无机及分析化学1：第七章 酸碱平衡

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1、无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第1张共张共90张张第七章 酸碱平衡Acid-BaseEquilibria无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第2张共张共90张张主要内容主要内容酸碱质子理论要点酸碱质子理论要点酸碱反应本质酸碱反应本质弱电解质电离规律弱电解质电离规律溶液溶液pH值计算值计算缓冲溶液定义、作用原理、缓冲溶液定义、作用原理、pH计算计算无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第3张共张共90张张7-1 电解质溶液溶液概述电

2、解质溶液溶液概述7-2质子理论及质子条件质子理论及质子条件7-3酸碱平衡及溶液的酸碱平衡及溶液的pH计算计算7-4酸碱离解平衡的移动酸碱离解平衡的移动7-5缓冲溶液缓冲溶液第七章 酸碱平衡无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第4张共张共90张张 a aA A+ b bB Bd dD D+e eE E rrG Gmm( (T T)=-R)=-RT TlnlnK K K K = =知识点复习：知识点复习：知识点复习：知识点复习：化学平衡化学平衡Le.Chatelier平衡移动原理平衡移动原理酸碱电离平衡酸碱电离平衡 沉淀沉淀- -溶解平衡溶解平

3、衡氧化氧化- -还原平衡还原平衡 配位配位- -离解平衡离解平衡引入新课：引入新课：引入新课：引入新课：无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第5张共张共90张张 7 7-1 -1 电解质溶液电解质溶液化合物电解质非电解质强电解质：完全电离弱电解质：部分电离一、强、弱电解质第七章 酸碱平衡无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第6张共张共90张张二、强电解质溶液1.1.离子互吸和离子氛理论离子互吸和离子氛理论HCl=HHCl=H+Cl+Cl- -1.0mol/L1.0mol/L1.0mol/

4、L1.0mol/L1.0mol/L1.0mol/L0.98mol/L0.98mol/L溶液中溶液中溶液中溶液中离子实际发挥作用的浓度，离子实际发挥作用的浓度，离子实际发挥作用的浓度，离子实际发挥作用的浓度，有效浓度有效浓度有效浓度有效浓度正负离子正负离子互吸互吸-离子氛离子氛，1923年德拜和休克尔年德拜和休克尔离子氛理论离子氛理论无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第7张共张共90张张离子强度离子强度离子强度离子强度1921192119211921路易斯路易斯路易斯路易斯衡量溶液中离子之间相互牵制作用的强弱。衡量溶液中离子之间相互牵制作用

5、的强弱。衡量溶液中离子之间相互牵制作用的强弱。衡量溶液中离子之间相互牵制作用的强弱。 z zi i 表示溶液中表示溶液中表示溶液中表示溶液中 第第第第i i 种离子的电荷数。种离子的电荷数。种离子的电荷数。种离子的电荷数。b bi i 表表表表示溶液中第示溶液中第示溶液中第示溶液中第i i种离子的质量摩尔浓度种离子的质量摩尔浓度种离子的质量摩尔浓度种离子的质量摩尔浓度I I 为离子强度为离子强度为离子强度为离子强度为离子强度为离子强度无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第8张共张共90张张a =c : : : : 活度系数活度系数活度系数活

6、度系数 溶液的浓度溶液的浓度溶液的浓度溶液的浓度( ( ( (c c) ) ) )：分析浓度分析浓度分析浓度分析浓度或或或或总浓度总浓度总浓度总浓度活度活度活度活度( (a a) ) ：溶液中：溶液中：溶液中：溶液中离子实际发挥作用的浓离子实际发挥作用的浓离子实际发挥作用的浓离子实际发挥作用的浓度，度，度，度，有效浓度有效浓度有效浓度有效浓度2.2.活度活度( (a) ): 01，通常通常acc越大越大，离子间相互作用愈强，活度系，离子间相互作用愈强，活度系数数越小，活度越小，活度a与浓度与浓度c差别愈大差别愈大c越小越小，离子间相互作用愈弱，活度系，离子间相互作用愈弱，活度系数数越大，活度越

7、大，活度a与浓度与浓度c差别愈小差别愈小对于稀溶液：对于稀溶液： 1ac无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第9张共张共90张张7 7-2 -2 酸碱质子理论酸碱质子理论及及质子条件质子条件 S.A.ArrheniusS.A.Arrhenius电离理论电离理论电离理论电离理论水溶液水溶液水溶液水溶液 J.N.Brnsted-J.N.Brnsted- T.M.LowryT.M.Lowry质子理论质子理论质子理论质子理论水溶液、非水体系水溶液、非水体系水溶液、非水体系水溶液、非水体系 G.N.LewisG.N.Lewis 电子理论电子理论电子理

8、论电子理论-有机、配位化学有机、配位化学有机、配位化学有机、配位化学 R.G.Pearson R.G.Pearson 软硬酸碱理论软硬酸碱理论软硬酸碱理论软硬酸碱理论-无机化合物无机化合物无机化合物无机化合物无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第10张共张共90张张一、酸碱质子理论凡是能给出质子的分子或离子称为凡是能给出质子的分子或离子称为凡是能给出质子的分子或离子称为凡是能给出质子的分子或离子称为酸酸酸酸；凡是能接受质子的分子或离子称为凡是能接受质子的分子或离子称为凡是能接受质子的分子或离子称为凡是能接受质子的分子或离子称为碱碱碱碱。 酸

9、 质子 碱1.1.概念水溶液、非水体系水溶液、非水体系水溶液、非水体系水溶液、非水体系无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第11张共张共90张张HClHAcNH4+Cl-Ac-NH3共轭酸共轭酸 质子质子+ +共轭碱共轭碱conjugateacidprotonconjugatebase两性物质两性物质:既能给出质子又能接受质子. H2PO4- HPO42- NH4Ac H2O等共轭酸碱对共轭酸碱对: :组成上相差一个质子的一对物质组成上相差一个质子的一对物质HCl H+ + Cl- HAc H+ + Ac-NH4+ H+ + NH3H2O

10、H+ + OH-注意：质子理论质子理论中无盐的中无盐的概念概念!无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第12张共张共90张张 酸碱反应本质：酸碱反应本质：酸碱反应本质：酸碱反应本质：两个共轭酸碱对之间两个共轭酸碱对之间两个共轭酸碱对之间两个共轭酸碱对之间质质质质子传递子传递子传递子传递2.2.酸碱反应和共轭酸碱对酸碱反应和共轭酸碱对H+酸给出质子生成相应的碱，而碱结合质子后又酸给出质子生成相应的碱，而碱结合质子后又酸给出质子生成相应的碱，而碱结合质子后又酸给出质子生成相应的碱，而碱结合质子后又生成相应的酸；酸与碱之间的这种依赖关系称生成相应的

11、酸；酸与碱之间的这种依赖关系称生成相应的酸；酸与碱之间的这种依赖关系称生成相应的酸；酸与碱之间的这种依赖关系称共轭关系共轭关系共轭关系共轭关系。相应的一对酸碱被称为。相应的一对酸碱被称为。相应的一对酸碱被称为。相应的一对酸碱被称为共轭酸碱对共轭酸碱对共轭酸碱对共轭酸碱对无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第13张共张共90张张H+H+酸酸1 1 碱碱2 2 酸酸2 2 碱碱1 1H2O+H2OH3O+OH-H3O+OH-H2O+H2OH+酸酸1 1 碱碱2 2 酸酸2 2 碱碱1 1HF+H2OH3O+F-酸酸1 1 碱碱2 2 酸酸2 2

12、 碱碱1 1酸的电离：酸的电离：水的电离：水的电离：中和反应：中和反应：H+NH3+H2ONH4+OH-碱碱1 1 酸酸2 2 酸酸1 1 碱碱2 2碱的电离：碱的电离：无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第14张共张共90张张H+HAc+NH3NH4+Ac- 酸酸1 1 碱碱2 2 酸酸2 2 碱碱1 1H+H2O+Ac- HAc+OH-酸酸1 1 碱碱2 2 酸酸2 2 碱碱1 1盐的水解盐的水解:H+NH4+H2O H3O+ +NH3酸酸1 1 碱碱2 2 酸酸2 2 碱碱1 1无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院

13、山农大化学院 2024/8/26第第15张共张共90张张酸酸失失质子总数质子总数碱碱得得质子总数质子总数二、质子二、质子平衡式平衡式-PBEPBEPBE三步书写法：1.选好选好质子基准态物质质子基准态物质(零水准零水准)；2.2.以质子基准态物质为准，列出得失以质子基准态物质为准，列出得失质子后的产物及得失质子的数目质子后的产物及得失质子的数目; ;3.3.根据得失质子数相等写出根据得失质子数相等写出PBEPBE。- - - - - - - - -重点重点无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第16张共张共90张张写出一元弱酸写出一元弱酸HA

14、溶液的质子条件溶液的质子条件HAHAHH2 2OO- -HH+ +A A- - -HH+ +OHOH- -+HH+ +HH3 3OO+ +PBE:PBE:c ce e(H(H3 3OO+ +) )= = c ce e(A(A- -)+)+ c ce e(OH(OH- -) )例例1 1解：解：解：解：无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第17张共张共90张张写出写出写出写出N NH H3 3 水溶液的水溶液的水溶液的水溶液的PBEPBENHNH3 3HH2 2OO+HH+ +NHNH4 4+ +- -HH+ +OHOH- -+HH+ +HH

15、3 3OO+ +PBE:PBE:c ce e(NH(NH4 4+ +)+)+ c ce e(H(H3 3OO+ +) )= = c ce e(OH(OH- -) )例例2 2解：解：解：解：无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第18张共张共90张张写出写出写出写出N NH H4 4ClCl 水溶液的水溶液的水溶液的水溶液的PBEPBENHNH4 4+ +HH2 2OO- -HH+ +NHNH3 3- -HH+ +OHOH- -+HH+ +HH3 3OO+ +PBE:PBE:c ce e(H(H3 3OO+ +) )=c ce e(NH(NH

16、3 3)+)+ c ce e(OH(OH- -) )例例3 3解：解：解：解：无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第19张共张共90张张写出写出写出写出NaNaA(AcA(Ac- -、CNCN- -) ) 溶液的溶液的溶液的溶液的PBEPBEA A- -HH2 2OO+HH+ +HAHA- -HH+ +OHOH- -+HH+ +HH3 3OO+ +PBE:PBE:c ce e(HA)+(HA)+ c ce e(H(H3 3OO+ +) )= = c ce e(OH(OH- -) )例例4 4解：解：解：解：无机及分析化学无机及分析化学 第七

17、章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第20张共张共90张张写出多元碱写出多元碱写出多元碱写出多元碱NaNa2 2A A溶液的溶液的溶液的溶液的PBEPBEA A2-2-HH2 2OO- -HH+ +OHOH- -+HH+ +HH3 3OO+ +PBE:PBE:c ce e( (HAHA- -) )+ +2 2c ce e( (HH2 2A A)+)+c ce e(H(H3 3OO+ +) )= = c ce e( (OHOH- -) )例例5 5+HH+ +HAHA- -+2 2HH+ +HH2 2A AA2-:S2-;CO32-;C2O42-等等解：解：解：解：无机及分析

18、化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第21张共张共90张张写出多元酸写出多元酸写出多元酸写出多元酸H H3 3POPO4 4溶液的溶液的溶液的溶液的PBEPBEHH3 3POPO4 4HH2 2OO- -HH+ +HH2 2POPO4 4- - -HH+ +OHOH- -+HH+ +HH3 3OO+ +PBE:PBE:c ce e(H(H3 3OO+ +) )=c ce e( (HH2 2POPO4 4- -)+)+2 2c ce e( (HPOHPO4 42-2-)+)+3 3c ce e( (POPO4 43-3-) )+ + c ce e( (

19、OHOH- -) )例例6 6- -2 2HH+ +HPOHPO4 42-2- -3 3HH+ +POPO4 43-3-解：解：解：解：无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第22张共张共90张张写出两性物质写出两性物质写出两性物质写出两性物质NaNHNaNH4 4HPOHPO4 4溶液的溶液的溶液的溶液的PBEPBENHNH4 4+ +HPOHPO4 42-2-HH2 2OO- -HH+ +OHOH- -+HH+ +HH3 3OO+ +PBE:PBE:c ce e( (HH2 2POPO4 4- -) )+ +2 2c ce e( (HH3

20、 3POPO4 4) )+ + c ce e(H(H3 3OO+ +) )= c ce e( (NHNH3 3) )+ + c ce e( (POPO4 43-3-) )+ +c ce e( (OHOH- -) )例例7 7+HH+ +HH2 2POPO4 4- -+2 2HH+ +HH3 3POPO4 4- -HH+ +POPO4 43-3- -HH+ +NHNH3 3解：解：解：解：无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第23张共张共90张张强酸(碱)溶液 一元弱酸一元弱酸( (碱碱) )溶液溶液 两性物质的解离平衡及溶液两性物质的解离平

21、衡及溶液pH值值 多元弱酸多元弱酸(碱碱)溶液溶液pH值的计算值的计算 主主要要内内容容7 7- -3 3 酸碱解离平衡及溶液酸碱解离平衡及溶液pHpH值值无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第24张共张共90张张平衡浓度计算公式推导思路平衡浓度计算公式推导思路平衡常数平衡常数 Ka、Kb cr,e(H+) ， pH 质子平衡式质子平衡式 近似、简化近似、简化 以以H+表示各组分浓度表示各组分浓度PBEPBE无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第25张共张共90张张 完全解离完全解离完全

22、解离完全解离: :e.ge.g.HCl+H.HCl+H2 2O=HO=H3 3OO+Cl+Cl- -通常通常通常通常浓度浓度浓度浓度:c ce e(H(H3 3OO+ +)=)=c c(HCl)(HCl)极稀极稀极稀极稀浓度浓度浓度浓度: :e.ge.g. .c cr r(HCl)110(HCl)110-6-6molLmolL-1-1水的电离就不能忽略！水的电离就不能忽略！水的电离就不能忽略！水的电离就不能忽略！一、强酸、强碱溶液一、强酸、强碱溶液的的pHpH值值HClH2O-H+Cl-H+OH-+H+H3O+解：解：解：解：无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院

23、 2024/8/26第第26张共张共90张张PBE:ce(H3O+)=ce(Cl-)+ ce(OH-)=cr(HCl)+ ce(OH-)任意一元强酸任意一元强酸HA:任意一元强碱任意一元强碱BOH:无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第27张共张共90张张例例:计算计算1.010-7molL-1NaOH溶液的溶液的pH pOH= 6.8 pH= 7.2 c cr r(NaOH)=1.010(NaOH)=1.010-7-71.0101.010-6-6无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第2

24、8张共张共90张张一元弱酸一元弱酸KaHA+H2OA-+H3O+HA A-+H+HAc1.810-5HF6.610-4HSO4-1.010-2NH4+5.510-10二、二、弱酸、弱碱溶液中弱酸、弱碱溶液中pH计算计算1.一元弱酸、一元弱酸、弱碱的弱碱的离解平衡离解平衡无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第29张共张共90张张一元弱碱一元弱碱 KbA-+H2OHA+OH-NaAc5.510-10NaCN1.610-5 NaF1.510-11 NH31.810-5无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/

25、8/26第第30张共张共90张张25水的质子自递反应：水的质子自递反应： H2O+ H2O H3O+OH-无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第31张共张共90张张表示弱酸、弱碱与表示弱酸、弱碱与表示弱酸、弱碱与表示弱酸、弱碱与H H2 2O O 之间质子传递反应程之间质子传递反应程之间质子传递反应程之间质子传递反应程度大小的标志度大小的标志度大小的标志度大小的标志 K Ka a K Kb b 越大，酸性、碱性越强越大，酸性、碱性越强越大，酸性、碱性越强越大，酸性、碱性越强K Ka a K Kb b 表达式中为各型体的相对平衡浓度表达式中为

26、各型体的相对平衡浓度表达式中为各型体的相对平衡浓度表达式中为各型体的相对平衡浓度H H2 2O O 为溶剂为溶剂为溶剂为溶剂, ,浓度为常数浓度为常数浓度为常数浓度为常数, ,不出现在表达式中不出现在表达式中不出现在表达式中不出现在表达式中p-237239p-237239附表附表附表附表22K Ka a K Kb b ppK Ka appK Kb b 关于关于KaKb：无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第32张共张共90张张HA A-+H+A-+H2O HA+OH-一元共扼酸、碱一元共扼酸、碱Ka(HA)Kb(A-)间关系间关系无机及分析

27、化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第33张共张共90张张一元弱酸一元弱酸HA:MBE：c(HA) =ce(HA)+ce(A-)PBE：ce (H+) =cr(A-)+ce(OH-)2.一元弱酸、弱碱溶液的一元弱酸、弱碱溶液的pH值计算值计算HAH+A-HAH2O-H+A-H+OH-+H+H3O+H+来源：来源：HA解离解离H2O解离解离无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第34张共张共90张张H+ 精确公式精确公式无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8

28、/26第第35张共张共90张张实际工作中，实际工作中，相对误差相对误差相对误差相对误差5%5%5%5%可做可做如下如下 近似处理：近似处理：1.1.忽略水对忽略水对忽略水对忽略水对HH+ +贡献，只考虑贡献，只考虑贡献，只考虑贡献，只考虑HAHA的解离的解离的解离的解离2.2.忽略弱酸解离引起弱酸平衡浓度变化忽略弱酸解离引起弱酸平衡浓度变化忽略弱酸解离引起弱酸平衡浓度变化忽略弱酸解离引起弱酸平衡浓度变化c cr r（HAHA） c cr,er,e（HAHA）无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第36张共张共90张张(1)cr(HA)Ka20

29、Kw,且且cr(HA)/Ka500时时: 此时不能忽略水对此时不能忽略水对此时不能忽略水对此时不能忽略水对H H+ +的贡献，的贡献，的贡献，的贡献，但但但但可忽可忽可忽可忽略弱酸解离引起的浓度变化略弱酸解离引起的浓度变化略弱酸解离引起的浓度变化略弱酸解离引起的浓度变化， 即认为：即认为：即认为：即认为：c cr,er,e(HA)=(HA)=c cr r(HA)-(HA)-c cr,er,e(A(A- -)c cr r(HA)(HA)近似计算公式近似计算公式无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第37张共张共90张张(2)cr(HA)Ka20

30、Kw,且且cr(HA)/Ka500时：时：此此此此时式中时式中时式中时式中K Kww可忽略可忽略, ,即即忽略水对忽略水对忽略水对忽略水对H H+ +贡献贡献贡献贡献, ,只只只只考虑考虑考虑考虑HAHA解离解离解离解离， 不忽略弱酸解离引起的不忽略弱酸解离引起的不忽略弱酸解离引起的不忽略弱酸解离引起的平衡浓度变化平衡浓度变化平衡浓度变化平衡浓度变化: :c cr,er,e(HA)=(HA)=c cr r(HA)-(HA)-c cr,er,e(H(H+ +) )近似计算公式近似计算公式无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第38张共张共90张

31、张(3)cr(HA)Ka20Kw,且且cr(HA)/Ka500此时既可此时既可此时既可此时既可忽略水对忽略水对忽略水对忽略水对HH+ +贡献贡献贡献贡献, ,式中式中式中式中K Kww ，也可也可也可也可忽略忽略忽略忽略HAHA解离引起的浓度变化解离引起的浓度变化解离引起的浓度变化解离引起的浓度变化 即即即即: : c cr,er,e(HA)=(HA)=c cr r(HA)-(HA)-c cr,er,e(A(A- -)c cr r(HA)(HA) 精确计算公式可简化为近似公式：精确计算公式可简化为近似公式：精确计算公式可简化为近似公式：精确计算公式可简化为近似公式：最简式最常用！无机及分析化学

32、无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第39张共张共90张张一元弱碱一元弱碱BOHBOH 近似计算公式近似计算公式近似计算公式近似计算公式最简式无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第40张共张共90张张例例:计算计算0.10molL-1HF溶液的溶液的pH值值pH=2.11 Ka(HF)=6.610-4解：解：无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第41张共张共90张张（Ka 1.7610-5)例例:计算计算0.10molL-1HAc溶液的溶液的pH值

33、值解：解：=1.3310-3pH=2.38pH=2.38 无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第42张共张共90张张 柠檬酸柠檬酸-三元酸三元酸 酒石酸酒石酸-二元酸二元酸 苹果酸苹果酸-二元酸二元酸3.3.多元弱酸、弱碱的离解平衡多元弱酸、弱碱的离解平衡哇,真酸呀!H2C2O4- -二元酸二元酸H2S-二元酸二元酸无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第43张共张共90张张H H3 3POPO4 4 H H2 2POPO4 4- - + H+ H+ + K K a,1 a,1 = =7.

34、67.61010-3-3 H H2 2POPO4 4- - HPOHPO4 42-2- + H+ H+ + K Ka,2 a,2 = =6.36.31010-8-8 HPOHPO4 42-2- POPO4 43-3- + H+ H+ + K Ka,3 a,3 = =4.44.41010-13-13 3.3.多元酸、碱电离平衡多元酸、碱电离平衡KKa,1a,1=K=Ka a (H(H3 3POPO4 4) )KKa,2a,2 =K=Ka a (H(H2 2POPO4 4- -) )KKa,3a,3 =K=Ka a (HPO(HPO4 42-2-) )多元弱酸多元弱酸多元弱酸多元弱酸无机及分析化学

35、无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第44张共张共90张张H3PO4 PO43-+3H+K a =K a,1 Ka,2 Ka,3 pK a =pK a,1 +pKa,2 +pKa,3 总解离总解离总解离总解离无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第45张共张共90张张 POPO4 43-3- +H+H2 2O HPOO HPO4 42-2- +OH+OH- - K Kb,1 b,1 = =2.32.31010-2-2HPOHPO4 42-2- +H +H2 2O HO H2 2POPO4 4- - +O

36、H+OH- - K Kb,2 b,2 = =1.61.61010-7-7 H H2 2POPO4 4- - +H+H2 2O HO H3 3POPO4 4 +OH+OH- - K Kb,3b,3 = =1.31.31010-12-12 KKb,1b,1 =K=Kb b (PO(PO4 43-3-) )KKb,2b,2 =K=Kb b (HPO(HPO4 42-2-) )KKb,3b,3=K=Kb b (H(H2 2POPO4 4- -) )多元弱碱多元弱碱多元弱碱多元弱碱无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第46张共张共90张张三元弱酸三元

37、弱酸/ /碱碱: :多元弱酸、碱多元弱酸、碱多元弱酸、碱多元弱酸、碱-离解常数之关系离解常数之关系离解常数之关系离解常数之关系H H3 3POPO4 4 H H2 2POPO4 4- - + H+ H+ + K K a,1 a,1 = =7.67.61010-3-3 H H2 2POPO4 4- - HPOHPO4 42-2- + H+ H+ + K Ka,2 a,2 = =6.36.31010-8-8 HPOHPO4 42-2- POPO4 43-3- + H+ H+ + K Ka,3 a,3 = =4.44.41010-13-13 PO PO4 43-3- +H+H2 2O HPOO HP

38、O4 42-2- +OH+OH- - K Kb,1 b,1 = =2.32.31010-2-2HPOHPO4 42-2- +H +H2 2O HO H2 2POPO4 4- - +OH+OH- - K Kb,2 b,2 = =1.61.61010-7-7 H H2 2POPO4 4- - +H+H2 2O HO H3 3POPO4 4 +OH+OH- - K Kb,3b,3 = =1.31.31010-12-12 H3PO4 - Na3PO4无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第47张共张共90张张H2CO3 - Na2CO3H2S - N

39、a2S二元弱酸二元弱酸/ /碱碱: :4.多元弱酸、碱溶液的多元弱酸、碱溶液的pH值计算值计算无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第48张共张共90张张分级解离，各级解离均可建立平衡。分级解离，各级解离均可建立平衡。多元弱酸多元弱酸第二级、第三级解离因第二级、第三级解离因同离子同离子效应效应及及电荷效应电荷效应，解离困难，解离困难，以第一步以第一步解离为主，计算该溶液中氢离子浓度时解离为主，计算该溶液中氢离子浓度时常按一元弱酸、弱碱处理。常按一元弱酸、弱碱处理。1.1.解离规律：解离规律：l例如：例如：H2S、H2CO3、H3AsO3等等按

40、一元弱酸、弱碱处理！H2A H+HA-HA- H+A2-无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第49张共张共90张张1 1多元弱酸按一元弱酸处理,计算公式:(1)cr(H2A)Ka,120Kw,且且cr(H2A)/Ka,1500(2)cr(H2A)Ka,120Kw,且且cr(H2A)/Ka,1500(3)cr(H2A)Ka,120Kw,且且cr(H2A)/Ka,1500无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第50张共张共90张张多元弱碱按一元弱碱处理,计算公式:(1)crB(OH)2Kb,1

41、20Kw,且且crB(OH)2/Kb,1500(2)crB(OH)2Kb,120Kw,且且crB(OH)2/Kb,1500(3)crB(OH)2Kb,120Kw,且且crB(OH)2/Kb,1500无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第51张共张共90张张例例:计算计算0.10molL-1H2C2O4溶液的溶液的pH值值pH = 1.28 解：解：无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第52张共张共90张张例例:室温下饱和室温下饱和CO2溶液溶液cr=0.04，求平衡，求平衡时时H+、HC

42、O3-、CO32-浓度浓度Ka,1=4.310-7Ka,2=5.610-11crKa,1 = 1.7 106 20 Kw cr/ Ka,1 = 105 500 解：解：c c e e(HCO(HCO3 3- -) ) c ce e(H(H+ +) ) 1.3101.310-4-4molmol. .L L-1-1=1.310-4无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第53张共张共90张张 x x=c cr, r,e e(CO(CO3 32 2- -)=)= K Ka a, ,2 2 =5.610=5.610- -1111Ka,1=4.310-7

43、Ka,2=5.610-11HCO3-+H2OCO32-+H3O+cr,e1.310-4x 1.310-4Ka,2=1.310-4x1.310-4无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第54张共张共90张张二元酸酸式盐二元酸酸式盐二元酸酸式盐二元酸酸式盐: :NaHANaHA溶液，起始浓度为溶液，起始浓度为溶液，起始浓度为溶液，起始浓度为c cr r5.5.两性物质两性物质溶液的溶液的pHpH值值两性物质：既可得到质子又可以失去质子两性物质：既可得到质子又可以失去质子如：如：H2ONaH2PO4Na2HPO4NaHC2O4NaHCO3NH4Ac

44、 HA-H2O+H+H2A+H+H3O+-H+OH-H+A2-PBE:ce(H3O+)+ce(H2A)=ce(A2-)+ce(OH-)无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第55张共张共90张张ce(H+)+ce(H2A)=ce(A2-)+ce(OH-)代入上式，得：代入上式，得：无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第56张共张共90张张H+精确计算公式精确计算公式故做如下近似处理故做如下近似处理：未知，无法直接计算未知，无法直接计算无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院

45、山农大化学院 2024/8/26第第57张共张共90张张如允许5%的误差，可进一步化简式:(1)crKa,220Kw,cr20Ka,1：Kw忽略忽略无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第58张共张共90张张如允许5%的误差，可进一步化简式:(2)crKa,2H2SO4H3PO4HAcH2CO3NH4+H2O 碱性：碱性： ClO4-HSO4-H2PO4-Ac-HCO3-NH3OH-无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第89张共张共90张张K b,1=K b(PO43-)K b,2=K b

46、(HPO42-)K b,3=K b,(H2PO4-)POPO4 43-3- +H+H2 2OO HPOHPO4 42-2- +OH+OH- -K K b,1b,1 =2.32.31010-2-2 HPOHPO4 42-2- +H+H2 2OO H H2 2POPO4 4- - +OH+OH- -K Kb,2b,2 = =1.61.61010-7-7 H H2 2POPO4 4- - +H+H2 2OO H H3 3POPO44+OH+OH- -K Kb,3b,3 = =1.31.31010-12-12 NaNa3 3POPO4 4K b(PO43-) =KwK a(HPO42-)K b .1

47、K a ,3= Kw碱碱酸酸无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第90张共张共90张张无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第91张共张共90张张物料平衡物料平衡 电荷平衡电荷平衡 质子平衡质子平衡质量守恒质量守恒电电 中中 性性质子得失数相等质子得失数相等7 7-3-3 酸碱平衡的处理方法酸碱平衡的处理方法HA + H2O A- + H3O+ 平衡组成的计算基础：无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第92张共张共90张张HAc HAc

48、,Ac- c(HAc) = ce(HAc) + ce(Ac-)倍数倍数一、物料平衡式一、物料平衡式- -MBEMBE物质总浓度该物质各物质总浓度该物质各型体型体之和之和Na2CO3 Na+， CO32- HCO3- ,H2CO3 c(Na2CO3)=ce(H2CO3)+ ce(HCO3-)+ ce(CO32-)ce(Na+)=2c(Na2CO3)无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第93张共张共90张张 c ce e (Na (Na+ +)+)+ c ce e (H (H+ +) ) = = 2 2c ce e (C (C2 2OO4 42

49、-2-) +) + c ce e (HC (HC2 2OO4 4- -) +) + c ce e ( (OHOH- -) )溶液为电中性溶液为电中性:正电荷总数负电荷总数正电荷总数负电荷总数二、电荷平衡式二、电荷平衡式- -CBECBEHAc HAc 溶液溶液溶液溶液 H H+ +，OHOH- -，AcAc- - c ce e (H(H+ +) ) =c ce e(Ac(Ac- -)+)+c ce e(OH(OH- -) )Na2C2O4 溶液溶液 Na+, H+, OH-, C2O42-, HC2O4-无机及分析化学无机及分析化学 第七章酸碱平衡山农大化学院山农大化学院 2024/8/26第第94张共张共90张张c ce e (Na (Na+ +)+)+c ce e(H(H+ +) ) = = c ce e ( (OHOH- -) )+ +3 3 c ce e (PO (PO4 43-3-) ) + + 2 2c ce e(HPO(HPO4 42-2- ) ) + + c ce e (H (H2 2POPO4 4- - ) ) Na2HPO4 溶液溶液 Na+, H+, OH-, PO43-, HPO42-,H2PO4-二、电荷平衡式二、电荷平衡式- -CBECBE