《酸碱化学》PPT课件

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1、水环境化学EnvironmentalChemistryofWater4.1.酸碱化学基础4.2.平衡计算第四章.酸碱化学4.4.pH缓冲溶液和缓冲强度4.5.碳酸盐系统4.6.酸碱化学在水处理中的应用4.7.全球碳循环概述天然水中酸碱化学现象无处不在。如水把矿物质溶解出来，常使水呈碱性；水中的CO32-、HCO3-等离子对天然水起到缓冲作用；酸雨使缓冲能力较弱的水体呈酸性；水中金属离子含量在很大程度上受水的酸碱性控制，酸性条件下，金属离子易溶解，碱性条件下易形成金属氢氧化物或氧化物沉淀，但碱性太高，沉淀又可能配离子形式溶解；酸性条件

2、下CN-、S2-对鱼类的毒性比在碱性条件下大，而NH4+则比NH3毒性小；工业废水pH值在6.5-9.0之间排放，才不会对水生物造成危害，灌溉水pH应在4.5-9.0之间，才不会对作物造成危害。酸：能给出质子H+的分子或离子碱：能接受质子H+的分子或离子两性物质：既能给出质子，又能结合质子的物质酸碱质子理论共轭酸碱4.1.酸碱化学基础酸：碱：4.2.1、质子转移关系式酸碱进入水体后便有质子转移，平衡时，质子得失相等。4.2.平衡计算M、n：得失质子数；[PG]、[PL]：得失质子的物种例：将弱酸HA加入水中，写出质子转移关系式。H+

3、HAH2OA-OH-得质子物种：参比物种：失质子物种：[H+]=[A-]+[OH-]得=失：M、n：得失质子数；[PG]、[PL]：得失质子的物种例：将H3PO4加入水中，写出质子转移关系式。H3PO4H2OH2PO-4、HPO2-4、PO3-4OH-H+[H+]=[H2PO-4]+2[HPO2-4]+3[PO3-4]+[OH-]质子转移关系式和电荷平衡关系式常可以互推，应用时二者选一即可。例：有H2SO4进入某水体，使该水体成为10-3mol.L-1的H2SO4溶液，求平衡时溶液的pH值以及各组分的浓度。忽略水体缓冲能力、温度、离

4、子强度的影响。解：水中组分：H+、OH-、H2SO4、HSO4-、SO2-4，需列5个方程：质量平衡：CT=[H2SO4]+[HSO4-]+[SO2-4]=10-3水的离子积：Kw=[H+][OH-]化学平衡（Ka可查表）：H2SO4=H++HSO4-Ka1=[H+][HSO4-]/[H2SO4]=103HSO4-=H++SO2-4Ka2=[H+][SO2-4]/[HSO4-]=10-2质子平衡：H2SO4H2OHSO-4、SO2-4OH-H+[H+]=[HSO-4]+2[SO2-4]+[OH-]联立上述5个方程得：[H+]=1.8

5、4*10-3mol.L-1，pH=2.74[OH-]=5.42*10-12mol.L-1[HSO-4]=1.56*10-4mol.L-1[SO2-4]=8.44*10-4mol.L-1[H2SO4]=2.87*10-10mol.L-1解：水溶液中有5种组分：H+、OH-、HClO、ClO-、Na+例：NaClO是常用的漂白剂和杀菌剂。若配制的NaClO水溶液浓度为10-3mol.L-1，问水溶液中的pH值以及各组分的浓度。需列出5个方程：CT,Na=[Na+]=10-3mol.L-1CT,ClO=[HClO]+[ClO-]=10-3

6、mol.L-1ClO-+H2O=OH-+HClOKb=([OH-][HClO])/[ClO-]Kw=[H+][OH-]=10-14HClOH+ClO-H2OOH-[HClO]+[H+]=[OH-]可直接联解方程组，也可近似求解：因[ClO-]是碱，假设：[ClO-]》[HClO]；[HO-]》[H+]（一般认为，误差<5%允许假设成立）解得：[ClO-]=10-3mol.L-1=[Na][HClO]=[OH-]=10-4.75mol.L-1[H+]=10-9.25mol.L-1即pH=9.25pc-pH图表示各组分浓度随pH变化的曲

7、线，即寻找各组分浓度与氢离子浓度函数关系。4.2.2、pc-pH图和a-pH图例：10-3mol.L-1的NaClO水溶液，作H+、OH-、HClO、ClO-、Na+的pc-pH图。解：H+、OH-与pH关系：pCH+=pH、pCOH-=14-pH（见图中2条对角线）HClO、ClO-与pH关系：CT，ClO=[HClO]+[ClO-]、Ka=[H+][ClO-]/[HClO]整理上2式得：[HClO]=CT，ClO[H+]/(Ka+[H+])……（1）[ClO-]=KaCT，ClO/(Ka+[H+])……（2）分析（1）式[HCl

8、O]=CT，ClO[H+]/(Ka+[H+])……（1）当[H+]≥Ka，即pHpKa时，pCHClO=pCT，ClO