第6章电解质溶液.pptx
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1、 第六章第六章 电解质溶液电解质溶液 6-5 6-5 缓冲缓冲溶液溶液第第6 6章章 电解质溶液与离子平衡电解质溶液与离子平衡6-1 6-1 强电解质溶液理论强电解质溶液理论6-2 6-2 酸碱质子理论酸碱质子理论6-3 6-3 水溶液中的质子转移平衡水溶液中的质子转移平衡6-4 6-4 质子转移平衡有关计算及平衡的移动质子转移平衡有关计算及平衡的移动 理论上,一般认为:理论上,一般认为:u强电解质:强电解质:解离度解离度=100%=100%的电解质的电解质u弱电解质:解离度弱电解质:解离度100%100%的电解质的电解质解离度(电离度)解离度(电离度)=已经电离的电解质的量已经电离的电解质的
2、量电解质的总量电解质的总量强电解质和弱电解质的概念强电解质和弱电解质的概念100%6.1 6.1 强电解质溶液理论强电解质溶液理论 几种强电解质的表观解离度几种强电解质的表观解离度(0.10molL-1,298K)电解质电解质 KClHClHNO3H2SO4NaOHBa(OH)2ZnSO4 (%)86929261918140 6.1.1离子相互作用理论离子相互作用理论1.1.强电解质在水中完全解离强电解质在水中完全解离2.2.阴、阳阴、阳“离子氛离子氛(ion atmosphere)(ion atmosphere)”互相牵制,互相牵制,离子运动不完全自由离子运动不完全自由-+-阴离子阴离子“氛
3、氛”+-阳离子阳离子“氛氛”ALL RIGHTS RESERVED 离子氛的存在使得自由离子浓度下降离子氛的存在使得自由离子浓度下降 解离度解离度 100%称为表观解离度称为表观解离度几种强电解质的表观解离度几种强电解质的表观解离度(0.10molL-1,298K)电解质电解质 KClHClHNO3H2SO4NaOHBa(OH)2ZnSO4 (%)86929261918140 总结:强电解质的总结:强电解质的“解离度解离度”100%的原的原因和弱电解质不同。因和弱电解质不同。前者是由于溶液中阴阳离子相互的吸引力使前者是由于溶液中阴阳离子相互的吸引力使得离子迁移速度减慢而引起的未完全电离的得离子
4、迁移速度减慢而引起的未完全电离的假象;所以称为假象;所以称为表观解离度。表观解离度。后者则真实地反映了弱电解质在水中部分电后者则真实地反映了弱电解质在水中部分电离的情况。离的情况。6.1 6.1 强电解质溶液理论强电解质溶液理论 1.1.活度(活度():离子的有效浓离子的有效浓度度2.2.活度系数活度系数 1500 H+=1.3310-3(molL-1)【例例】计计算算0.10molL-1NH4Cl溶溶液液的的pH值值。已已知知NH3的的Kb=1.7710-5。解:解:NHNH4 4ClCl在在水水溶溶液液中中完完全全解解离离为为NHNH4 4+和和ClCl-,浓浓度度均均为为0.10mol0
5、.10molL L-1-1。ClCl-为为极极弱弱的的碱碱,故故对对溶溶液液酸酸碱碱性性影响极小影响极小,通常可以忽略不计。而通常可以忽略不计。而NHNH4 4+是弱酸。是弱酸。/Ka=500 H+=7.5210-6(molL-1)pH=-lg7.5210-6=5.12NH4+的 同离子效应和盐效应同离子效应和盐效应1.同离子效应同离子效应在弱电解质溶液中加入含有相同离子的强电解质,将使在弱电解质溶液中加入含有相同离子的强电解质,将使弱电解质离解度下降的现象,称为同离子效应。弱电解质离解度下降的现象,称为同离子效应。pHOH-0.10molL-1NH3H2O+酚酞酚酞 红红 少量少量NH4Cl
6、(s)颜色变浅颜色变浅如:如:如:如:HAc-NaAcHAcH+Ac-NaAcNa+Ac-Ac-平衡向左移动,平衡向左移动,。解释:解释:平衡移动原理平衡移动原理 设设HAc和和NaAc的起始浓度分别为的起始浓度分别为cHAc、cNaAc平衡时平衡时H+=molL-1HAcH+Ac-NaAcNa+Ac-则平衡时则平衡时 Ac-=(cNaAc+)HAc=(cHAc)【例例】计计算算0.10molL-1HAc溶溶液液的的H+和和解解离离度度。如如果果在在1L该该溶溶液液中中加加入入0.10molNaAc,则则溶溶液液中中H+和和HAc的的解解离度各为多少离度各为多少?已知已知HAc的的Ka=1.7
7、610-5。解:解:盐效应盐效应 在弱电解质溶液中加入不含相同离子的强电解在弱电解质溶液中加入不含相同离子的强电解质,将使弱电解质的离解度略有增大的现象。质,将使弱电解质的离解度略有增大的现象。如如:0.10molL-1HAc =1.33%+0.10molL-1NaCl =1.82%解释:解释:用活度的概念用活度的概念 注意注意:在发生同离子效应的同时在发生同离子效应的同时,也存在着盐效应。二者结果也存在着盐效应。二者结果正好相反,但同离子效应远远超过盐效应。所以正好相反,但同离子效应远远超过盐效应。所以通常情况下通常情况下,可以忽略盐效应。在一般计算中可以忽略盐效应。在一般计算中,也可不予考
8、虑也可不予考虑。一元弱碱溶液一元弱碱溶液 【例例】计算计算0.10molL-1NaAc溶液的溶液的pHpH值。已知值。已知HAc的的Ka=1.7610-5。解:解:c/Kb500 多元弱酸溶液多元弱酸溶液能释放出多个质子的酸称为能释放出多个质子的酸称为多元弱酸多元弱酸 如:如:=8.9110-8=1.1210-12 任何多元弱酸中:离解特点:部分解离(共性);离解特点:部分解离(共性);分步解离,以第一步为主(个性)。分步解离,以第一步为主(个性)。【例例】计算计算0.10molL-1H2S溶液中的溶液中的H+、HS-及及S2-。已知。已知Ka1=8.9110-8,Ka2=1.1210-12。
9、解:设H+=molL-1,并忽略第二步解离平衡浓度/molL-1 0.10-一元弱酸的近似公式:H+HS-=9.4410-5(molL-1)HS-H+S2-平衡浓度平衡浓度/molL-1 y设设S2-=ymolL-1 S2-Ka2=1.110-12(molL-1)结论:结论:二元弱酸二元弱酸 H2AA2-Ka2 多元弱碱溶液多元弱碱溶液能够接受多个质子的碱称为能够接受多个质子的碱称为多元碱多元碱,例如例如COCO3 32-2-、S S2-2-、POPO4 43-3-等等.如:如:=Kw=Kw/=1.0010-14/(4.310-11)=1.7910-4=Kw/=1.0010-14/(5.610
10、-7)=2.3310-8以第一步质子转移平衡为主以第一步质子转移平衡为主 【例例】计算计算0.100molL-1Na2CO3溶液的溶液的pH值值解解:pOH=3lg4.22=2.37pH=14.002.37=11.63 【例例】计计算算H+为为0.3molL-1的的环环境境下下,H2CO3饱饱和和溶溶液液中中CO32-的浓度为多少?已知的浓度为多少?已知H2CO3的浓度为的浓度为0.040molL-1解:解:6-5 6-5 缓冲溶液缓冲溶液6.6.5.5 5.5 缓冲溶液在医学上的意义缓冲溶液在医学上的意义6.6.5.1 5.1 缓冲溶液的基本概念缓冲溶液的基本概念6.6.5.2 5.2 缓冲
11、溶液缓冲溶液pHpH值的计算值的计算6.6.5.3 5.3 缓冲容量缓冲容量6.6.5.4 5.4 缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制 6.5.1 6.5.1 缓冲溶液的基本概念缓冲溶液的基本概念能能够够抵抵抗抗外外加加少少量量酸酸、碱碱和和水水的的稀稀释释,而而本本身身pH值值不不发发生生显显著著变变化化的的作作用用称称为为缓缓冲冲作作用用,具具有有缓缓冲冲作作用用的的溶溶液液称称为为缓冲溶液。缓冲溶液。6.5.1.1缓冲作用缓冲作用1.0L 1.0L 纯水或溶液纯水或溶液原原pHpH加入加入0.10mol HCl0.10mol HClpH pH pHpH加入加入0.10mol NaOH0.10m
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