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1、1,第8章 酸碱解离平衡,8-1 弱酸弱碱的解离平衡 8-2 盐的水解 8-3 电解质溶液和酸碱理论的发 展,2,8- 1弱酸弱碱的解离平衡 8-1-1 一元弱酸弱碱的解离平衡.,HAc + H2O H3O+ + Ac- 简写 HAc H+ + Ac-,弱酸的电离平 衡常数,一元弱酸,3,HAc H+ + Ac- t=o C0 0 0,H+2,Ka =,t=平 C0 H+ H+ Ac-,H+ = Ac-,H+2,C0-H+ ,H+ = KaC0,C0,C0 400 Ka,H+ Ac-,HAc ,=,4,一元弱碱,NH3 + H2O,NH4+ + OH-,弱碱的电离平衡常数,5,NH3H2O N
2、H4+ + OH- t=o C0 0 0,Kb ,t=平 C0 OH- NH4+ OH-,OH- = NH4+,OH-2,OH- = KbC0,C0,C0 400 Kb,6,Ka 10-2 为弱酸,Ka 和 Kb 与温度有关， 可近似处理,H2O = H+ + OH- H 0 吸热反应,7,电离常数性质：,电离常数随温度而变化， 电离常数不随溶液的浓度变化， p值定义为酸的电离指数， plg 电离常数可以通过实验测定，亦可通过热力学数据计算。,8,H2S,HS-,H+HS- K 1 =1.110-7,H+S2- K 2 =1.310-13,pK之正值越大，对应的酸越弱。,当多元酸逐个失去质子时
3、，其失去质子的倾向依次减弱。,p6.9,p12.9,9,2 解离度,解离度： 电离平衡时弱电解质的解离百分率：, ,已电离的浓度,弱电解质初始浓度,100%,10,t=o C0 0 0,t=平 C0 H+ H+ Ac-, ,H+,C0,H+ = KaC0,KaC0,C0,Ka/C0, ,HAc H+ + Ac-,Ka c2,解离度随浓度的变化？,11,P84表3-3,解离度随浓度的减小而增大。,12,Ka c2,稀释定律,对AB型弱电解质有如下关系：,随c值的减小而增大。,13,电离常数是平衡常数的一种形式，它不随电解质的浓度而变化； 解离度是转化率的一种形式，它表示弱电解质在一定条件下的解离
4、百分率，在电离常数允许的条件下可随弱电解质的浓度而变化。,注意！, Ka/C0,14,p209例8-1 （a） 计算0.10mol/LHAc溶液中H+离子浓度和解离度，HAc的K a=1.7610-5。 解：HAc水溶液中同时存在两个电离平衡： H2O H+OH- HAc H+Ac- 在计算H+离子浓度时，可忽略水的电离， 溶液中H+Ac-,C0/K a=5682 400，C0HAc,15,设H+=x HAc H+ + Ac- 平衡浓度 0.10-x x x K a=x2/（0.10-x） 即0.10-x0.10 Ka x2/0.10=1.7610-5 H+=x=(1.7610-50.10)1
5、/2=1.3410-3,=H+/C0=1.3410-3/0.10=1.34%,16,浓度为C 酸的一元弱酸溶液中：,H+=K aC酸,适用范围：解离度5%时，即C酸/Ka400。,17,Ka / C0 1/400,C0 / Ka 400,= Ka/C0 1/400 0.05,18,浓度为C碱的一元弱碱溶液中：,OH-=K bC碱,适用范围：解离度5%时，即C碱/Kb400。,19,3 同离子效应,HAc H+ + Ac-,增加Ac，平衡左移, 减小。,+NaAc,20,p211例8-2 在0.10M HAc溶液中加入少量 NaAc, 使其浓度为0.20M, 求该溶液的H+浓度和解离度.,21,
6、解： (1) 设电离产生的H+离子浓度为X。 HAc H+ + Ac_ 平衡 0.10-x x 0.20+x HAc=0.10-X0.10 (同离子效应) Ac-=0.20+X0.20 代入平衡关系式 H+Ac-/HAc=K a 0.20X/0.10=1.810-5 H+=X=0.101.810-5 / 0.20 =9.010-6 mol/L,22,（2）求 =H+/C0= 9.010-6 / 0.10 = 9.010-3 %,0.10M HAc, 解离度=1.34%.,同离子效应使解离度减小149倍！,23,同离子效应： 在已经建立离子平衡的弱电解质溶液中，加入与其含有相同离子的另一强电解质
7、，而使平衡向降低弱电解质电离度方向移动的作用称同离子效应。,24,1 水的离子积常数 纯水有微弱的导电能力，说明水分子能够电离： H2O +H2O H3O+OH- 简写为：H2O H+ + OH-,8-1-2 水的解离平衡和溶液的pH,25,根据化学平衡原理： K W=H+OH- =1.010-14 常温 Kw的意义是：一定温度时，水溶液中H+和 OH- 之积为一常数。,水的离子积常数,H2O H+ + OH-,26,2 溶液的pH值 pH值是溶液酸碱性的定量标度。 溶液中氢离子浓度的负对数叫做pH值。 pH = - lgH+,pOH = - lgOH-,plg,27,pH =pOH =7,2
8、8,3 酸碱指示剂,能通过颜色变化指示溶液的酸碱性的物质,溴酚蓝,29,HIn H+ + In-,甲基橙的电离平衡:,HIn=In-,pH = pK i称为指示剂的理论变色点。,当 H+ = K i ，,pH = pK i1称为指示剂的变色范围。,30,分级解离 解离常数亦分级，如：,H2S,HS-,H2S,H+HS- K 1 =5.710-8,H+S2- K 2 =1.210-15,2H+S2- K a =?,根据多重平衡规则： K a =K 1 .K 2,8-1-3 多元弱酸的解离平衡,H2S,31,根据多重平衡规则： 反应1 + 反应2 = 反应3 K1K2=K3,32, 22,K =
9、K 1K2 =,6.8-22,33,1.总的电离常数关系式仅表示平衡时三种 浓度间的关系，而不说明电离过程是按一步完全电离的方式进行的。,注意:,34, , , O, 2 ,2. 多元弱酸溶液中，同时存在几个平衡。,H2S,HS-,H+HS-,H+S2-,涉及多种平衡的离子，其浓度必须同时满足该溶液中的所有平衡！,35,分析: H2S 的 K1 是 K2 的108 倍，由第二步电离出的 H+ 极少。 其余的二元弱酸，如 H2CO3 , H2C2O4 也是这样。,H2S,HS-,H+HS- K 1 =1.110-7,H+S2- K 2 =1.310-13,室温下，饱和H2S水溶液中，求该溶液的H
10、2S，HS-，S2-，H+。,36,首先， H2S 中电离出的 H+ 要克服 HS- 的吸引， 而从 HS- 中电离出的 H+ 要克服S2- 的吸引，故后者更难。 其次， 从平衡的角度看，第一步电离出的 H+ , 使第二步的电离平衡左移。 结论是，二元弱酸的 H+ 由第一步电离决定。当一元弱酸处理。,37,当K1/K2=1.110-7/1.310-13 102时, 可忽略二级电离，当一元酸处理。 CH2S/K 1=0.10/1.110-7400, H2SCH2S, 0.10-X0.10, S- 0.1 0 0 0.1-x x x,(1)求H+:,CH2S=0.10mol/L.,H2S饱和溶液：
11、,38,H+ = x =K 1CH2S =(1.110-70.10)1/2 =1.0510-4mol/L H+HS-=1.0510-4mol/L,H+=K aC酸,39,(2)求S2-: HS- H+ + S2- K 2=H+S2-/HS-=1.310-13 由于第二步电离非常小，可认为 H+HS- 得S2- K 2=1.310-13mol/L,H+离子浓度只有一个，它必须同时满足上述两个平衡关系式的要求。,40,多元弱酸K1 K2 K3 时，可当作一元弱酸处理，K1可以作为衡量多元弱酸酸强度的标志。 H+由K1决定。,1,41,二元弱酸溶液中，酸根的浓度近似等于K2 ，与酸的原始浓度关系不大
12、。,2,3,S2- K 2,在同一溶液中，同一种离子只能有一个浓度。,4,适用于纯的（why？）二元弱酸和二元中强酸。,42, S- 0.01 0 0 0.01-x x x,解 (a),CH2S=0.010mol/L.,p215例8-3,H+由K1决定。,H+=K1C酸,H+HS-=3.3210-5mol/L,S2- K 2=1.310-13mol/L,H+=K1C酸,H+=K1C酸,43,(b)加酸使H离子浓度为0.01 mol/L时,溶液中S2-离子浓度是多少？ 解 S2-K1K2H2SH+ =1.110- 41.210-15 0.0（.01） =1.410-18mol/L,0.01,0.
13、01,（a） S2- K2=1.310-13mol/L,44,8-1-4 缓冲溶液,pH=4.5-5.3,pH=5.6-6.3,45,HA H+ + A- 初始浓度 C酸 0 C盐 平衡浓度 C酸x x C盐+x C酸 C盐,代入平衡公式：,缓冲对的浓度越大，缓冲容量越大,46,一元弱酸及其盐溶液中的H+计算公式：,即H+ = x = Ka ,C酸,C盐,缓冲对的浓度比值0.1-10,HA H+ + A-,缓冲对,47,一元弱碱及其盐溶液中OH-的计算公式：,pH=14-pOH=14 - pKb+ lg(C碱/ C盐),48,P218 例8-5,49,盐解离产生的离子与水作用，产生弱电解质，使水的解离平衡发生移动从而影响溶液的酸碱性。这种作用叫做盐的水解。,8-2 盐的水解 (hydrolysis),H2O OH- + H +,+ Ac- HAc,50,NaCl,强酸强碱盐的阴、阳离子都不能与水电离出的H+和OH-结合，不能破坏水的电离平衡。因此，它们不水解，其水溶液为中性。,51,NaClO,弱酸强碱盐 水解产生弱酸，显碱性,ClO- + H2O =HCl
