基础化学 教学课件 作者 吴华 董宪武 主编 刘强 副主编 上官少平 主审第五章 电解质溶液和离解平衡.ppt

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1、第五章电解质溶液和离解平衡本章教学目标：★了解强电解质溶液理论的基本含义、活度、活度系数、离子强度等概念。★掌握弱电解质离解平衡原理及其有关计算。★掌握一元弱酸（弱碱）、多元弱酸（弱碱）水溶液中H+离子浓度和pH的计算方法。★了解缓冲溶液的组成、缓冲作用原理、缓冲溶液的性质及其重要作用，掌握缓冲溶液pH的计算。★掌握盐的水解平衡及其溶液pH的计算。★了解酸碱溶液和难溶电解质的同离子效应。第一节电解质的离解平衡一、强电解质1．强电解质：在水溶液中能完全离解的物质。如NaCl、KCl等固体盐类或HCl、HNO3等。2．活度和活度系数：单位体积电解质溶液中，表观上所含有的

2、离子浓度称为活度，也称有效浓度。活度a与实际浓度c的关系为：f称为活度系数，它反映了电解质溶液中离子相互牵制作用的大小，溶液越浓，离子电荷越高，离子间的牵制作用越大，f就越小，活度和浓度间的差距越大，反之亦然。当溶液浓度极稀时，离子间相互作用极微，f→1，此时活度与浓度基本趋于一致第一节电解质的离解平衡一、强电解质3．离子强度：离子强度是溶液中存在的离子所产生的电场强度的量度。它仅与溶液中各离子的浓度和电荷有关，而与离子本性无关。I为离子强度，c1、c2、c3及Z1、Z2、Z3等分别表示各离子的浓度（用质量摩尔浓度表示，稀溶液也可用物质的量浓度表示）及电荷数（绝对值

3、）。第一节电解质的离解平衡一、强电解质二、弱电解质1．水的离解和溶液的酸碱性水的离解平衡为：其化学平衡常数为：1L纯水相当于55.6mol的水，因此可将c(H2O)看成是一常数，将它与K合并，用Kw（水的离子积，Kw=1.0×10‒14）表示，则：通常溶液的酸碱性和c(H+)、c(OH－)关系可表示如下：2．pH值：溶液中H+离子浓度的负对数。即：溶液中OH－离子浓度的负对数叫做pOH.3.一元弱酸（碱）的离解平衡（1）离解平衡常数当正逆两个过程速率相等时，分子与离子之间就达到动态平衡，这种平衡称为离解平衡。弱酸、弱碱是弱电解质，在水溶液中仅部分离解。溶液中的分子和

4、离子处于动态平衡。一元弱酸以HAc为例，它的平衡式为：其平衡常数表达式为:一元弱碱以氨水为例，它的离解平衡式为:其平衡常数表达式为:离解平衡常数与酸（碱）的本性及温度有关，而与物质的浓度无关。离解平衡常数的大小，代表着弱酸（弱碱）在水溶液中的离解程度以及弱酸（弱碱）的酸（碱）性的相对强弱。（2）离解度:离解达到平衡时，已离解的弱电解质分子占离解前溶液中分子总数的百分数,常用a表示。（3）离解平衡常数与离解度的关系关于弱电解质的离解平衡常数与离解度之间的关系，以弱酸HA为例讨论。结论：同一弱电解质的离解度与其浓度的平方根成反比，即浓度越稀，离解度越大；同一浓度的不同弱

5、电解质的离解度与其离解平衡常数的平方根成正比。4．多元弱酸（碱）的离解平衡多元弱酸（碱）的离解是分步进行的，每一步有一个离解平衡常数。5．同离子效应：在已经建立平衡的弱电解质溶液中，加入与其含有相同离子的另一强电解质后，使弱电解质的离解平衡发生移动，降低了弱电解质的离解度的效应称为同离子效应。♣例如，当在0.10mol·L-1HAc溶液中，滴加几滴甲基橙指示剂，溶液呈红色，向溶液中加入固体NaAc，振荡，则红色渐渐褪去，最后变成黄色。这是因为HAc－NaAc溶液中存在着下列离解平衡。♣同理，在氨水溶液中加入氯化铵，由于浓度大大增加，也会使下列平衡向左移动，因而NH3

6、的离解度会变小。第二节缓冲溶液一、缓冲溶液及其组成1．定义：缓冲溶液是一种能够抵抗外加少量强酸、强碱及加水稀释的影响，而保持本身pH基本不变的溶液。缓冲溶液所起的作用称为缓冲作用。2．组成：缓冲溶液中含有抗酸成分和抗碱成分，通常把这两种成分称为缓冲对。常见缓冲对有如下类型：弱酸—弱酸盐：HAc—NaAc弱碱—弱碱盐：NH3·H2O—NH4Cl多元弱酸酸式盐—相应次级盐:NaH2PO4－Na2HPO4、NaHCO3－Na2CO3等。第二节缓冲溶液二、缓冲作用及其原理现以HAc－NaAc体系为例来说明缓冲作用原理：在这个体系中存在当在此缓冲溶液中加入少量强酸（例如HC

7、l）时，溶液中的Ac－便和外加的H+结合生成HAc，使HAc离解平衡向左移动，结果使溶液中的c(H+)离子浓度不会显著增大，溶液的pH也几乎没有变化。Ac－（或NaAc）是缓冲溶液的抗酸成分。当在此缓冲溶液中加入少量强碱（例如NaOH）时，溶液中的H＋离子便与OH－结合成水，使溶液中的c(H+)稍有降低，这时溶液中大量存在着的HAc会立即离解出H＋来补充溶液中减少的H＋，使HAc离解平衡向右移动，结果使溶液中的c(H＋)几乎没有降低，溶液的pH也几乎没有变化。HAc是缓冲溶液的抗碱成分。这就是缓冲溶液具有缓冲能力的原因。三、缓冲溶液的pH计算缓冲溶液的计算公式