电解质溶液和离子平衡.ppt

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1、第四章电解质溶液和离子平衡4.1电解质溶液4.2弱酸、弱碱的解离平衡4.3缓冲溶液4.4沉淀溶解平衡2007-5-273-1-1酸碱的电离理论酸碱理论阿仑尼乌斯(Arrhenius)电离理论富兰克林(Franklin)溶剂理论布朗斯泰德(Bronsted)质子理论路易斯(Lewis)电子理论皮尔逊(Pearson)软硬酸碱理论中和反应的实质是H+和OH－中和生成H2O的反应1.水－电离理论4.1电解质溶液4.4.1酸碱理论1887年，阿累尼乌斯(S.A.Arrhenius瑞典)解离出的阳离子全部都是氢离子的物质称为酸解离出的阴离子全部都是

2、氢氧根离子的物质称为碱2.溶剂理论富兰克林(E.C.Franklin)将水溶液中的酸碱定义扩充到非水溶液体系，提出酸碱溶剂理论。酸：电离出溶剂正离子者。碱:电离出溶剂负离子者。酸碱反应：溶剂正、负离子结合为溶剂分子。如：液氨溶剂中NH4Cl(酸)＋NaNH2(碱)2NH3+NaClNH4＋＋NH2－2NH3酸是质子的给予体3.酸碱质子理论1923年，化学家布朗斯特(J.N.Brφnsted丹麦)和化学家劳莱(T.M.Lowry英国)凡是能够提供质子的分子或离子都是酸凡是能够接受质子的分子或离子都是碱碱是质子的接受体HAc⇌Ac－+H+酸碱

3、质子NH3⇌NH2－+H+酸碱质子[Al(H2O)6]3+⇌[Al(H2O)5(OH)]2++H+酸碱质子H2PO4－⇌HPO42－+H+酸碱质子HPO42－⇌PO43－+H+酸碱质子酸⇌质子＋碱共轭酸碱（对）酸⇄碱+H+例：HAc的共轭碱是Ac－，Ac－的共轭酸HAc，HAc和Ac－为一对共轭酸碱。两性物质：既能给出质子，又能接受质子的。这种酸和碱的相互依存、相互转化关系被称为酸碱共轭关系，酸(或碱)与它共轭的碱(或酸)一起被称为共轭酸碱对。酸越强　其共轭碱越弱碱越强　其共轭酸越弱酸碱反应的实质：两个共轭酸碱对之间的质子传递。酸1碱

4、2+酸2碱1+–H++H+H+⑴酸、碱的解离H+H+H+⑵酸、碱的中和H+H+H+⑶盐的水解H+H+H+HAc–Ac–，H3O+–H2O，H2O–OH–均互称为共轭酸碱对。在和由于质子理论的基础是质子转移，对于非质子溶剂中的酸碱反应就难以说明，因此质子理论也有其局限性。该理论扩大了酸碱范围。路易斯理论在有机化学中应用得更为普遍，它常用亲电子试剂和亲核试剂来代替酸和碱的概念。4.酸碱电子理论同年，路易斯(G.N.Lewis美国)凡是具有可供利用的孤对电子的物质都称为碱能与这孤对电子结合的物质都称为

5、酸Lewis酸碱反应酸碱反应：Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+；BF3+F-BF4-H++OH-H2O，Ag++Cl-AgCl取代反应：[Cu(NH3)4]2++H+Cu2++4NH4+，酸取代[Cu(NH3)4]2++2OH-Cu(OH)2↓+4NH3碱取代BaCl2+Na2SO4BaSO4+2NaCl双取代一种物质是酸或碱，应在具体反应中确定。几乎所有的正离子都为酸，负离子都为碱，绝大多数物质均可归为酸、碱或酸碱配合物。该理论过于笼统，不易区分各种酸碱的差别。4.2弱酸、弱碱的解离平衡除少数强酸、强碱外，大多数

6、酸和碱在水溶液中只能部分解离，属于弱电解质。当某弱电解质解离和重新结合的速率相等时，就达到了动态平衡，这种平衡称酸碱解离平衡，它的标准平衡常数称为酸或碱的标准解离常数，分别用Kaθ，Kbθ表示。例如：达平衡时，其标准解离常数的表达式为：同理，对于HAc的共轭碱Ac¯的解离平衡式为：2007-5-273-1-2水的解离反应和溶液的酸碱性水的解离反应纯水或稀溶液中H2O(l)H+(aq)+OH-(aq){c(H+)/c}{c(OH-)/c}=KwKw——水的离子积Kw(298.15K)=1.0×10-14Kw与温度有关2007-5-27溶液的

7、酸碱性和pHpH=-lg[c(H+)/c]溶液的酸碱性>1.0×10-71.0×10-7<1.0×10-7c(OH-)/mol·L-1<1.0×10-71.0×10-7>1.0×10-7c(H+)/mol·L-1碱性中性酸性溶液酸碱性[c(H+)/c][c(OH-)/c]=1.0×10-14=KwpH=pKw-pOH=14-pOHpOH=-lg[c(OH-)/c]碱性中性酸性溶液酸碱性>7=7<7pHpH越小，溶液酸性越强pH越大，溶液碱性越强2007-5-27例１0.10mol·L-1HAc溶液中,c(H+)=1.34×10-3mol·

8、L-1pH=-lg[c(H+)/c]=-lg[1.34×10-3]=2.87例20.10mol·L-1NH3·H2O溶液中,c(OH-)=1.32×10-3mol·L-1pH=14-pOH=1