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1、颜梅18605310140QQ:54711813chm_yanm@ujn.edu.cn逸夫楼5286/15/20211本章重点酸碱质子理论溶液pH计算6/15/20212一、离子的活度与活度系数溶液的浓度已为我们所熟悉,为什么要引入活度?在电解质溶液中,由于荷电离子之间、离子与溶剂之间的相互作用,限制了离子的活动性,使得离子在化学反应中表现出的有效浓度与真实浓度之间有差别。例:0.1mol/LHCl溶液:强电解质,应[H+]=0.1mol/L实际上H+的有效浓度0.1mol/L第一节活度、活度系数和平衡常数6/1
2、5/202131.活度(有效浓度):活度—离子在化学反应中起作用的有效浓度。a表示活度与浓度之间有何联系6/15/202142.活度系数是衡量实际溶液与理想溶液之间偏差大小的尺度,用符号表示。值的大小代表了电解质溶液中离子之间相互作用的强弱。其大小与溶液的离子强度有关。6/15/20215通常1。(1)在稀的弱电解质或极稀的强电解质溶液中,离子间距大,相互作用力小,≈1,a≈c。(2)在一般的强电解质溶液中,离子浓度高,离子间力较大,不可忽略,1。严格地讲各种平衡常数的计算不能用浓度代替活度(3)
3、中性分子活度系数≈1。讨论活度系数的大小与离子强度有关6/15/202163.离子强度可见,离子的电荷数的影响较大。离子强度越大,说明离子间相互作用越为强烈。6/15/202174.德拜—休克尔公式(Debye—Hückel):活度系数;Zi:离子的电荷;I:离子强度;B:常数,25℃时为0.00328;I越大,越小Z越大,越小6/15/20218电荷:1234平均值:400500500600结论:ci、ziIia6/15/20219德拜—休克尔极限公式(I0.01)近似计算(当离子强度
4、较小时,不需要考虑离子的大小)扩大的德拜—休克尔公式:6/15/202110已知Cl-的å值为300,B=0.00328计算0.050mol·L-1AlCl3溶液中Cl-和Al3+的活度。=1/2×(0.050mol·L-1×32+0.050mol·L-1×3×12)=0.30mol·L-16/15/202111对于Al3+来说,å值为900,则结论:同样离子强度下,高价离子的影响要大得多。6/15/202112HA↔H++A-1.活度常数2.浓度常数二、活度常数和浓度常数T一定时,其为一常数使用浓度常数方便。表中
5、所给为活度常数。T、I一定时,其为一常数6/15/2021133.二者的关系可见,I一定时,Kc才能为定值注意:①c不大时,可忽略I的影响浓度常数可代替活度常数②但对精确的计算,不可忽略I的影响6/15/2021142-1酸碱理论概述2-2酸碱的电离理论2-3酸碱的溶剂理论2-4酸碱的电子理论2-5酸碱的质子理论第二节酸碱理论6/15/202115酸碱反应是一类没有产生电子转移的反应,许多化学反应都属于酸碱反应,还有许多化学反应只有在酸或碱的存在下才能顺利进行,这类反应属于酸碱催化反应。人们对于酸碱的认识同认识其它
6、事物一样,也经历了由浅到深,由感性认识到理性认识的过程。最初的概念是,酸具有酸味,能够使蓝色石蕊试纸变红;而碱则具有涩味、滑腻感,能够使红色的石蕊试纸变蓝。2-1酸碱理论概述6/15/202116酸碱理论建立时间提出人国籍要点电离理论1887阿仑尼乌斯S.A.Arrhenius瑞典化学家水中电离出H+和OH-溶剂理论1905弗兰克林E.C.Franklin美国科学家电离出溶剂正负离子质子理论1923布朗斯特J.N.BrönstedT.M.Lorry丹麦化学家英国化学家劳莱给出质子和接受质子电子理论1923路易斯G.
7、N.Lewies美国化学家接受和给出电子对软硬酸碱理论1963佩尔松Pearson美国化学家将路易斯酸碱分为软硬交界酸碱酸碱理论发展一览表6/15/202117酸—在水溶液中凡是能够电离出H+的物质叫做酸如:H2SO4→2H++SO42-,HNO3→H++NO3-碱—凡是在水溶液中能够电离出OH-的物质叫做碱NaOH→Na++OH-,Ca(OH)2→Ca2++2OH-1.定义:2.反应实质:酸碱中和反应生成盐和水。NaOH+HAC=NaAC+H2O3.局限性:①适用于水溶液,不适用于非水溶液②对不含H+、OH-的物
8、质无法归类如NH3、Na2CO32-2酸碱的电离理论6/15/2021182-3酸碱的溶剂理论1.定义:在一定的溶剂中,能够电离产生溶剂正离子的为酸能够电离产生溶剂负离子的为碱2.反应本质:正离子与负离子结合生成溶剂分子的过程。溶剂理论扩大了酸碱的范围如:以水为溶剂时,水自身电离产生H+和OH-。液氨NH3为溶剂时,氨自身电离为:2NH3→NH4++NH2-
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