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1、,黑龙江省牡丹江穆棱市第二中学 尹尚武,1,水溶液中的离子平衡,2019/10/16,目录,Page 2,目录,Page 3,第一讲 弱电解质的电离平衡,一、强弱电解质 1、概念与分类,化合物在水溶液中或熔融状态,都不电离,非电解质,能电离,电解质,完全电离,部分电离,强电解质,弱电解质,强酸，强碱，活泼金属氧化物，大多数盐,弱酸，弱碱，H2O等,Page 4,第一讲 弱电解质的电离平衡,注意 对象：电解质、非电解质的对象均为化合物；单质、混合物既不是电解质也不是非电解质 a.离子化合物虽然是电解质，但在晶体状态下离子不能自由移动，故不能导电，一般在熔融状态（只断裂离子键）和水溶液两种情况下能
2、发生电离。 如：Na2O；Na2O2；NaOH；NaHSO4；,Page 5,第一讲 弱电解质的电离平衡,b.属于共价化合物的电解质，在晶体状态下和熔融状态下均不电离，只有在水溶液中能够发生电离。 如：HCl；H2SO4；CH3COOH；AlCl3； SO2、SO3、CO2、NH3等属于非电解质，其水溶液能够导电，但不是由自身电离的自由移动的离子，而是与水反应后的产物H2SO3、H2SO4、H2CO3、NH3H2O是电解质。 溶液的导电能力与强弱电解质、溶解度的大小无必然联系，导电能力与离子浓度，离子所带电荷有关。 例.下列各物质反应后，溶液的导电能力比反应前明显增强的是（ ） 向亚硫酸钠溶液
3、中通入氯气；向硝酸银溶液中通入少量氯气；向氢氧化钠溶液中通入少量氯气；向饱和硫化氢中通入少量氯气 A. B. C. D.,Page 6,D,第一讲 弱电解质的电离平衡,2、常见的酸、碱 （1）强酸与弱酸 强酸：HCl；HBr；HI；H2SO4；HNO3；HClO4； 弱酸：H2SO3H3PO4H2C2O4HCOOHC6H5COOHHC2O4-HFCH3COOHH2CO3HSO3-HClOC6H5OHHCO3-,Page 7,第一讲 弱电解质的电离平衡,（2）强碱与弱碱 强碱：NaOH；KOH；Ba(OH)2；Ca(OH)2； 弱碱：除以上四大强碱外，一般为弱碱,Page 8,第一讲 弱电解质的
4、电离平衡,3、电离：完全电离“=”，部分电离“ ”,（1）熔融：只有离子键能够解离，共价键不能解离,（2）水溶液中,.强电解质，完全电离，以“=”连接，一步电离,NaOH=Na+ + OH-,H2SO4=2H+ + SO42-,.弱电解质，部分（微弱）电离，以“ ”连接,CH3COOH CH3COO- + H+,H3PO4 H+ +H2PO4-,A.多元弱酸，分步电离（以第一步为主）,H2PO4- H+ +HPO42-,HPO42- H+ +PO43-,NH3H2O NH4+ + OH-,Page 9,第一讲 弱电解质的电离平衡,3、电离：完全电离“=”，部分电离“ ”,Fe(OH)3 Fe3
5、+ +3OH-,B.多元弱碱，一般一步到位,（3）酸式盐的电离,.强酸酸式盐,A.熔融,B.水溶液中,.弱酸酸式盐,NaHSO4=Na+ + H+ + SO42-,NaHCO3=Na+ + HCO3-,HCO3- H+ +CO32-,只断离子键,断离子键、共价键,C.两性物质：Al(OH)3,AlO2-+H+H2O Al(OH)3 Al3+ +3OH-,Page 10,第一讲 弱电解质的电离平衡,二、弱电解质的电离平衡 1、弱电解质电离特点 （1）.弱电解质的电离属于可逆过程 （2）.电离方向是微粒数增多的过程 （3）.电离方向一般是吸热过程 2、平衡的建立 在一定条件（如温度、浓度）下，当电
6、解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态。 特征 逆、等、定、动、变,Page 11,第一讲 弱电解质的电离平衡,3、影响电离平衡的因素 （1）内因：弱电解质本身的性质 如常温时，相同浓度的HF与CH3COOH，HF的电离程度较大 （2）外因：勒夏特列原理,Page 12,温度： 升高温度，平衡向右移动，电离度增大,浓度：浓度越小，越大 A.增大弱电解质浓度，平衡向右移动，电离度减小； B.稀释：平衡向右移动，电离度增大；,第一讲 弱电解质的电离平衡,以CH3COOH CH3COOH为例,Page 13,右移,增大,增大,减少,左移,增大,减少,增大,
7、右移,减少,增大,减少,左移,减少,增大,增大,右移,增大,增大,增大,右移,减少,增大,减小,增大,减小,减小,增大,增大,不变,不变,不变,不变,不变,右移,减少,增大,减少,增大,不变,第一讲 弱电解质的电离平衡,Page 14,B,第一讲 弱电解质的电离平衡,4、强酸、弱酸的比较方法 (1)浓度与pH的关系 测0.01mol/LHA的pH，若pH=2，则HA为强酸；若pH2，则HA为弱酸 (2)相同浓度下，与强电解质溶液作导电对比实验 (3)测定对应盐的酸碱性，如CH3COONa溶液呈碱性，则CH3COOH为弱酸 (4)利用实验证明存在电离平衡 如醋酸溶液中滴入蓝色石蕊溶液变红，再加入
8、CH3COONa固体，颜色变浅 (5)测定等体积等pH的HA和盐酸与Zn反应产生H2的快慢，若反应过程中HA产生H2较快，则HA为弱酸,Page 15,第一讲 弱电解质的电离平衡,稀释时电解质与H2O的电离程度的相互影响,Page 16,第一讲 弱电解质的电离平衡,三、电离平衡常数 1、K表达式：,Page 17,(1)一元弱酸：HA H+A-，平衡时,(2)一元弱碱：MOH M+OH-，平衡时,(3)对于多元弱酸：,H3PO4 H+ +H2PO4-,H2PO4- H+ +HPO42-,HPO42- H+ +PO43-,第一讲 弱电解质的电离平衡,三、电离平衡常数 2、特点 （1）电离平衡常数
9、只与温度有关，与浓度无关，升高温度，K值一般增大； （2）电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱，K值越大，表示弱电解质越易电离，对应的酸（碱）的酸（碱）性越强； （3）多元弱酸的各级电离常数的大小关系K1K2 K3，酸性强弱主要取决于第一步。 3、应用 （1）利用K值大小，估算弱电解质电离的趋势。相同浓度时，K值越大，电离程度越大，酸性、碱性越强。 注意：K值大小只能说明弱电解质分子电离程度大，不能说明离子浓度和导电能力大小。 （2）比较多元弱酸溶液中的离子浓度关系。 c(H+)c(H2PO4-)c(HPO42-)c(PO43-)c(OH-),Page 18,第二讲 水的电离及溶液的酸碱性,一、
10、水的电离 1、水的电离方程式 H2O H+OH- 2、水的离子积 （1）表达式： ；25时Kw=1.010-14。 （2）对Kw的理解： Kw只与温度有关，升高温度，增大 Kw表达式中c(H+)、c(OH-)表示溶液中H+、OH-的浓度，适用于纯水，稀电解质溶液(酸、碱、盐)，不适用于含水很少的物质(如H2SO4) 3、外界条件对水的电离的影响 （1）促进水的电离 升温：水的电离程度增大， c(H+)、c(OH-)同等倍数增大， Kw增大，但溶液的酸碱性不变，仍为中性。 加入可水解的盐：水的电离程度增大， Kw不变；且盐溶液的浓度越大，对水的电离程度越大。,Page 19,第二讲 水的电离及溶
11、液的酸碱性,（2）抑制水的电离 加入酸或碱或少数盐(NaHSO3、NaH2PO4、NaHSO4)，使水的电离平衡向左移动， Kw不变；且浓度越大，对水的电离抑制程度越大。,Page 20,第二讲 水的电离及溶液的酸碱性,4、溶液的酸碱性与pH （1）溶液酸碱性的判断方法 酸性： c(H+)c(OH-) 中性： c(H+)=c(OH-) 碱性： c(H+)c(OH-),Page 21,注意：以pH与7之间的相对大小来判断溶液的酸碱性，只适用于常温25。,第二讲 水的电离及溶液的酸碱性,（2）pH 定义：pH=-lg c(H+) 注意：当c(H+)1mol/L时，不再用pH表示 pH的测定 .pH
12、试纸 方法：把小片pH试纸放入干燥洁净的表面皿，用玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸上，变色后与标准比色卡对照，确定溶液的pH 注意：广泛pH试纸只能读取证书；pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿，否则待测液被稀释，可能会产生误差。 中性：无影响 一般 酸性：偏大 碱性：偏小 .pH计,Page 22,第二讲 水的电离及溶液的酸碱性,5、pH的计算 （1）单一溶液的pH的计算,Page 23,强酸：,c(酸),电离,c (H+),lg,pH,强碱：,c(碱),电离,c (OH),Kw,c (H+),lg,pH,lg,pOH,14pOH,pH,弱酸：,c(酸),电离,c (H+),lg,pH,弱碱：,c(碱
13、),电离,c (OH),Kw,c (H+),lg,pH,lg,pOH,14pOH,pH,第二讲 水的电离及溶液的酸碱性,5、pH的计算 （2）混合溶液的pH的计算 同性溶液的混合 .强酸与强酸混合 .强碱与强碱混合,Page 24,强酸：,c,电离,c (H+),强酸：,c,电离,c (H+),c (H+)混合,lg,pH,强碱：,c,电离,c (OH-),强碱：,c,电离,c (OH-),c (OH-)混合,Kw,c (H+),lg,pH,lg,pOH,14pOH,pH,第二讲 水的电离及溶液的酸碱性,异性溶液的混合 a.恰好完全反应，溶液呈中性，混合溶液 pH = 7 b.酸过量，先求过量
14、的酸的浓度，再求pH c.碱过量，先求过量的碱的浓度，再求pH d.定性判断,Page 25,第二讲 水的电离及溶液的酸碱性,（3）水电离的c(H)或c(OH)的计算 常温下，中性溶液c(OH)c(H)107 molL1 溶质为酸的溶液 .来源： OH全部来自水的电离，水电离产生的c(H)c(OH) .实例：如计算pH2的盐酸溶液中水电离出的c(H)，方法是先求出溶液的c(OH)Kw/1021012 molL1，即水电离出的 c(H)c(OH)1012 molL1。 溶质为碱的溶液 .来源： H全部来自水的电离，水电离产生的c(OH)c(H) .实例：如计算pH12的NaOH溶液中水电离出的c
15、(OH)，方法是先求出溶液的c(H)Kw/1021012 molL1，即水电离出的c(OH)c(H)1012 molL1。,Page 26,第二讲 水的电离及溶液的酸碱性,（3）水电离的c(H)或c(OH)的计算 水解呈酸性或碱性的盐溶液 pH5的NH4Cl溶液中H全部来自水的电离，由水电离的c(H)105 molL1，c(OH)109 molL1，是因为部分OH与部分NH4+结合； pH12的Na2CO3溶液中OH全部来自水的电离，由水电离出的c(OH)102 molL1。,Page 27,第二讲 水的电离及溶液的酸碱性,二、酸碱中和滴定 1、原理 利用中和反应，用已知浓度的酸（或碱）来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。 n(H+)=n(OH-)； 注意：酸碱恰好中和时，溶液不一定呈中性，可能呈酸性、中性、碱性，取决于盐的类型。,Page 28,0
