无机化学教学课件-第七章电离平衡和酸碱理论.ppt

《无机化学教学课件-第七章电离平衡和酸碱理论.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第七章电离平衡和酸碱理论§1强电解质的电离稀溶液依数性实验的结果表明，在浓度为0.1mol·dm－3的1dm3蔗糖溶液中，能独立发挥作用的溶质的粒子是0.1mol。但是对于电解质溶液，情况则有所不同。KCl的浓度0.100.050.010.0050.001倍数1.921.941.971.981.99以KCl溶液为例，在1dm3浓度为0.1mol·dm－3的溶液中，发挥作用的粒子并不是0.1mol，也不是0.2mol，而是0.192mol，即0.1mol的1.92倍。随着KCl的浓度的不同，这种倍数关系呈现出规律性的变化，见下表的

2、数据：数据说明KCl在水溶液中发生解离。有两个问题需要解决：第二个问题是解离得是否彻底。以上是1887年Arrhenius提出电离学说时的观点。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。第一是KCl怎样解离？是KCl=K+Cl(1)还是KCl=K++Cl－(2)KCl溶液的导电性，说明解离的方式是(2)表上的数据说明这种解离是不完全的。理由是倍数小于2。这一矛盾现象的发现，促进了电解质溶液理论的发展。深入的研究表明，在KCl的水溶液中根本不存在KCl分子。一离子氛德拜

3、－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。二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为浓度，a为有效浓度称为活度，f称为活度系数。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。影

4、响活度系数f大小的因素有：1）溶液的浓度浓度大，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越接近于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。用f修正后，得到活度a，它能更真实地体现溶液的行为。注意两点：*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，则近似地认为a=c，f=1。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c的写

5、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/K273295373Kw0.1310－141.010－147410－14式中的K称为水的离子积常数，经常用Kw表示。K=[H+][OH－]§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H2O(l)=H+(aq)+OH－(aq)常温下，[H+]=10－7mol·dm－3，表示中性。非常温时，溶液的中性只能是指[H+]=[OH－]。2pH值和pOH值pH表示－lg[H+]pOH表示－lg[OH－]因为[H+][OH－]=1.010－

6、14所以pH+pOH=14pH和pOH一般的取值范围是1—14，但也有时超出。如[H+]=10mol·dm－3，则可以认为pH=－1。在溶液中，只要H2O，H+，OH－共存，三者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。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－酸式电离的电离平衡常数用Ka表示，经常简写作Ka。氨水NH3·H2O是典型的弱碱，用Kb(简写成Kb)表示碱式电离常数，则有NH3·H2O=

7、NH4++OH－以H2S为例，讨论二元弱酸的分步电离平衡，第一步H2S=H++HS－第一步和第二步的两个方程式相加，得H2S=2H++S2－平衡常数表示处于平衡状态的几种物质的浓度关系，确切地说是活度的关系。但是在我们的计算中，近似地认为活度系数f=1，即用浓度代替活度。第二步HS－=H++S2－2关于电离平衡的计算例1求0.10mol·dm－3的HAc的[H+]，pH值和电离度。解：方程式HAc=H++Ac－起始浓度0.1000设平衡时解离的[HAc]为x平衡浓度0.10－xxxKa，Kb的大小可以表示弱酸和弱碱的离解程度，

8、K的值越大，则弱酸和弱碱的电离程度越大。将平衡浓度代入平衡常数的表达式中：解一元二次方程得x=1.3310－3即[H+]=1.3310－3mol·dm－3pH=2.876电离度很小，电离掉的HAc也很少。这一点从K=1.810－5就已经很清楚了。起始浓度用