无机化学第七章电离平衡和酸碱理论.docx

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1、第七章电离平衡和酸碱理论§本章摘要§1.强电解质的电离　问题的提出　德拜-休克尔理论2.弱电解质的电离平衡　水的电离平衡　弱酸和弱减的电离平衡　缓冲溶液　盐效应　酸碱指示剂3.盐类的水解　水解的概念　水解平衡的计算　影响水解平衡的因素4.酸碱理论的发展　酸碱的质子理论（Bronsted理论）　酸碱的电子理论（Lewis理论）§1.强电解质的电离　　　一.问题的提出　　实验结果表明，在1浓度为0.1的蔗糖溶液中，能独立发挥作用的溶质的粒子数目是0.1mol个。但是对于电解质溶液，情况则有所不同。首先讨论强电解质的情形。以0.1的

2、KCl溶液为例，在1的溶液中，发挥作用的粒子的数目并不是0.1mol个，也不是0.2mol个。而是随着KCl的浓度的不同，其粒子数目呈现出规律性的变化，见下面的表格:[KCl]/0.10　0.05　0.01　0.005　0.001N(KCl个数)0.10　0.05　0.01　0.005　0.001实际粒子数是N的倍数1.92　1.94　1.97　1.98　1.99　　从表中可以看出KCl在水溶液发生解离。有两个问题需要解决：一是怎样解离，是　　　　　　　　KCl=K+Cl　　(1)　　　　　还是KCl=K++Cl-　(2)　　

3、KCl溶液的导电性，说明解离的方式是(2)　　第二个问题是解离得是否彻底。表上的数据说明这种解离是不完全的。理由是没有得到2倍的粒子。　　以上是1887年Arrhenius提出电离学说时的观点。进一步的研究表明，在KCl的水溶液中根本不存在KCl分子。这一问题的提出，促进了电解质溶液理论的发展。　二德拜-休克尔理论　　　　1923年，荷兰人Debye和德国人Hückel提出了强电解质溶液理论，成功地解释了前面提出的矛盾现象。1离子氛　　德拜-休克尔理论指出，在强电解质溶液中不存在分子，电离是完全的。由于离子间的相互作用，正离子

4、的周围围绕着负离子；负离子的周围围绕着正离子。我们称这种现象为存在离子氛。由于离子氛的存在，离子的活动受到限制，正负离子间相互制约。因此1摩尔的离子不能发挥1摩尔粒子的作用。显然溶液的浓度越大，离子氛的作用就越大，离子的真实浓度就越得不到正常发挥。从表中看，浓度越大，倍数偏离2越远。2活度系数　　若强电解质的离子浓度为c,由于离子氛的作用，其发挥的有效浓度为a,则有真分数f存在，使a=f·c式中，c浓度，a有效浓度即活度，f活度系数。用f修正后,得到活度a,它能更真实地体现溶液的行为。　　影响活度系数f大小的因素有:1）溶液的

5、浓度:浓度大，活度a偏离浓度c越远，f越小；浓度小，a和c越接近，f越接近于1。2）离子的电荷:电荷高，离子氛作用大，a和c偏离大，f小。电荷低，离子氛作用小，a和c接近，f接近于1。　　讨论问题，有时要用到a和f，但是在本章的计算中，如不特殊指出，则认为a=c,f=1。　　弱电解质的溶液中，也有离子氛存在，但是更重要的是电离平衡的存在。§2.弱电解质的电离平衡　　　一.水的电离平衡1.水的离子积常数　　　　式中的K2pH值和pOH值　　pH表示-lg[H+]　　pOH表示-lg[OH-]称为水的离子积常数，经常用Kw表示。　

6、　Kw是标准平衡常数，式中的浓度都是相对浓度。由于本章中使用标准浓度极其频繁，故省略除以的写法。要注意它的实际意义。　　H2O=H++OH-　　H>0吸热反应。　　温度升高时，K值变大。温度/K273295373Kw0.131.074　　在溶液中，只要有H2O,H+,OH-三者共存，之间就存在如下的数量关系：[H+][OH-]=Kw　　不论溶液是酸性，碱性，还是中性。　　常温下，[H+]=，表示中性。因为这时:Kw=1.0　　非常温时，溶液的中性只能是指:[H+]=[OH-]　　因为[H+][OH-]=1.0　　所以pH+pO

7、H=14　　pH和pOH一般的取值范围是1-14,但也有时超出,　　如[H+]=10,则pH=-1　二弱酸和弱减的电离平衡　　1电离平衡常数　　将醋酸的分子式简写成HAc,用Ac-代表醋酸根,则醋酸的电离平衡可以表示成:HAc=H++Ac-　　用表示酸式电离的电离平衡常数，经常简写作。且:　　　　氨水NH3·H2O是典型的弱碱，用(简写成)表示碱式电离常数，则有:NH3·H2O=NH4++OH-　　2关于电离平衡的计算例1.已知HF的Ka=6.6。求0.01的HF溶液的[H+]。不能近似计算　解得x=2.26[H+]=2.26

8、　　若近似计算x=2.57相对误差为14%,过大。　　以H2S为例，讨论二元弱酸的分步电离平衡，第一步　H2S=H++HS-　第二步　HS-=H++　　　　第一步和第二步的两个方程式相加，得:　　H2S=2H++　　　　平衡常数表示处于平衡状态的几种物质的浓度关系，确切地说是