(shè)[OH-]=x例計(jì)算0.10mol.l-1氨水溶液的[OH-]和pH值(Kb＝1.79×10-5)。解：平衡濃度(mol.L-1)0.10-xxx酸或堿溶液的pH值計(jì)算第五十一頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15多元酸和堿在水溶液中的解離平衡多元酸的解離是分級(jí)進(jìn)行的、每一級(jí)都有一個(gè)解離常數(shù)，以H2S為例，其解離過(guò)程按以下兩步進(jìn)行。一級(jí)解離為：

H2S(aq)＝H+(aq)十HS-(aq)（1）

HS-(aq)＝H+(aq)十S2-(aq)（2）第五十二頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15多元酸和堿在水溶液中的解離平衡一般情況下，二元酸的Ka2<<Ka1.。H2S的二級(jí)解離使HS-進(jìn)一步給出H+，這比一級(jí)解離要困難得多。因?yàn)閹в袃蓚€(gè)負(fù)電荷的S2-對(duì)H+的吸引比帶一個(gè)負(fù)電荷的HS-對(duì)H+的吸引要強(qiáng)得多。又由于一級(jí)解離所生成的H+促使二級(jí)解離的平衡強(qiáng)烈地偏向左方，所以二級(jí)解離的解離度比一級(jí)解離要小得多。第五十三頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15緩沖溶液和pH值控制緩沖溶液定義：在弱酸中加入該酸的共軛堿或在弱堿中加人該堿的共軛酸所構(gòu)成的溶液叫做緩沖溶液。性質(zhì)：其pH值能在一定范圍內(nèi)不因稀釋或外加的少量酸或堿而發(fā)生顯著變化。即對(duì)外加的酸和堿具有緩沖的能力，即緩沖溶液可以抵抗外加少量酸、堿，而pH值變化不大。第五十四頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15緩沖溶液和pH值控制共軛堿與H＋結(jié)合生成共軛酸；外加少量堿，平衡向右移動(dòng)，共軛酸轉(zhuǎn)變成共軛堿和H＋。其中的共軛酸如Hac、HF、NH4+、H2PO4-等起抵抗堿的作用；共軛堿如Ac-、F-、NH3、HPO42-等起抵抗酸的作用。緩沖對(duì)組成緩沖溶液的一對(duì)共軛酸堿，如HAc和Ac-、NH4+和NH3、H2PO4-

和HPO42-

等均稱(chēng)為緩沖對(duì)。第五十五頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15緩沖溶液的緩沖容量緩沖容量當(dāng)緩沖溶液中加人大量的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，溶液中的弱酸及其共扼堿或弱堿及其共軛酸中的一種消耗將盡時(shí)，就失去緩沖能力了。所以，緩沖溶液的緩沖能力是有一定限度的。第五十六頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15緩沖溶液的應(yīng)用和選擇1緩沖溶液的pH值取決于緩沖對(duì)或共扼酸堿對(duì)中的Ka值以及緩沖對(duì)的兩種物質(zhì)濃度之比值。緩沖對(duì)中任一種物質(zhì)的濃度過(guò)小都會(huì)使溶液?jiǎn)适Ь彌_能力。一般共軛酸堿對(duì)的濃度比值取0.1—10之間為好，如果此比值為1，則有pH＝pKa。第五十七頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15緩沖溶液的應(yīng)用和選擇2在選擇具有一定pH值的緩沖溶液時(shí)，應(yīng)當(dāng)選用pKa接近或等于該pH值的弱酸與其共扼堿的混合溶液。例如，如果需要pH＝5左右的緩沖溶液，選用HAc—Ac-(HAc—NaAc)的混合溶液比較適宜，因?yàn)镠Ac的PKa=4．75，與所需的pH值接近。第五十八頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15用HAc+NaAc配制pH=4.0的緩沖溶液，求所需CHAc/CNaAC的比值。解：所以緩沖溶液的配制1★p122第五十九頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日例試配制一緩沖溶液，能維持pH=10.2左右。解：所以可選NH3H2O+NH4Cl體系。根據(jù)題意，應(yīng)配制一種堿性緩沖溶液，首先要選擇合適的弱堿。所以可選1.0mol.l-1的NH3H2O與0.11mol.l-1的NH4Cl組成緩沖溶液。★p122第六十頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15緩沖溶液的應(yīng)用實(shí)例工業(yè)上

氫氟酸腐蝕硅片：HF-NH4F農(nóng)業(yè)上

土壤中：H2CO3-NaHCO3和NaH2PO4-Na2HPO4以及其他有機(jī)弱酸及其共軛堿組成復(fù)雜的緩沖系統(tǒng)，使土壤維持一定的pH值。生物學(xué)

人體的血液中：H2CO3-NaHCO3和NaH2PO4-Na2HPO4

使酸堿能保持恒定（pH=7.4±0.05）第六十一頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日第六十二頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15酸堿滴定法滴定曲線(xiàn)法1.強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸2.強(qiáng)堿滴定弱酸3.強(qiáng)酸滴定弱堿4.多元酸堿的滴定pHNaOH加入量酚酞甲基紅甲基橙第六十三頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15配離子的解離平衡

由一個(gè)簡(jiǎn)單正離子(稱(chēng)中心離子)與幾個(gè)中性分子或其他離子(配位體)結(jié)合而成的復(fù)雜離子叫配離子，如Cu(NH3)4]2+；含有配離子的化合物稱(chēng)為配合物，如[Cu(NH3)4]SO4。配離子類(lèi)似于弱電解質(zhì)，是一類(lèi)難解離的物質(zhì)，在水溶液中只有少量解離，存在著解離平衡。第六十四頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15正配離子：[Cu(NH3)4]2+、Ag(NH3)2]+負(fù)配離子：[Fe(CN)6]4-、[PtCl6]2-配位分子：[Ni(CO)4]

、[Fe(CO)5]、[Co(NH3)3Cl3]配鹽：[Cu(NH3)4]SO4配離子配位化合物配位化合物的性質(zhì)和應(yīng)用第六十五頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15平面正方形空間結(jié)構(gòu)正八面體形配位化合物的組成第六十六頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15配位化合物的組成第六十七頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日EDTA:乙二胺四乙酸第六十八頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15配離子的解離平衡：離解配合[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3配離子的解離平衡★p124第六十九頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15配離子的解離平衡★p124第七十頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15[Cu(NH3)]+的離子在溶液中的解離與多元弱電解質(zhì)解離一樣，是分級(jí)解離的。若各級(jí)解離度常數(shù)分別為K1,K2,K3,K4,則有K=K1×K2×K3×K4對(duì)同一類(lèi)型(配位體數(shù)目相同)的配離子來(lái)說(shuō)，K越大，表示配離子越易解離，即配離子越不穩(wěn)定，所以配離子的K又稱(chēng)為不穩(wěn)定常數(shù)，用Ki表示。配離子的解離平衡第七十一頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15配離子解離平衡的移動(dòng)1與所有平衡體系一樣，改變配離子解離度平衡的條件，平衡將會(huì)發(fā)生移動(dòng)。在配離子反應(yīng)中，一種配離子可以轉(zhuǎn)換為另一種更穩(wěn)定的配離子，即平衡向生成更難離解的配離子方向移動(dòng)。如下面的反應(yīng)→第七十二頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15配離子解離平衡的移動(dòng)2例如AgCl為不溶于水的沉淀，但加入氨水后，沉淀立刻溶解，就可以看成配體和沉淀劑對(duì)金屬離子競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程。配合物的K越大，或沉淀的溶度積越大測(cè)沉淀愈易形成配合物溶解?！谄呤?yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15配合物的重要性

配合物在化學(xué)上是一類(lèi)很重要的化合物，廣泛應(yīng)用于分析化學(xué)和分離技術(shù)，在生物體中許多金屬離子都是以配合物的形式存在的。例如，與呼吸密切相關(guān)的血紅素是含亞鐵的配合物，光合作用的關(guān)鍵物質(zhì)葉綠素是含鎂的配合物。第七十四頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15

生命現(xiàn)象中的配合物第七十五頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15在冶金工業(yè)中的應(yīng)用濕法冶金：用水溶液直接從礦石中將金屬以化合物的形式浸取出來(lái)，然后再進(jìn)一步還原為金屬的過(guò)程。配合物的應(yīng)用第七十六頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15分析化學(xué)中離子的鑒定5.3配位化合物的性質(zhì)和應(yīng)用第七十七頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15難溶電解質(zhì)的多相離子平衡

嚴(yán)格地說(shuō)，在水中沒(méi)有絕對(duì)不溶解的物質(zhì)。就難溶強(qiáng)電解質(zhì)來(lái)說(shuō)總會(huì)或多或少溶解一些。在其飽和溶液中，溶解部分完全離解為正、負(fù)離子．在一定條件下，當(dāng)溶解與結(jié)晶的速率相等時(shí)，并建立了固體和溶液之間的動(dòng)態(tài)平衡，這叫多相例子平衡，又稱(chēng)溶解平衡。例如：①BaSO4(s)＝＝Ba2+(aq)十SO42-(aq)②PbCl2(s)=＝Pb2+(aq)＋2C1-(aq)第七十八頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15溶度積的概念按照平衡常數(shù)表達(dá)式的寫(xiě)法分別有①AB型Ksp＝[Ba2+][SO42-]②AB2型Ksp＝[Pb2+][Cl-]2上述平衡常數(shù)稱(chēng)為溶度積常數(shù)或簡(jiǎn)稱(chēng)溶度積，常用符號(hào)Ksp表示，并在括號(hào)內(nèi)注明物質(zhì)的化學(xué)式。例如Ksp(BasO4)、Ksp(PbCl2)。第七十九頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15溶度積規(guī)則溶度積的通式溶度積的大小，反映了難溶電解質(zhì)的溶解能力。對(duì)于同一類(lèi)型難溶物，溶度積的大小反映了溶解度大小，溶度積越小，其溶解度越小?？蓺w納為一個(gè)通式：

Ksp(AmBn)＝[An+]m[Bm-]n+

★p125第八十頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15溶度積規(guī)則當(dāng)溶液中[An+]m[Bm-]n+＜

Ksp(AmBn)時(shí)，為不飽和溶液，不僅溶液中無(wú)沉淀生成，且原有固體物質(zhì)還將會(huì)不斷溶解。否則，稱(chēng)之為過(guò)飽和溶液。溶液中會(huì)有沉淀生成，直至達(dá)到[An+]m[Bm-]n+＝Ksp(AmBn)稱(chēng)為溶度積規(guī)則。利用此規(guī)則。我們可以通過(guò)控制有關(guān)離子的濃度，使沉淀生成或溶解。第八十一頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15沉淀的轉(zhuǎn)化和溶解沉淀的轉(zhuǎn)化剛生成PbSO4的黃色沉淀，如果加入（NH4)2S溶液并攪拌之，可以觀(guān)察到黑色的沉淀生成（PbS）。這種把一種難溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種難溶電解質(zhì)的過(guò)程叫沉淀的轉(zhuǎn)化。沉淀的溶解根據(jù)溶度積規(guī)則，要使沉淀溶解，必須加入降低其中某一離子濃度的試劑，使離子積小于溶度積即可。某些難溶鹽與硝酸反應(yīng)而溶解,一些難溶物與某些物質(zhì)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而溶解。第八十二頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15分散質(zhì)分散介質(zhì)名稱(chēng)實(shí)例氣液固液液溶膠(Sol)泡沫(foam)乳狀液(emulsion)溶膠(sol)&懸濁液(suspension)氣液固固固溶膠(Solidsol)浮石珍珠合金&有色玻璃液固氣氣溶膠(Aerosol)霧(fog)

煙塵(smoke)膠體與界面化學(xué)Preparationofsol

a)

分散法(Dispersionmethod)：研磨，超聲波，電弧，膠溶。

b)

凝聚法(Aggregationmethod)：物理法，化學(xué)法。第八十三頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/151.PropertiesofSola)KineticProperties------Brownianmotionb)Opticalproperties-----Tyndalleffectc)Electricproperties-----ElectrophoresisBrownian+-膠體的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性第八十四頁(yè)，共九十頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/15膠體帶電原因：(1)離子的選擇性吸附：組成膠核的離子或能與膠核的組成離子形成不溶物的離子被優(yōu)先吸附。(2)電離作用：SiO2+H2O=H2SiO3=HSiO3-+H+=SiO32-+2H+(3)晶格取代：如某些鹽中Al3+、Si4+被Mg2+、Ca2+取代。AgNO3+KIAgIAgNO3過(guò)量，優(yōu)先吸附Ag+，帶正電。KI過(guò)量，優(yōu)先吸附I-，帶負(fù)電。Positivesol:

多數(shù)氫氧化合物膠粒。

Negativesol:

多數(shù)進(jìn)金屬硫化物膠粒，硅酸膠粒，土壤膠粒，