無機(jī)化學(xué)電解質(zhì)溶液和離子平衡

關(guān)于無機(jī)化學(xué)電解質(zhì)溶液和離子平衡電解質(zhì)電解質(zhì)（electrolyte）定義：在水溶液中或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔?，例如酸、堿和鹽等。判斷：下列物質(zhì)是否是電解質(zhì)？HCl醋酸NaOHBaSO4NaCl蔗糖NH3SO3

銅石墨第2頁,共33頁，2024年2月25日，星期天電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)在水溶液中理論上100%離解成離子的化合物強(qiáng)酸、強(qiáng)酸的酸式根、強(qiáng)堿、大部分鹽某些金屬氧化物弱電解質(zhì)在水溶液中不能全部離解成離子的化合物強(qiáng)弱電解質(zhì)的區(qū)分不是靠物質(zhì)的溶解度,而是物質(zhì)溶解部分的電離情況第3頁,共33頁，2024年2月25日，星期天幾種典型的強(qiáng)電解質(zhì)HCl→H++Cl-HNO3→H++NO3-H2SO4→H++HSO4-HSO4-→H++SO42-NaOH→Na++OH-Ba(OH)2→Ba2++2OH-BaSO4→Ba2++SO42-KCl→K++Cl-第4頁,共33頁，2024年2月25日，星期天H2O+H2OH3O++OH-H2OH++OH-上式的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)：水的電離純水以什么形式存在？第5頁,共33頁，2024年2月25日，星期天H20H++OH-水的電離水是極弱電解質(zhì)極大部分水仍以水分子形式存在，可將c’(H2O)看作一個(gè)常數(shù)在一定溫度下，水中c’(H+)和c’(OH-)的乘積為一個(gè)常數(shù)，叫做水的離子積，用KWθ表示第6頁,共33頁，2024年2月25日，星期天1、影響水電離的因素有哪些？水的溫度越高電離程度越大,KWθ越大溶液的酸堿性——電解質(zhì)的稀溶液2、在純水中，水電離出來的c’(H+)和c’(OH-)離子濃度是否相等？水的電離實(shí)驗(yàn)測(cè)得，25℃時(shí)，純水中H+和OH-濃度均為10-7mol·L-1第7頁,共33頁，2024年2月25日，星期天問題與討論1、溫度不變，在水中加入少量強(qiáng)酸后，水的離子積是否發(fā)生改變？2、溫度不變，在水中加入少量強(qiáng)堿后，水的離子積是否發(fā)生改變？3、在稀酸堿溶液中，水電離出來的H+和OH-濃度是否相等？4、求1mol/L鹽酸溶液中水電離出來的H+濃度為多少？水的離子積第8頁,共33頁，2024年2月25日，星期天無論是純水、酸溶液中還是堿溶液中都同時(shí)存在H+和OH-，而且的關(guān)系始終成立常溫下，溶液的酸堿性跟H+和OH-濃度的關(guān)系：中性溶液酸性溶液堿性溶液c’(H+)=1×10-7=c’(OH-)c’(H+)＞1×10-7>c’(OH-)c’(H+)＜1×10-7<c’(OH-)溶液的酸堿性第9頁,共33頁，2024年2月25日，星期天1、如果c’(H+)不等于c’(OH-)則溶液一定呈現(xiàn)酸堿性。2、在水中加酸會(huì)抑制水的電離.3、c’(H+)/c’(OH-)的值越大則酸性越強(qiáng)。4、任何水溶液中都有H+和OH-。溶液的酸堿性某溫度下，純水中c(H+)=2.0×10-7mol/L,則此時(shí)溶液中的c(OH-)為：____________mol/L。若溫度不變，滴入稀鹽酸使c(H+)=5.0×10-6mol/L，則c(OH-)為：____________mol/L。2.0×10-78.0×10-9第10頁,共33頁，2024年2月25日，星期天1、意義：表示溶液酸堿性的強(qiáng)弱。2、表示：用c’(H+)的負(fù)對(duì)數(shù)來表示。pH=-lgc’(H+)如:c’(H+)=1×10-7的溶液pH=7pOH=-lgc’(OH-)常溫下pH+pOH=14溶液的pHc’(H+)和c’(OH-)可以表示溶液的酸堿性，但其值太小，書寫、使用不便第11頁,共33頁，2024年2月25日，星期天常溫下，溶液的酸堿性跟pH的關(guān)系：中性溶液酸性溶液堿性溶液c’(H+)=1×10-7=c’(OH-)c’(H+)＞1×10-7>c’(OH-)c’(H+)＜1×10-7<c’(OH-)pH=7pH＜7pH＞7溶液的pH值與酸堿性第12頁,共33頁，2024年2月25日，星期天溶液的pH值與H+濃度0100110-1210-2310-3410-4510-5610-6710-7810-8910-91010-101110-111210-121310-131410-14酸性增強(qiáng)堿性增強(qiáng)pHc’(H+)第13頁,共33頁，2024年2月25日，星期天溶液的pH值——正誤判斷1、一定條件下

pH值越大，溶液的酸性越強(qiáng)。2、用pH值表示任何溶液的酸堿性都很方便。3、強(qiáng)酸溶液的pH值一定大。4、pH值有可能等于負(fù)值。5、pH值相同的強(qiáng)酸和弱酸中c’(H+)相同。第14頁,共33頁，2024年2月25日，星期天pH值的測(cè)定方法測(cè)定方法：酸堿指示劑法、pH試紙法、pH計(jì)法等。酸堿指示劑一般是弱的有機(jī)酸或弱的有機(jī)堿，他們的顏色變化是在一定的pH值范圍內(nèi)發(fā)生的。指示劑發(fā)生顏色變化的pH值范圍叫做指示劑的變色范圍。pH1234567891011121314甲基橙紅色橙色黃色石蕊紅色紫色藍(lán)色酚酞無色淺紅色紅色第15頁,共33頁，2024年2月25日，星期天pH值的測(cè)定方法第16頁,共33頁，2024年2月25日，星期天pH的測(cè)定方法pH試紙：多種指示劑，可以在不同精度下測(cè)定溶液的pH第17頁,共33頁，2024年2月25日，星期天pH值的測(cè)定方法pH計(jì)：通過電學(xué)系統(tǒng)，利用電化學(xué)原理直接測(cè)出溶液pH的電子儀器，使用方便，快速、準(zhǔn)確第18頁,共33頁，2024年2月25日，星期天pH值的計(jì)算計(jì)算：室溫下0.05mol/LHCl溶液的pH和pOH值第19頁,共33頁，2024年2月25日，星期天pH值的計(jì)算——強(qiáng)酸與強(qiáng)酸混合在25℃時(shí)，pH值等于1的鹽酸溶液和pH值等于4的硫酸溶液等體積混合pH值等于多少？pH=-lgc’(H+)=-lg[(1×10-1+1×10-4)/(1+1)]=-lg(5×10-2+5×10-5)≈-lg(5×10-2)

=2-lg5=1.3關(guān)鍵：抓住氫離子進(jìn)行計(jì)算！第20頁,共33頁，2024年2月25日，星期天pH值的計(jì)算——強(qiáng)堿與強(qiáng)堿混合=4-lg5=3.3在25℃時(shí)，pH值等于9和pH值等于11的兩種NaOH溶液等體積混合pH值等于多少？c’(OH-)=(1×10-5+1×10-3)/(1+1)pOH=-lgc’(OH-)pOH=-lg[(5×10-6)+(5×10-4)]≈-lg(5×10-4)pH=14-pOH=14-3.3=10.7關(guān)鍵：抓住氫氧根離子進(jìn)行計(jì)算！第21頁,共33頁，2024年2月25日，星期天pH值計(jì)算——強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合在25℃時(shí)，100mlO.6mol/L的鹽酸與等體積0.4mol/L的氫氧化鈉溶液混合后,溶液的pH值等于多少？NaOH+HCl=NaCl+H2O0.060.04pH=-lgc’(H+)=-lg[0.02/(0.1+0.1)]=-lg10-1=1關(guān)鍵：酸過量抓住氫離子進(jìn)行計(jì)算！第22頁,共33頁，2024年2月25日，星期天小結(jié)電解質(zhì)的定義強(qiáng)電解質(zhì)，弱電解質(zhì)水的電離離子積，溶液中H+和OH-的濃度關(guān)系外加酸堿、溫度對(duì)水的電離度的影響pH的測(cè)定pH的計(jì)算第23頁,共33頁，2024年2月25日，星期天一元弱酸弱堿在水溶液中1、一元弱酸HA溶于水后，存在哪些趨勢(shì)？2、在HA分子剛?cè)苡谒畷r(shí)，哪種趨勢(shì)占優(yōu)勢(shì)？為什么？HA電離的趨勢(shì)大，因?yàn)镠A的濃度大（1）HA電離成H+、A-離子（2）離子結(jié)合成HA分子3、HA水溶液中都有哪些粒子？HA、H+、A-、OH-，H2O第24頁,共33頁，2024年2月25日，星期天在一定條件（溫度、濃度）下，當(dāng)電解質(zhì)分子電離成離子的速度和離子重新結(jié)合成分子的速度相等時(shí)，電離就達(dá)到了平衡狀態(tài)。v電離v分子化VtV(電離)=V(分子化)處于平衡狀態(tài)電離平衡第25頁,共33頁，2024年2月25日，星期天電離平衡逆、等、動(dòng)、定、變分子離解成離子和離子結(jié)合成分子的過程可逆達(dá)到平衡時(shí)二者的速率相等動(dòng)態(tài)平衡達(dá)到平衡時(shí)體系中分子和各離子的濃度保持恒定條件改變時(shí)平衡狀態(tài)會(huì)改變第26頁,共33頁，2024年2月25日，星期天一元弱酸弱堿的離解平衡對(duì)于水溶液中的一元弱酸HA，有同理，對(duì)于水溶液中的一元弱堿BOH，有Kaθ：弱酸的離解常數(shù)，與溫度有關(guān)，與濃度無關(guān)Kbθ：弱堿的離解常數(shù)，與溫度有關(guān)，與濃度無關(guān)第27頁,共33頁，2024年2月25日，星期天離解常數(shù)離解常數(shù)的大小表示弱電解質(zhì)的離解程度Kaθ或Kbθ越大，離解程度越大，該弱電解質(zhì)相對(duì)越強(qiáng)10-2>Kaθ或Kbθ>10-3，中強(qiáng)電解質(zhì)10-4>Kaθ或Kbθ，弱電解質(zhì)10-7>Kaθ或Kbθ，極弱電解質(zhì)第28頁,共33頁，2024年2月25日，星期天離解度表示弱電解質(zhì)離解的程度除與溫度有關(guān)外，還與溶液濃度有關(guān)，使用時(shí)必須指出酸或堿的濃度溫度、濃度相同的條件下，離解度越大，表示該電解質(zhì)相對(duì)越強(qiáng)第29頁,共33頁，2024年2月25日，星期天離解度的計(jì)算已知室溫下某一元弱酸濃度為0.010mol/L，溶液pH為4.00，求：（1）該酸的Kaθ（2）該濃度下酸的離解度α第30頁,共33頁，2024年2月25日，