電解質溶液和解離平衡

關于電解質溶液和解離平衡內容提要強電解質溶液理論：含義、活度、活度系數(shù)、離子強度等；掌握弱電解質解離平衡原理及計算；掌握一元弱酸弱堿、多元弱酸弱堿水溶液中H+濃度和pH的計算方法；緩沖溶液理論：組成、作用原理、性質及重要作用；掌握其pH的計算；掌握鹽的水解平衡及其溶液pH的計算；酸堿溶液和難溶電解質的同離子效應。第2頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)電解質的解離平衡強電解質定義：電解質是溶于水中或熔融狀態(tài)下能導電的化合物，這些化合物的水溶液稱為電解質溶液。

+第3頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)電解質的解離平衡1.強電解質和弱電解質?電解質可分為強電解質和弱電解質兩類。在水溶液中能完全解離成離子的化合物就是強電解質。例如

Na+Cl-Na++Cl-(離子型化合物)HClH++Cl-(強極性分子)?弱電解質在水溶液中只能部分解離成離子的化合物。例如：

HAcH++Ac-第4頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)電解質的解離平衡強電解質溶液理論要點電解質離子相互作用，離子氛存在，致使離子間相互作用而互相牽制，表觀解離度不是100%。德拜和休克爾提出的“離子氛”現(xiàn)象解釋了一種現(xiàn)象。第5頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)電解質的解離平衡離子的活度和活度因子活度：單位體積電解質溶液中，表觀上所含的離子濃度，也稱有效濃度?；疃萢與試劑濃度c的關系a=fcf為活度系數(shù)，反映電解質溶液中離子相互牽制作用的大小。由于離子的表觀濃度小于理論濃度，一般f<1當溶液中的離子濃度很小，且離子所帶的電荷數(shù)也少時，活度接近濃度，即f≈1。第6頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)電解質的解離平衡離子強度：離子的活度系數(shù)是溶液中離子間作用力的反映，與離子濃度和所帶電荷有關

ci和zi分別為溶液中第i種離子的質量摩爾濃度和該離子的電荷數(shù)，近似計算時。I的單位為mol·kg-1。第7頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)電解質的解離平衡二.弱電解質弱酸、弱堿和極少數(shù)的鹽都是弱電解質。第8頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)電解質的解離平衡1L純水相當于55.6mol的水，因此可將c(H2O)看成是常數(shù)，將它與K?合并，用KW?表示，則有：第9頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)電解質的解離平衡第10頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)電解質的解離平衡3.一元弱酸弱堿的解離平衡（1）解離平衡常數(shù)

第11頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)強電解質溶液理論（2）解離度解離度：達解離平衡時，已解離的分子數(shù)和分子總數(shù)之比。單位為一，可以百分率表示。第12頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)電解質的解離平衡（3）解離平衡常數(shù)與解離度的關系同一弱電解質的解離度與其濃度的平方根成反比，即濃度越稀，解離度越大；同一濃度的不同弱電解質的解離度與其解離平衡常數(shù)的平方根成正比。第13頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)電解質的解離平衡4.多元弱酸弱堿的解離平衡第14頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)電解質的解離平衡5.同離子效應在弱酸或弱堿的水溶液中，加入與弱酸或弱堿含有相同離子的易溶性強電解質，使弱酸或弱堿的解離度降低的現(xiàn)象稱為同離子效應。

第15頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)緩沖溶液緩沖溶液及其作用機制緩沖溶液（buffersolution）能夠抵抗外來少量強酸、強堿，或稍加稀釋時可保持其pH基本不變的溶液。緩沖作用（bufferaction）緩沖溶液對強酸、強堿或稀釋的抵抗作用。第16頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)緩沖溶液以HAc—Ac-體系為例當加入少量強酸時，外來H+將質子傳給Ac-

，質子轉移平衡左移，溶液的pH保持基本不變。當加入少量強堿時，OH-

接受H3O+傳遞的質子，質子轉移平衡右移，補充消耗掉的H3O+離子，而溶液的pH保持基本不變。第17頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)緩沖溶液用質子轉移平衡式表示加少量強酸：H3O++Ac-HAc+H2O

(大量)加少量強堿:H3O++OH-2H2OHAc+H2OAc-+H3O++(大量)HAc+OH-Ac-+H2O抗堿成分抗酸成分第18頁,共33頁，2024年2月25日，星期天HAc

Ac-H3O+OH-HAcAc-HAc

Ac-示意圖:第二節(jié)緩沖溶液第19頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)緩沖溶液結論①緩沖溶液中同時含有較大量的抗堿成分和抗酸成分，對抗的只是外來的少量強酸、強堿。②通過弱酸解離平衡的移動，使溶液中H+離子或OH-離子濃度無明顯的變化，因此具有緩沖作用。第20頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)緩沖溶液及緩沖機制緩沖溶液的組成一般由具有足夠濃度和一定比例的共軛酸堿對的兩種物質組成。共軛酸稱為抗堿成分，共軛堿稱為抗酸成分。組成緩沖溶液的共軛酸堿對的兩種物質合稱為緩沖系(buffersystem)或緩沖對(bufferpair)。第21頁,共33頁，2024年2月25日，星期天共軛酸共軛堿HAcNH4ClH2PO4-NaAcNH3·H2OHPO42-抗酸成分緩沖系抗堿成分組成示意圖第一節(jié)緩沖溶液及緩沖機制第22頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)緩沖溶液常見的緩沖系

第23頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)緩沖溶液在實際應用中，還采用酸堿反應的生成物與剩余的反應物組成緩沖系。弱酸（過量）+強堿強酸+弱堿（過量）

優(yōu)點：HCl和

NaOH溶液常備試劑，容易獲得。弱酸或弱堿的濃度即緩沖系的總濃度。通常緩沖溶液的pH需要在pH計監(jiān)控下調整，滴加強堿/酸易于操作。第24頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)緩沖溶液三、緩沖溶液的PH計算第25頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)緩沖溶液第26頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)緩沖溶液四、緩沖溶液的配置第27頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)鹽的水解一、鹽水解的概念及類型由于鹽溶于水時，鹽的離子與水解出的H+或OH-作用，生成弱酸或弱堿，引起水的解離平衡發(fā)生移動，改變了溶液中的H+和OH-的相對濃度，所以溶液就不是中性的了。鹽的離子與水解出的H+或OH-產生弱電解質的反應叫鹽的水解。第28頁,共33頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)鹽的水解二、水解平衡和水解常數(shù)第29頁,共33頁，