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1、第三章 水溶液中的离子平衡,2014.5.8,第一节 弱电解质的电离,什么是电解质？什么是非电解质？ 在水溶液或熔化状态下能导电的化合物叫电解质。 根据电解质的概念，讨论以下几种说法是否正确，并说明原因。 1.石墨能导电，所以是电解质。 2.由于BaSO4不溶于水，所以不是电解质。 3.盐酸能导电，所以盐酸是电解质。 4.SO2、NH3、Na2O溶于水可导电，所以均为电解质。 酸、碱、盐都是电解质，在水中都能电离出离子，不同的电解质电离程度是否有区别？ 有区别，电解质有强弱之分。,盐酸与醋酸是生活中常用的酸，盐酸常用于卫生洁具的清洁和去除水垢，为什么不用醋酸代替盐酸呢？ 醋酸腐蚀性比盐酸小，酸
2、性弱。 醋酸的去水垢能力不如盐酸强，除浓度之外是否还有其它因素？ 体积相同，浓度相同的盐酸和醋酸与等量镁条反应，并测量溶液的pH值。 开始1mol/LHCl与镁条反应剧烈，pH值盐酸为1，醋酸小于1,反应现象及pH值不同的原因？ 探讨结果：开始1mol/L HCl与镁条反应剧烈，说明1mol/L HCl中氢离子浓度大，即氢离子浓度为1mol/L，说明HCl完全电离；而开始1mol/L CH3COOH与镁条反应较慢，说明其氢离子浓度较盐酸小，即小于1mol/L，说明醋酸在水中部分电离。HCl是强电解质，CH3COOH是弱电解质。,什么叫强电解质？什么叫弱电解质？ 一、电解质有强弱之分 在水溶液里
3、全部电离成离子的电解质叫强电解质；如强酸、强碱、绝大多数盐。 只有一部分分子电离成离子的电解质叫弱电解质。如弱酸、强碱、水。 勒沙特列原理不仅可用来判断化学平衡的移动方向，而且适用于一切动态平衡，当然也适用于电离平衡，像我们刚才提到的体积相同，氢离子浓度相同的盐酸和醋酸分别与足量的镁条反应，最后醋酸放出氢气多，就与醋酸存在电离平衡有关。那么如何从电离平衡的移动去解释？,二、弱电解质的电离过程是可逆的 因为HCl不存在电离平衡，CH3COOH存在电离平衡，随着H的消耗，CH3COOH的电离平衡发生移动，使H得到补充，所以CH3COOH溶液中H+浓度降低得比HCl中慢，所以CH3COOH在反应过程
4、中速率较快。,CH3COO和H+在溶液中能否大量共存？ 不能。 我们知道，醋酸加入水中，在水分子的作用下，CH3COOH会电离成CH3COO和H，与此同时，电离出的CH3COO和H+又会结合成CH3COOH分子，随着CH3COOH分子的电离，CH3COOH分子的浓度逐渐减小，而CH3COO和H+浓度会逐渐增大，所以CH3COOH的电离速率会逐渐减小，CH3COO和H+结合成CH3COOH分子的速率逐渐增大，即CH3COOH的电离过程是可逆的。,1、CH3COOH CH3COO+H 在醋酸电离成离子的同时，离子又在重新结合成分子。当分子电离成离子的速率等于离子结合成分子的速率时，就达到了电离平衡
5、状态。这一平衡的建立过程，同样可以用速率时间图来描述。 弱电解质电离平衡状态建立示意图 根据上图的特点，结合化学平衡的概念，说一下什么叫电离平衡。,2、在一定条件（如温度、浓度）下，当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合生成分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态，这叫电离平衡。 电离平衡也属于一种化学平衡，那么电离平衡状态有何特征？ 前提：弱电解质的电离；达电离平衡时，分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等；动态平衡，即达电离平衡时分子电离成离子和离子结合成分子的反应并没有停止；达电离平衡时，离子和分子共存，其浓度不再发生变化；指电离平衡也是一定条件下的平衡，外界条件改变，电离
6、平衡会发生移动。 哪些条件改变可引起化学平衡移动？ 浓度、温度、压强。,在氨水中存在电离平衡：NH3H2O NH4+OH 下列几种情况能否引起电离平衡移动？向哪个方向移动？ 加NH4Cl固体 加NaOH溶液 加HCl 加CH3COOH溶液 加热 加水 加压 答案逆向移动 逆向移动 正向移动 正向移动 正向移动 正向移动 不移动 加水时，会使单位体积内NH3H2O分子、NH4、OH粒子数均减少，根据勒沙特列原理，平衡会向粒子数增多的方向，即正向移动。但此时溶液中的NH4及OH浓度与原平衡相比却减小了，这是为什么呢？请根据勒夏特列原理说明。 因为根据勒沙特列原理，平衡移动只会“减弱”外界条件的改变
7、，而不能“消除”。,分析一元弱酸或弱碱的电离平衡，完成下列问题： 1、写出弱酸和弱碱的电离方程式。 2、填写下表中的空白。 HA电离过程中体系各离子浓度变化,BOH电离过程中体系各离子浓度变化,由于弱电解质存在电离平衡，因此弱电解质的电离方程式的书写与强电解质不同。试写出下列物质的电离方程式： 1、H2CO3 2、H2S 3、 NaHCO3 4、NaHSO4 5、HClO 1、H2CO3 H+HCO3 - HCO3 - H+CO3- 2、H2S H+HS HS H+S2 3、NaHCO3=Na+HCO3 - HCO3 - H+CO3- 4、NaHSO4=Na+H+SO4 5、HClO H+Cl
8、O 氢硫酸和次氯酸都是弱酸，那么它们的酸性谁略强一些呢？那就要看谁的电离程度大了，弱酸电离程度的大小可用电离平衡常数来衡量。,三、电离平衡常数 对于弱电解质，一定条件下达到电离平衡时，各组分浓度间有一定的关系，就像化学平衡常数一样。如弱电解质AB： AB A+ + B 弱酸的电离平衡常数一般用Ka表示，弱碱用Kb表示。请写出CH3COOH和NH3H2O的电离平衡常数表达式 Ka= Kb=,从电离平衡常数的表达式可以看出，分子越大，分母越小，则电离平衡常数越大，即弱电解质的电离程度越大，电离平衡常数越大，因此，电离平衡常数可用来衡量弱电解质相对强弱。那么，用电离平衡常数来比较电解质相对强弱时，要
9、注意什么问题呢？ 电离平衡常数和化学平衡常数一样，其数值随温度改变而改变，但与浓度无关。电离平衡常数要在相同温度下比较。,向两支分别盛有0.1mol/LCH3COOH和硼酸的试管中加入等浓度的碳酸钠溶液，观察现象。 酸性：CH3COOH碳酸硼酸。 多元弱酸是分步电离的，每步都有各自的电离平衡常数，那么各步电离平衡常数之间有什么关系？多元弱酸与其他酸比较相对强弱时，用哪一步电离平衡常数来比较呢？ 多元弱酸电离平衡常数：K1K2K3，其酸性主要由第一步电离决定。 对于多元弱碱的电离情况与多元弱酸相似，其碱性由第一步电离的电离平衡常数决定。,小结： 一、电解质有强弱之分 在水溶液里全部电离成离子的电
10、解质叫强电解质；如强酸、强碱、绝大多数盐。 只有一部分分子电离成离子的电解质叫弱电解质。如弱酸、弱减、水。 二、弱电解质的电离过程是可逆的 1、CH3COOH CH3COO+H 弱电解质电离平衡状态建立示意图 2、在一定条件（如温度、浓度）下，当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合生成分子的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态，这叫电离平衡。 3、影响因素：浓度 温度,三、电离平衡常数 AB A+B 1.电离平衡常数的意义：判断弱酸、弱碱的相对强弱。 2.温度升高电离平衡常数增大，但浓度改变电离常数不变。 3.多元弱酸、多元弱碱分步电离，K1K2K3，酸性或碱性由K1决定。,第二节 水的电
11、离和溶液的酸碱性,一、水的电离 1、用灵敏的电流计测定纯水的导电性可知：纯水具有导电性，但极其微弱，为什么呢？ （1） 水是一种极微弱的电解质，只能微弱的电离，并存在着平衡。 水的电离方程式：H2O + H2O = H3O+ + OH- 简写为：H2O = H+ + OH- （2）从纯水的导电性实验测得，25时，1L纯水中只有110-7mol H2O电离。 CH+ = COH-=110-7mol/L 而1L水的物质的量为55.6mol，这与发生电离的水110-7mol相比，水的电离部分忽略不计。所以，电离前后，水的物质的量几乎不变，可以看作是一个常数 CH+ COH-=KW KW叫做水的离子积
12、常数，简称水的离子积。 KW= CH+ COH-=110-7110-7=110-14 水的离子积常数反映了一定温度下的水的H+ 浓度和OH- 浓度之间的关系。,二、影响水的电离的因素 加入酸或碱，抑制水的电离，KW不变； 加入某些盐，促进水的电离，KW不变； 电离过程是一个吸热过程，升温能促进水的电离，KW增大，在100时，KW =110-12。 其它因素：如加入活泼金属，消耗H+，水的电离程度增大。 CH+ =110-7mol/L的溶液一定呈中性吗？ 溶液或纯水呈中性，是因为溶液中CH+ = COH- 纯水中溶液H、OH 浓度的计算方法： CH+ = COH- = 。,三、在酸、碱溶液中如何
13、求H2O电离出的H+ 浓度和OH- 浓度 水的离子积常数反映了一定温度下的水的H+ 浓度和OH- 浓度之间的关系。 例1、0.1mol/LHCI中CH+ 以及水电离出的H+ 浓度和OH- 浓度 分析（1）酸影响了水的电离，抑制了水的电离，水电离平衡向左移动。所以，酸电离出的CH+ 很大，是主要的，水电离的CH+ 很小。所以溶液中CH+可以近似看作是酸电离出的H+浓度。 CH+=0.1mol/L 溶液中COH- =10-14/0.1=10-13 mol/L，此COH- 就是水电离出的OH- 浓度。 CH+（水）= COH-（水）=10-13 mol/L 结论：纯水中KW=10-14为单纯水的离子
14、积常数。 对于酸或碱来说，溶液中的H+ 浓度和OH- 浓度的乘积是110-14，而抑制了水的电离，使水本身的离子积常数减小。,例2、0.1mol/L下列物质的溶液中，CH+ 和COH- 的大小顺序 （1）HCl （2）Ba（OH）2 （3）HF （4）NaOH (5)CH3COOH 例3、将水升温到95时，水的电离程度将 ，水的离子积常数将 。 水的H+ 浓度和OH- 浓度将 ，此时溶液呈 性，pH 7。,练习: 1.水的电离过程为H2O = H+ + OH-，在不同温度下其离子积为KW25=110-14， KW35 =2.1 10-14。则下列叙述正确的是： A、c(H+)随着温度的升高而降
15、低 B、在35时，纯水中 c(H+) c(OH-) C、水的电离常数K25 K35 D、水的电离是一个吸热过程,2. 1)判断正误： (1)任何水溶液中都存在水的电离平衡。 (2)任何水溶液中（不论酸、碱或中性） 都存在Kw=10-14 。 (3)某温度下，某液体c(H+)= 10-7mol/L，则该溶液一定是纯水。 2)0.01mol/L盐酸溶液中。 c(H+)、 c(OH-)分别为多少？ 3)0.01mol/L NaOH溶液中，c(H+) 、 c(OH-)分别为多少？ 4)25：A、B、C 三种溶液，其中A中c(H+) = 10-3mol/L ，B 中 c(OH-) = 510-7mol/L，C中c(H+) / c(OH-) = 10-6,则三种溶液的酸性强弱顺序如何？,四、溶液的酸碱性 1、溶液的酸碱性与CH+ 、COH- 的关系 纯水中加入盐酸或氢氧化钠后，水的电离平衡如何移动？建立新平衡时溶液中的CH+ 、COH- 如何变化？ 无论酸性、中性、碱性溶液里，都同时存在着OH-、H+，常温下，CH+ 、COH- 的乘积是一个常数（110-14） 任何水溶液中存在的H+ 和OH- 作为矛盾的双方，既互相依存，又互相制约，共同决定了溶液的酸碱性。,2、溶液的pH （1）为什么要引入溶液的pH 示例：植物适宜生长在中性的土壤中，要测土壤溶液的酸碱度；医生要检测病人
