无机化学《酸碱平衡》教案.docx
- 文档编号:12007286
- 上传时间:2023-04-16
- 格式:DOCX
- 页数:7
- 大小:18.91KB
无机化学《酸碱平衡》教案.docx
《无机化学《酸碱平衡》教案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《无机化学《酸碱平衡》教案.docx(7页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
无机化学《酸碱平衡》教案
无机化学《酸碱平衡》教案
[教学要求]
1.掌握酸碱质子理论。
2.掌握一元弱酸、弱碱在水溶液中的质子转移平衡和近似计算;熟悉多元酸、多元碱、两性物质的质子转移平衡和近似计算。
3.掌握同离子效应和盐效应的概念;了解pH对溶质存在状态的影响。
4.掌握缓冲溶液的作用和组成、缓冲作用机制、能熟悉地计算缓冲溶液pH值;掌握缓冲能力的影响因素及缓冲范围;掌握缓冲溶液的配制原则、方法及计算;熟悉人体正常pH值的维持和失控。
[教学重点]
1.酸碱质子理论。
2.弱酸、弱碱在水溶液中的质子转移平衡和近似计算。
3.同离子效应、盐效应、缓冲溶液。
[教学难点]
多元酸、多元碱、两性物质的质子转移平衡和近似计算。
[教学时数]6学时
[主要内容]
1.酸碱质子理论:
酸碱的定义,共轭酸碱间的基本关系,酸碱反应的本质,酸碱强弱的相对性,酸度平衡常数和碱度平衡常数。
2.一元弱酸、弱碱在水溶液中的质子转移平衡和近似计算;酸度、碱度、分析浓度概念;多元酸、多元碱、两性物质的质子转移平衡和近似计算。
3.同离子效应和盐效应的概念;pH对溶质存在状态的影响。
4.缓冲溶液的作用和组成、缓冲作用机制、缓冲溶液pH值的计算;缓冲溶液的缓冲作用能力的影响因素及缓冲作用范围;缓冲溶液的配制原则、方法及计算;人体正常pH值的维持和失控。
[教学内容]
9-1酸碱质子理论
1923年,丹麦Brinsred和英国Lowry
1、酸碱质子理论
凡是能给出质子的分子或离子称为酸,凡是能接收质子的分子或离子称为碱。
酸=质子+碱
[Al(H2O)6]3+=H++[Al(H2O)5(OH)]2+
酸=质子+碱
HPO42-=PO43-+H+
HCl、HAc、NH4+、H2SO3、Al(H2O)6+等都能给出质子,都是酸;
而OH-、Ac-、NH3、HSO3-、CO32-等都能接受质子,都是碱:
共轭酸碱:
酸碱存在着对应的相互依存的关系;物质的酸性或碱性要通过给出质子或接受质子来体现。
①酸和碱可以是分子,也可以是阳离子或阴离子
②有的酸和碱在某对共轭酸碱中是碱,但在另一对共轭酸碱对中是酸;
③质子论中不存在盐的概念,它们分别是离子酸或离子碱。
2.共轭酸碱:
(1)强电解质的电离:
HCl+H2O=H3O++Cl-
强酸1强碱2弱酸2弱碱1
酸性:
HCl>H3O+
碱性:
H2O>Cl-
强酸和强碱作用生成弱酸弱碱的过程,是不可逆过程。
(2)弱酸的电离
HAc+H2O=H3O++Ac-
弱酸1弱碱2强酸2强碱1
NH3+H2O=NH4++OH-
弱酸1弱碱2强酸2强碱1
酸性:
HAc H2O 酸性: H2O NH3 是弱酸弱碱作用生成强酸强碱的反应,是可逆过程。 (3)水的自偶电离 H2O+H2O=H3O++OH- 弱酸1弱碱2强酸2强碱1 弱酸弱碱的相互作用是生成强酸强碱的反应是可逆过程。 (4)盐类的水解 Ac-+H2O=HAc+OH- 弱碱1弱酸2强酸1强碱2 也是弱酸弱碱作用生成强酸强碱的反应,是可逆过程。 (5)中和反应 二个共轭酸碱对之间的质子传递反应,强碱夺取强酸中的质子,生成更弱的酸及碱的反应。 (6)酸碱性强弱的比较 电离平衡常数 例: HAc+H2O=H3O++Ac- [H2O]是常数 Ka称为酸常数 NH3+H2O=NH4++OH- Kb称为碱常数 (7)酸碱常数的相互关系 Ac-+H2O=OH-+HAc ∴Ka·Kb=KW (8)溶剂对酸碱性的影响 HCl+H2O=H3O++Cl- 强酸1强碱2弱酸2弱碱1 在水中, HAc+H2O=H3O++Ac- 弱酸1弱碱2强酸2强碱1 H2O是区分溶剂 在液氨中, HCl+NH3=NH4++Cl- 强酸1强碱2弱酸2弱碱1 HAc+NH3=NH4++Ac- 强酸1强碱2弱酸2弱碱1 液氨是拉平溶剂 (9)拉平效应: 在水溶剂下酸性或碱性强弱可以被区分,在另外的溶剂中其强弱变得不能区分出来的效应-------拉平效应 例如: HAc+HF=H2Ac++F- 弱碱1弱酸2强酸1强碱2 9-2水的离子积和pH 一、水的自偶电离 1.水的离子积常数Kw H2O+H2O=H3O++OH- H2O=H++OH- 298K,纯水中的[H3O+]=[OH-]=1.0×10-7mol·dm-3 Kw水的离子积常数 2.热力学方法计算Kw H2O(l)=H+(aq)+OH-(aq) kJ·mol-1>0 由Kw将随温度升高而增大 二、酸碱指示剂 HIn表示石蕊 HIn=H++In- 红蓝 Kr=([H+]/cJ×[In-]/c)/[HIn]/cJ 当c(HIn)>>c(In-)时,溶液呈红色,是酸性 当c(HIn)< 在[HIn]/[In-]≥10或[HIn]/[In-]≤0.1时, 指示剂颜色变化 指示剂变色范围是[H+]在0.1~10之间。 9-3酸碱盐溶液中的电离平衡 一、强电解质 二、弱电解质 电解度(离解度α%),Ka(Kb) 三、拉平效应和区分效应 9-4水溶液化学平衡的计算 一、一元弱酸、弱碱的电离平衡 α%=(已解离的分子数/原分子数)×100 =(已电离的浓度/初始浓度)×100 电解度(离解度α%): 平衡时弱电解质的电离百分率 HAc = H+ + Ac- 初始浓度 c 0 0 平衡浓度c-cα cα cα ∴当α<5%时,1-α=1, Ka=cα2—稀释定律 表明随着溶液浓度的降低,电离度增大。 二、多元弱酸、弱碱的电离平衡 特点: 分步进行 1.二元弱酸的电离平衡 H2S=H++HS- Ka1=[H+][HS-]/[H2S]=5.7×10-8 HS-=H++S2- Ka2=[H+][S2-]/[HS-]=1.2×10-15 Ka1×Ka2=K=[H+]2[S2-]/[H2S]=6.8×10-23 多元弱酸、弱碱的电离以第一步为主 溶液中同时存在H2S、HS-、H+、S2- ([H+]/cθ)2×([S2-]/cθ)/([H2S]/cθ)=6.8×10-23 饱和H2S水溶液,[H2S]=0.1mol·dm-3 可求出不同pH下的[S2-] 。 结论: ①多元弱酸中,若K1>>K2>>K3,通常K1/K2>102,求[H+]时,可做一元弱酸处理; ②二元弱酸中,酸浓度近似等于二级电离常数,与酸原始浓度关系不大; ③在多元弱酸溶液中,酸根浓度极低,在需要大量酸根离子参加的化学反应中,要用相应的盐而不是相应的酸。 2.三元酸的电离平衡 0.1moldm-3的磷酸溶液中的[H3PO4],[H2PO4-],[HPO42-],[PO43-],[H+] 3.高价水合阳离子的电离 [Al(H2O)6]3++H2O=[Al(H2O)5(OH)]2++H3O+ Ka1 [Al(OH)(H2O)5]2++H2O =[Al(H2O)4(OH)]++H3O+ Ka2 [Al(OH)2(H2O)4]2++H2O=[Al(H2O)4(OH)]++H3O+ Ka 4.酸式盐的电离 存在酸式电离及碱式电离NaH2PO4,H2PO4-既是质子酸,又是质子碱. 5.两种酸相混合 Ka(Kb)相差很大,只考虑电离常数大的弱酸(碱),相差不大,同时考虑。 6.弱酸弱碱盐水溶液 不予考虑。 可用Ka和Kb相对大小判断溶液酸碱性。 9-5缓冲溶液 一、盐效应 HAc=H++Ac- 加入NaCl,平衡向解离的方向移动,增大了弱电解质的电离度。 在弱电解质溶液中加入强电解质时,该弱电解质的电离度将会增大,这种效应称为盐效应。 原因: 加入后溶液的离子强度增大,活度减小,电离度增大。 二、、同离子效应 HAc=H++Ac- 加入NaAc, NaAc=Na++Ac- 溶液中Ac-大大增加,平衡向左移动,降低了HAc的电离度. 同离子效应: 向弱电解质中加入具有相同离子(阳离子或阴离子)的强电解质后,解离平衡发生左移,降低电解质电离度的作用称为同离子效应,α降低。 三、缓冲溶液 1.实验事实: 向纯水(pH=7.0)中加入少量酸或碱,pH值会发生显著变化 向HAc-NaAc混合液中加入少量酸或碱,溶液的pH值几乎不变。 2.缓冲溶液: 是一种能抵抗少量强酸、强碱和水的稀释而保持体系的pH值基本不变的溶液 3.缓冲原理: HAc=H++Ac- NaAc=Na++Ac- 加入酸,如HCl,H+与Ac-结合,生成HAc,cAc-/cHAc变化不大,溶液的pH值变化不大。 加入碱,如NaOH,HAc与OH-与结合,生成Ac-,cAc-/cHAc变化不大,溶液pH值变化也不大。 结论: 少量外来酸碱的加入不会影响溶液的pH值,缓冲溶液的缓冲能力有一定限度。 4.缓冲溶液[H+]的计算 弱酸—弱酸强碱盐的缓冲体系: 弱碱—强酸弱碱盐的缓冲体系: 5.结论: ①缓冲溶液的pH取决于两个因素,即Ka(Kb)及c酸/c盐(c酸/c盐) ②适当地稀释缓冲溶液时,由于酸和盐同等程度地减少,pH值基本保持不变。 ③稀释过度,当弱酸电离度和盐的水解作用发生明显变化时,pH值才发生明显的变化。 6.选择缓冲溶液的步骤: 首先找出与溶液所需控制的pH值相近的pK值的弱酸或弱碱 一般c酸/c盐在0.1~10范围内具有缓冲能力,故pH=pKa±1 选择的缓冲液不与反应物或生成物发生反应,配制药用缓冲溶液时还应考虑溶液的毒性。 7.缓冲溶液的应用 许多化学反应要在一定pH范围内进行; 人体血液必须维持pH在7.4左右。 9-6酸碱指示剂(自学)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 酸碱平衡 无机化学 酸碱 平衡 教案
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)