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1、第五章 酸碱平衡, 5.8 配位反应与配位平衡, 5.6 酸碱电子理论, 5.5 酸碱指示剂, 5.4 缓冲溶液, 5.3 弱酸、弱碱的解离平衡, 5.2 水的解离平衡和pH值, 5.1 酸碱质子理论概述, 5.7 配合物概述, 5.1 酸碱质子理论概述,5.1.3 酸的相对强度和碱的相对强度,5.1.2 酸碱质子理论的基本概念,*5.1.1 历史回顾,酸：凡是能释放出质子（H+）的任何含氢原子的分子或离子的物种。（质子的给予体）碱：凡是能与质子（H+）结合的分子或离子的物种。（质子的接受体）,5.1.2 酸碱质子理论的基本概念,两性物质：既能给出质子，又能接受质子的物质。,酸 H+ +碱,例
2、：HAc的共轭碱是Ac ，Ac的共轭酸HAc，HAc和Ac为一对共轭酸碱。,（酸） （碱） （酸） （碱）,酸碱共轭关系通式：, 酸碱解离反应是质子转移反应，如HF在水溶液中的解离反应是由给出质子的半反应和接受质子的半反应组成的。,HF(aq) H+ + F(aq),H+ + H2O(l) H3O+(aq),HF(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + F(aq),HAC(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + AC(aq),水是两性物质，它的自身解离反应也是质子转移反应。,酸(1),碱(2),酸(2),碱(1),H2O(l)+H2O(l) H3O+(aq) +OH(aq),
3、盐类水解反应也是离子酸碱的质子转移反应。例如NaAc水解：,酸(1),碱(2),酸(2),碱(1),NH4Cl水解：,酸(1),碱(2),酸(2),碱(1),Ac+H2O OH + HAc,+ H2O H3O+ + NH3, 非水溶液中的酸碱反应，也是离子酸碱的质子转移反应。例如NH4Cl的生成：,液氨中的酸碱中和反应：,区分效应：用一个溶剂能把酸或碱的相对强弱区分开来，称为溶剂的“区分效应”。 例如：H2O可以区分HAc，HCN酸性的强弱。,拉平效应：溶剂将酸或碱的强度拉平的作用，称为溶剂的“拉平效应”。,酸和碱的强度是指酸给出质子的能力和碱接受质子的能力的强弱。,5.1.3 酸的相对强度和
4、碱的相对强度,水对强酸起不到区分作用，水能够同等程度地将HClO4，HCl，HNO3等强酸的质子全部夺取过来。,选取比水的碱性弱的碱，如冰醋酸为溶剂对水中的强酸可体现出区分效应。例如上述强酸在冰醋酸中不完全解离，酸性强度依次为：,HIHClO4HClH2SO4HNO3,酸越强，其共轭碱越弱； 碱越强，其共轭酸越弱。, 5.2 水的解离平衡和pH值,5.2.2 溶液的pH值,5.2.1 水的解离平衡,5.2.1 水的解离平衡,H2O (l) + H2O(l) H3O+ (aq) + OH(aq),H2O (l) H+ (aq) + OH(aq), 水的离子积常数，简称水的离子积。,25纯水：c(
5、H+)= c(OH)=1.010-7molL-1,100纯水：,=1.010-14,=5.4310-13,T ， ,5.2.2 溶液的pH值, 5.3 弱酸、弱碱的解离平衡,5.3.3 盐溶液的酸碱平衡,5.3.2 多元弱酸的解离平衡,5.3.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡,1 一元弱酸的解离平衡,5.3.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡,弱酸的解离常数, 特定的弱酸弱碱，有其特定的平衡常数。, Ka越大，解离出离子越多，给出的质子能力强,初始浓度/molL-1 0.10 0 0,平衡浓度/molL-1 0.10x x x,x=1.3103,HAc(aq)+H2O(l) H3O+(aq)+Ac(aq
6、),例 5-2 计算25时0.10mol/LHAc溶液中的H3O+, Ac-, HAc,OH-浓度及其pH。Ka=1.7510-5,解离度(a),c(H3O+) = c(Ac) = 1.3103 molL-1,c(HAc)=(0.10-1.3103)molL-10.10molL-1,c(OH) =7.71012 molL-1,=c(H3O+)c(OH),与 Ka 的关系：(稀释定律）,HA(aq) H+(aq) + A(aq),平衡浓度 c c c c,初始浓度 c 0 0,稀释定律：在一定温度下( 为定值)，某弱电解质的解离度随着其溶液的稀释而增大。,Ka与关系,（1）相同点：均可表示酸碱的
7、强弱,（2）不同点：,随c改变。c大小， c小大。,Ka在定温下是常数，不随c变化。,Ka应用范围比大。,2. 一元弱碱的解离平衡：,弱碱的解离常数,例：已知25时， 0.200molL-1氨水的解离度为 0.95%，求c(OH), pH值和氨的解离常数。,解：,5.3.2 多元弱酸的解离平衡,例题：计算 0.010 molL-1 H2CO3溶液中的 H3O+, H2CO3, ， 和OH的浓度以及溶液的pH值。,例：再向上面H2CO3溶液中加入1.010-3 M HCl对电离度有什么影响？,电离度降低。,小结：,（1）多元弱酸溶液中H+可近似处理。,可用Ka1比较多元弱酸酸性的强弱。,（2）多
8、元弱酸溶液中H+与Ka1有关，而酸根浓度与K2有关，即,（3）当H2CO3 溶液中外加强酸，则CO32-与H+2成反比。,弱电解质电离平衡的有关计算,1.一元弱酸,2.一元弱碱,3. 多元弱酸,盐的水解：盐溶于水后，盐的离子同溶液中水的H+或OH-之间的反应称为盐的水解。,NaAC, NH4Cl NH4AC,5.3.3 盐溶液的酸碱平衡,1.强酸弱碱盐（离子酸）,(1) + (2) = (3) 则,例：计算0.1moll-1 NH4Cl溶液中的pH和解离度。,解：,2. 弱酸强碱盐（离子碱）,NaAc , NaCN一元弱酸强碱盐的水溶液成碱性，因为弱酸阴离子在水中发生水解反应。如在NaAc水溶
9、液中：,盐水解本质,+,例：计算0.01moll-1 NaAC溶液中的AC-、OH- 和pH。,解：,多元弱酸强碱盐的水解：Na2CO3,Na2CO3=2Na+CO32-,特点：由于Kb1Kb2,计算时只考虑第一步水解。,多元弱酸强碱盐也呈碱性，它们在水中解离产生的阴离子都是多元离子碱，它们的水解都是分步进行的。,始 c 0 0,平 c-x x x,如Na3PO4的水解：,例题：计算0.10molL-1Na3PO4溶液的pH值。,ceq/ (molL-1 ) 0.10 x x x,解：,3.酸式盐,解离大于水解， NaH2PO4溶液显弱酸性；相反,Na2HPO4溶液解离小于水解,显弱碱性。,始
10、 c c 0 0,平 c-x c-x x x,4. 弱酸弱碱盐,溶液的H+取决于Ka、Kb。,5.影响盐类水解的因素,盐的浓度： c盐 , 水解度增大。,总之，加热和稀释都有利于盐类的水解。,溶液的酸碱度：加酸可以引起盐类水解平衡的移动，例如加酸能抑制下述水解产物的生成。, 温度：水解反应为吸热反应， 0 ，T, ，水解度增大。, 5.4 缓冲溶液,* 5.4.4 缓冲范围和缓冲能力,5.4.3 缓冲溶液pH值的计算,5.4.2 缓冲溶液,5.4.1 同离子效应,同离子效应：在弱电解质溶液中，加入与其含有相同离子的易溶强电解质而使弱电解质的解离度降低的现象。,5.4.1 同离子效应,平衡移动方
11、向,例：在 0.10 molL-1 的HAc 溶液中，加入 NH4Ac (s)，使 NH4Ac的浓度为 0.10 molL-1，计算该溶液的 pH值和 HAc的解离度。,x = 1.810-5 c(H+) = 1.810-5 molL-1,0.10 x 0.10,0.10 molL-1 HAc溶液：pH = 2.89， = 1.3%,解： HAc(aq)+H2O(l) H3O+(aq)+Ac(aq),ceq / (molL-1) 0.10 x x 0.10 + x,c0/ (molL-1) 0.10 0 0.10,pH = 4.74， = 0.018%,50mLHAcNaAc c(HAc)=c
12、(NaAc)=0.10molL-1 pH = 4.74,缓冲溶液：具有能保持本身pH值相对稳定性能的溶液(也就是不因加入少量强酸或强碱而显著改变pH值的溶液)。,加入1滴(0.05ml) 1molL-1 HCl,加入1滴 (0.05ml) 1molL-1 NaOH,实验：,pH = 3 pH = 11,pH = 4.73 pH = 4.75,5.4.2 缓冲溶液,50ml纯水pH = 7,盐的水解：会写水解反应溶液酸碱性及有关计算。,1）一元弱酸强碱盐,2）一元强酸弱碱盐,3）一元弱酸弱碱盐,4）多元弱酸强碱盐,Ka = Kb 中性 Ka Kb 碱性 Ka Kb 酸性,缓冲作用原理,加入少量强
13、碱：,溶液中较大量的HA与外加的少量的OH生成A和H2O，当达到新平衡时,c(A)略有增加, c(HA)略有减少， 变化不大，因此溶液的c(H3O+)或pH值基本不变。,HA和A-,溶液中大量的A与外加的少量的H3O+结合成HA，当达到新平衡时，c(HA)略有增加，c(A)略有减少， 变化不大，因此溶液的c(H3O+)或pH值基本不变。,加入少量强酸：,1 弱酸弱酸盐：,由于同离子效应的存在，通常用初始浓度c0(HA) ,c0(A)代替c(HA) ,c(A) 。,例HAcNaAc，H2CO3NaHCO3,5.4.3 缓冲溶液pH值的计算,2. 弱碱 弱碱盐,NH3 H2O NH4Cl,例题：若在 50.00ml 0.150molL-1 NH3 (aq)和 0.200 molL-1 NH4Cl组成的缓冲溶液中，加入0.100ml 1.00 molL-1的HCl ，求加入HCl前后溶液的pH值各为多少？,解：加入 HCl 前：,3. 缓冲溶液的缓冲性能的计算,加入 HCl 后：,加HCl前浓度/(molL-1),0.150-0.0020-x 0.200+0.0020+x x,0.150 0.200,加HCl后初始浓度/(molL-1),
