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1、第三章 酸碱反应和沉淀反应, 3.4 沉淀反应, 3.3 盐类的水解反应, 3.2 弱电解质的解离反应, 3.1 水的解离反应和溶液的酸碱性,3.1 水的解离平衡和pH值,3.1.2 溶液的pH值,3.1.1 水的解离平衡,3.1.3 酸碱指示剂,3.1.1 水的解离平衡,H2O (l) + H2O(l) H3O+ (aq) + OH(aq),或 H2O (l) H+ (aq) + OH(aq), 水的离子积常数，简称水的离子积。,25纯水：c(H+)= c(OH)=1.010-7molL-1,100纯水：,=1.010-14,=5.4310-13,T ， ,3.1.2 溶液的pH值,变色范围
2、 酸色 中间色 碱色 甲基橙 3.1 4.4 红 橙 黄 酚 酞 8.0 10.0 无色 粉红 红 石 蕊 3.0 8.0 红 紫 蓝,3.1.3 酸碱指示剂,广泛pH试纸: 1-14,精密pH试纸, 3.2 弱酸、弱碱的解离平衡,5.3.3 盐溶液的酸碱平衡,3.2.2 多元弱酸的解离平衡,3.2.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡,1.一元弱酸的解离平衡,初始浓度/molL-1 0.10 0 0,平衡浓度/molL-1 0.10x x x,x=1.3103,3.2.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡,HAc(aq)+H2O(l) H3O+(aq)+Ac(aq),(物理意义),解离度(a),c(H3O+
3、) = 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 的关系：,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。,C/Ka 500,c0 0.200 0 0,2. 一元弱碱的解离平衡：,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：,ceq 0.200(1 0.9
4、5%) 0.2000.95% 0.2000.95%,3.2.2 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。,3.2.3 缓冲溶液,4 缓冲范围和缓冲能力,3 缓冲溶液pH值的计算,2 缓冲溶液,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。,1 同离子效应,平衡移动方向,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。,
5、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(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
6、(0.05ml) 1molL-1 HCl,加入1滴(0.05ml) 1molL-1 NaOH,实验：,50ml纯水pH = 7 pH = 3 pH = 11,pH = 4.73 pH = 4.75,2 缓冲溶液,缓冲作用原理,加入少量强碱：,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：,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。,1) 弱酸弱酸盐：,
7、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) 。,3 缓冲溶液pH值的计算,例HAcNaAc，H2CO3NaHCO3,2) 弱碱 弱碱盐,NH3 H2O NH4Cl,例2：,结论：,缓冲能力与缓冲溶液中各组分的浓度有关，c(HA) ，c(B)及 c(A)或c(BH+)较 大时,缓冲能力强。,缓冲溶液的缓冲能力是有限的；,决定的，,例题： 求 300mL 0.50molL-1 H3PO4和 500mL 0. 50molL-1 NaOH的混合溶液的pH值。,解：先反应再计算,例题：若在 50.00ml 0.150molL-1 NH3 (aq)和 0.20
8、0 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：,4) 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),0.150-0.0020 0.200+0.0020,平衡浓度/(molL-1),NH3(aq) + H2O (l) (aq) +OH(aq),* 3.2.4 缓冲范围和缓冲能力,所选择的缓冲溶液，除了参与和 H+或 OH 有
9、关的反应以外，不能与反应系统中的其它物质发生副反应；,缓冲溶液的选择和配制原则：, 或 尽可能接近所需溶液的pH值；,欲配制的缓冲溶液的 pH 值,应选择的缓冲组分, 若 或 与所需pH不相等，依所需pH调整,1.强酸弱碱盐（离子酸）,(1) + (2) = (3) 则,3.3 盐类的水解反应,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水溶液中：,如Na3PO4的水解：,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。,例题：计算0.10molL-1Na3PO4溶液的
10、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。 思考：其相关常数等于多少？,*4. 弱酸弱碱盐,3.4 沉淀反应, 3.4.3 两种沉淀之间的平衡, 3.4.2 沉淀的生成与溶解, 3.4.1 溶解度和溶度积, 3.4.3 沉淀反应的应用, 3.4.1 溶解度和溶度积,3 溶解度和溶度积的关系,2 溶度积,1 溶解度,在一定温度下，达到溶解平衡时，一定量的溶剂中含有溶质的质量，叫做溶解度通常以符号 S 表示。 对水溶液来说，通常以饱和溶液中每 100g 水所含溶质质量
11、来表示，即以： g /100g水表示。,1 溶解度,Less than 0.01g/100gWater: 难溶 Between 0.1 to 0.01g/100g Water: 微溶 larger than 0.1g/100gWater: 易溶,在一定温度下，将难溶电解质晶体放入水中时，就发生溶解和沉淀两个过程。,2 溶度积,在一定条件下，当溶解和沉淀速率相等时，便建立了一种动态的多相离子平衡，可表示如下：,一般沉淀反应：, 溶度积常数，简称溶度积。,3 溶解度和溶度积的关系,溶度积和溶解度的相互换算,在有关溶度积的计算中，离子浓度必须是物质的量浓度，其单位为molL1，而溶解度的单位往往是g
12、 /100g水。因此，计算时有时要先将难溶电解质的溶解度 S 的单位换算为molL1。,例 ：25oC，AgCl的溶解度为1.9210-3 gL-1，求同温度下AgCl的溶度积。,例：25oC，已知 (Ag2CrO4)=1.110-12，求 同温下S(Ag2CrO4)/gL-1。,解：,不同类型的难溶电解质不能直接用溶度积比较其溶解度的相对大小。,Ag2CrO4,* 相同类型的难溶电解质，其 大的 S 也大。, 3.4.2 沉淀的生成与溶解,4 配合物的生成对溶解度的影响 沉淀的配位溶解,3 pH 值对溶解度的影响 沉淀的酸溶解,2 同离子效应和盐效应,1 溶度积规则,沉淀溶解平衡的反应商判据
13、,即溶度积规则：,1 溶度积规则, J 平衡向左移动，沉淀析出；, J = 处于平衡状态，饱和溶液；, J 平衡向右移动，无沉淀析出； 若原来有沉淀存在，则沉淀溶解。,PbCrO4(s),例：,BaCO3的生成。, 加 BaCl2 或 Na2CO3, 加酸,为 6. 010-4 molL-1 。若在 40.0L该溶液中，加入 0.010molL-1 BaCl2溶液 10.0L ，问是否能生成BaSO4 沉淀？如果有沉淀生成，问能生成 BaSO4多少克？最后溶液中 是多少？,例题：25时，晴纶纤维生产的某种溶液中，,2 同离子效应和盐效应,1) 同离子效应 在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离子
14、的易溶强电解质，而使难溶电解质的溶解度降低的作用。,例题：求 25时， Ag2CrO4在 0.010 molL-1 K2CrO4溶液中的溶解度。,解：,AgCl在KNO3溶液中的溶解度 (25 ),盐效应：在难溶电解质溶液中，加入易溶强电解质而使难溶电解质的溶解度增大的作用。,0.00 0.00100 0.00500 0.0100,1.278 1.325 1.385 1.427,2) 盐效应, 当 时， 增大，S(PbSO4)显著减小，同离子效应占主导；, 当 时， 增大，S(PbSO4)缓慢增大，盐效应占主导。,3 pH 值对溶解度的影响 沉淀的酸溶解,1) 难溶金属氢氧化物,溶于酸,2.82,6.85,pH,可将pH值控制在 2.82 6.85 之间,Fe3+沉淀完全,Ni2+开始沉淀,例题：在含有0.10molL-1 Fe3+和 0.10molL-1 Ni2+的溶液中，欲除掉Fe3+，使Ni2+仍留在溶液中，应控制pH值为多少?,解：,c(Fe3+)10-5,溶于酸也溶于碱,溶于铵盐,例题： 在0.20L的 0.50molL-1 MgCl2溶液中加入等体积的 0.10molL-1的氨水溶液，问有无Mg(OH)2沉淀生成？为了不使 Mg(OH)2沉淀析出，至少应加入多少克NH4
