酸碱平衡及其PH值计算.pptx
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1、酸碱平衡酸碱平衡溶液中溶液中PH值的计算值的计算 强电解质强电解质 理论上理论上100%100%电离电离 强电解质在水溶液中完全电离强电解质在水溶液中完全电离 HCl =H+(aq)+Cl-(aq)电解质溶液电解质溶液但实际上:但实际上:对于正负离子都是一价的电解质,如对于正负离子都是一价的电解质,如HNO3,KCl等,等,其电离度在其电离度在90%左右;左右;正负离子为二价的电解质溶液的电离度较一价的小;正负离子为二价的电解质溶液的电离度较一价的小;同时同时:电解质溶液越浓,电离度越小。电解质溶液越浓,电离度越小。弱电解质的解离平衡弱电解质的解离平衡n解离平衡:解离平衡:当体系中未解离的分子
2、浓度和解离出当体系中未解离的分子浓度和解离出的离子浓度都维持一定的数值时,体系所处的状的离子浓度都维持一定的数值时,体系所处的状态。态。解离平衡是一种动态平衡解离平衡是一种动态平衡解离常数解离常数酸的解离常数酸的解离常数碱的解离常数碱的解离常数 酸碱的强弱取决于酸给出质子或碱接受质子的酸碱的强弱取决于酸给出质子或碱接受质子的能力。用解离常数能力。用解离常数 K Ka a 和和 K Kb b 可以定量地说明酸碱可以定量地说明酸碱的强弱程度。的强弱程度。HAc+H2O H3O+Ac HAc HAc 的共轭碱的解离常数的共轭碱的解离常数 K Kb b 为为:Ac+H2O HAc+OH Kb KaKb
3、=c(H+)c(OH)=Kw=10-14 (25)Ka HAc+H2O H3O+Ac-NH4+H2O H3O+NH3 HS-+H2O H3O+S2-比较下列弱酸弱碱的强弱比较下列弱酸弱碱的强弱越大,酸的强度越大越大,酸的强度越大,由由可知酸的强弱顺序为:可知酸的强弱顺序为:HAcNH4+HS-。Ac-+H2O OH-+HAc NH3 +H2O OH-+NH4+称为碱的解离常数。称为碱的解离常数。越大,碱的强度越大。一越大,碱的强度越大。一种酸的酸性越强,其种酸的酸性越强,其 值越大,则其相应的共轭碱的值越大,则其相应的共轭碱的碱性越弱,其碱性越弱,其 值越小。值越小。多元弱酸、弱碱在水溶液中是
4、逐级解离的多元弱酸、弱碱在水溶液中是逐级解离的:H3PO4+H2O H3O+H2PO4-H2PO4-+H2O H3O+HPO42-HPO42-+H2O H3O+PO43-三种酸的强度为:三种酸的强度为:H3PO4 H2PO4-HPO42-可见,在共轭酸碱对中,若酸的酸性越强,则其共轭可见,在共轭酸碱对中,若酸的酸性越强,则其共轭碱的碱性就越弱;若碱的碱性越强,则其共轭酸的酸性碱的碱性就越弱;若碱的碱性越强,则其共轭酸的酸性就越弱。就越弱。酸酸碱碱指同一反应,编码顺序不一样指同一反应,编码顺序不一样K Ka1a1KKa2a2 K Ka3a3K Kb1b1KKb2b2 K Kb3b3总结总结n解离
5、常数的意义:解离常数的意义:衡量弱电解质解离趋势的大小。衡量弱电解质解离趋势的大小。判断同类型的弱酸或弱碱的相对程度判断同类型的弱酸或弱碱的相对程度 相同温度下,相同温度下,Ka越大表示酸性越强。越大表示酸性越强。(Ka随随T升高而增大)升高而增大)弱电解质的电离弱电解质的电离n1、解离平衡常数和解离度解离平衡常数和解离度 AB A+B-解离平衡常数解离平衡常数 KAB=解离度解离度%:平衡时弱电解质的电离百分率:平衡时弱电解质的电离百分率%=(已解离的分子数已解离的分子数/原分子数原分子数)100%=(已电离的浓度已电离的浓度/初始浓度初始浓度 )100%解离平衡常数与电离度的关系?解离平衡
6、常数与电离度的关系?稀释定律表明随着溶液浓度的降低,解离度增大稀释定律表明随着溶液浓度的降低,解离度增大稀释定律稀释定律:HAc H+Ac 初始浓度初始浓度 c 0 0平衡浓度平衡浓度 c c c c Ka=(c)2/c(1 )当当 即即 500,近似地:近似地:0.1-x=0.1 x2/0.1 =Ka1 x=H+=HS-=1.1 10-4 molL 1 由二级平衡由二级平衡:HS-H+S2-平衡浓度平衡浓度:1.1 10-4 1.1 10-4 y Ka2=H+S2-/HS-=7.1 10-15 y=Ka2=S2-=7.1 10-15 酸根离子浓度酸根离子浓度近似等于二级近似等于二级电离常数电
7、离常数K1/K2102可做一元可做一元弱酸处理弱酸处理结论结论:p多元弱酸中多元弱酸中,若若K K1 1K K2 2K K3 3,通常通常K K1 1/K/K2 210102 2,求求 H H+时时,可做一元弱酸处理。可做一元弱酸处理。p 二元弱酸中二元弱酸中,酸根离子浓度近似等于二级电离常数酸根离子浓度近似等于二级电离常数,与酸原始浓度关系不大。与酸原始浓度关系不大。两性物质的溶液两性物质的溶液n在溶液中,既能给出质子,又能接受质子。在溶液中,既能给出质子,又能接受质子。n酸式盐、弱酸弱碱盐和氨基酸等都是两性物质。酸式盐、弱酸弱碱盐和氨基酸等都是两性物质。结论:两性物质溶液的结论:两性物质溶
8、液的PH值与溶液自身的浓度大小无关。值与溶液自身的浓度大小无关。盐类的水解盐类的水解:盐的离子与溶液中水电离出的H+离子或OH_离子作用产生弱电解质的反应,称为盐的水解。一、一元弱酸或弱碱的水解一、一元弱酸或弱碱的水解1、一元弱酸强碱盐的水解、一元弱酸强碱盐的水解 NaAc Na+Ac-(完全电离)(完全电离)+H2O OH-+H+HAc 离子方程式为Ac +H2O HAc+OH 上述水解反应是溶液中水、弱酸电离平衡的总反应 即即弱酸强碱盐的水解实际上是阴离子发生水解,弱酸强碱盐的水解实际上是阴离子发生水解,使溶液呈碱性。使溶液呈碱性。kwkHAc盐溶液PH值的计算 Ac_ +H2O HAc
9、+OH_平衡时 cs-x x x x2 Kw Kh=一般当cs/Kh 500 cs-x Ka 即cs-x cs 结论:一定温度下,结论:一定温度下,KaKa越小(生成的酸越越小(生成的酸越弱弱),),盐盐的浓度的浓度c cs s越大,溶液的碱性越强。越大,溶液的碱性越强。2、一元强酸弱碱盐的水解、一元强酸弱碱盐的水解 NH4Cl NH4+Cl-(完全电离)(完全电离)NH4+H2O H+NH3 H2O Kh 当cs/Kh 5,同理有同理有 cH+=(Kw/Kb)cs 3、一元弱酸弱碱盐的水解、一元弱酸弱碱盐的水解 NH4Ac NH4+Ac-(完全电离)NH4+OH NH3H2O 1/Kb Ac
10、 +H+HAc 1/Ka+)H2O H+OH KWNH4+Ac-+H2O NH3H2O+HAc Kh Kh=KW/(Ka Kb)弱酸弱碱盐水解趋势很大。同理我们推导下式可近似计算H+的浓度:cH+=Kw Ka /Kb盐类的溶液的酸碱性有下列三种情况:盐类的溶液的酸碱性有下列三种情况:1)Ka Kb 时,呈酸性;2)Ka Kb 时,呈碱性;3)Ka Kb 时,呈中性。结论:弱酸弱碱盐水解,仅取决于所生成弱酸和结论:弱酸弱碱盐水解,仅取决于所生成弱酸和弱碱的相对强弱,而与盐溶液的浓度无关。弱碱的相对强弱,而与盐溶液的浓度无关。盐类的水解 小结n难溶不水解,有弱才水解,无弱不水解;n谁弱谁水解,越弱
11、越水解,都弱都水解;n谁强显谁性,同强显中性,弱弱具体定;n越弱越水解,越热越水解,越稀越水解例例1、将2.45 g固体NaCN配成500 ml水溶液,计算溶液的pH值?(已知M NaCN=49 HCN的Ka 4.9 10-10)解:NaCN的浓度2.45/49 0.5=0.1mol L-1 CN-+H2O HCN +OH-平:0.1-x x x Kh=Kw/Ka=2.010-5=x2/(0.1-x)cs/Ka500 0.1-x 0.1 x=OH-=1.4 10-3 mol/ml pOH=2.85,pH=11.15 我们将在弱电解质中加入含有相同离子的易溶的强电我们将在弱电解质中加入含有相同离
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