大学无机化学课件PPT资料.ppt

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化学与化工学院化学与化工学院pH和和pOHn规定pH=-lgc（H+）/c简化为pH=-lgc（H+）同时pOH=-lgc（OH）25C时，pKw=pH+pOH=14.00n酸碱性与pHlH+=1.0107molL1=OH,pH=7,中性溶液lH+1.010-7molL-1OH-,pH7pOH,酸性溶液lH+1.010-7molL-17pOH,碱性溶液lH+1.0molL-1或OH1.0molL-1时，直接使用浓度表示酸碱度化学与化工学院化学与化工学院H+=OH=1.0107（molL1）pH=-lgH+=7=pOH加入0.10molL1一元强酸时，OH=Kw/H+=1.01014/1.0101=1.01013（molL1）加入0.10molL1一元强碱时，H+=Kw/OH=1.01014/1.0101=1.01013（molL1）水溶液中（纯水或酸碱溶液），H+和OH同时存在，Kw是个常数。

（酸溶液中也有OH，碱溶液中也有H+）溶液的酸碱性溶液的酸碱性化学与化工学院化学与化工学院一元弱电解质的解离平衡一元弱电解质的解离平衡HAcH+（aq）+Ac（aq）NH3H2ONH4OH解离常数表达式分别为：

化学与化工学院化学与化工学院解离常数解离常数n弱酸使用Ka表示，弱碱使用Kb表示n必须指明具体的弱电解质n反映弱电解质解离成离子的能力：

Ki越大，解离倾向越大，该弱电解质也相对较强lKi10-4：

弱电解质l10-3Ki10-2：

中强电解质lKi10-7：

极弱电解质n具有平衡常数的一般性质：

与浓度无关，随温度改变，但温度的影响较小，室温下可不予考虑化学与化工学院化学与化工学院稀释定律稀释定律n在一定温度下（Ka为定值），某弱电解质的解离度随着其溶液的稀释而增大。

HAcH+（aq）+Ac（aq）初始浓度c00平衡浓度cccc当时，则有化学与化工学院化学与化工学院一元弱酸的解离平衡一元弱酸的解离平衡求0.10molL-1和1.0105molL-1HAc水溶液的酸度。

已知Ka=1.8105。

1）HAcH+Ac初始浓度/molL-10.1000平衡浓度/molL-10.10xxxx=1.3103molL-1c（H+）=c（Ac）=1.3103molL-1c（HAc）=0.10-1.31030.10molL-1化学与化工学院化学与化工学院Kw=c（H+）/cc（OH）/cc（OH）=7.710-12molL-1pH=-lgc（H+）=2.89n解离度（）n0.10molL-1醋酸的解离度化学与化工学院化学与化工学院2）Ka=x2/（1.0105x）=1.8105C0/Ka=1.0105/1.8105500则OH=（Kbc）1/2=（2.031050.100）1/2=1.42103（mol/dm3）pH=14.0pOH=14.02.85=11.15化学与化工学院化学与化工学院多元弱酸的解离平衡多元弱酸的解离平衡n第一步：

H2CO3HCO3Hn第二步：

HCO3CO32HnKa1/Ka2103，溶液中的H主要来自第一步解离反应，c（H+）的计算可以按一元弱酸的解离平衡做近似处理。

化学与化工学院化学与化工学院例题例题计算0.010molL-1H2CO3溶液中的H+,H2CO3,HCO3-,和CO32-的浓度以及溶液的pH值。

解：

H2CO3HCO3-+H+平衡浓度/molL-10.010-xxx其中0.010-x0.010x=6.510-5molL-1c（H+）=c（HCO3-）=6.510-5molL-1c（H2CO3）0.010molL-1化学与化工学院化学与化工学院根据第二步解离计算c（CO32-）：

HCO3-CO32-Hceq（molL-1）6.510-5-yy6.510-5+y6.510-5y6.510-5,y=Ka2=4.710-11molL-1c（CO32-）=Ka2=4.710-11molL-1pH=-lgc（H+）=-lg6.510-5=4.19化学与化工学院化学与化工学院总结：

总结：

多元弱酸的解离多元弱酸的解离n多元弱酸的解离是分步进行的，一般Ka1Ka2Ka3。

溶液中的H+主要来自于弱酸的第一步解离，计算c（H+）或pH时可只考虑第一步解离。

n对于二元弱酸，当Ka1Ka2时，c（酸根离子）Ka2，而与弱酸的初始浓度无关。

n对于二元弱酸，若c（弱酸）一定时，c（酸根离子）与c2（H+）成反比。

化学与化工学院化学与化工学院化学与化工学院化学与化工学院盐效应盐效应n在弱电解质溶液中加入其他强电解质时，该弱电解质的解离度将有所增大，这一影响称为盐效应n解释：

强电解质加入后，总浓度增大，活度降低，解离度增大才能维持平衡n盐效应对弱电解质的解离度的影响较小，可以忽略化学与化工学院化学与化工学院n同离子效应：

在弱电解质溶液中，加入与其含有相同离子的易溶强电解质而使弱电解质的解离度降低的现象。

n同离子效应可进行定量计算。

n同离子效应对弱电解质的解离度的影响大于盐效应HAc（aq）+H2O（l）H3O+（aq）+Ac（aq）Ac（aq）NH4Ac（aq）（aq）+平衡移动方向同离子效应同离子效应化学与化工学院化学与化工学院例题例题在0.10molL-1HAc溶液中，加入NH4Ac（s），使其浓度为0.10molL-1，计算溶液的pH值和HAc的解离度。

HAc（aq）+H2O（l）H3O+（aq）+Ac（aq）c0/（molL-1）0.1000.10ceq/（molL-1）0.10xx0.10+x0.10x0.10x=1.810-5c（H+）=1.810-5molL-1pH=4.74，=0.018%0.10molL-1HAc溶液：

pH=2.89，=1.3%化学与化工学院化学与化工学院酸碱指示剂酸碱指示剂酚酞是有机弱酸（HIn）HInH+In无色紫红色n溶液中H+增大至大于10Ka时，指示剂90以HIn存在，溶液无色nH+=0.1Ka时，指示剂90以In存在，呈紫红色nH+=Ka时，HIn和In各半，呈浅红色nKa是确定指示剂变色范围的依据，pKa1称为指示剂的变色范围化学与化工学院化学与化工学院常用酸碱指示剂常用酸碱指示剂化学与化工学院化学与化工学院缓冲溶液缓冲溶液弱酸及弱酸盐（或弱碱及弱碱盐）的混合溶液的pH值能在一定范围内不因稀释或外加的少量强酸或强碱而发生显著变化，这种溶液称为缓冲溶液。

实验1molkg-1HCl0.05ml1molkg-1NaOH0.05ml50ml纯水pH=7pH=3pH=1150mLHAc-NaAcc（HAc）=c（NaAc）=0.10molL-1pH=4.74pH=4.73pH=4.75化学与化工学院化学与化工学院缓冲机理缓冲机理Ac-是抗酸因素，HAc是抗碱因素。

Ac-、HAc称缓冲对。

稀释时，Ac-和HAc变化相同，则比值不变，H+不变HAc+OH-H2OH+Ac-HAc+H+H+Ac-化学与化工学院化学与化工学院缓冲溶液缓冲溶液pH值的计算值的计算

（1）弱酸弱酸盐：

HAc-NaAc,H2CO3-NaHCO3HAH+AMA=M+A由于同离子效应，通常用初始浓度c（HA）,c（A-）代替ceq（HA）,ceq（A-）。

化学与化工学院化学与化工学院缓冲溶液缓冲溶液pH值的计算值的计算

（2）弱碱弱碱盐：

NH3-NH4Cl化学与化工学院化学与化工学院结论结论n缓冲溶液的pH值主要是由pKa或14-pKb决定的，还与和相关n缓冲溶液的缓冲能力是有限的n缓冲能力与缓冲溶液中各组分的浓度有关，c（HA），c（B）及c（A）或c（BH+）较大时,缓冲能力强。

n或接近1时，缓冲能力大化学与化工学院化学与化工学院只有当缓冲比在0.110范围内，缓冲溶液才能发挥缓冲作用。

通常把缓冲溶液能发挥缓冲作用（缓冲比为0.110）的pH范围称为缓冲范围。

HA-A缓冲溶液的缓冲范围为：

缓冲范围缓冲范围化学与化工学院化学与化工学院缓冲溶液的缓冲性能的计算缓冲溶液的缓冲性能的计算若在50.00ml0.150molL-1NH3和0.200molL-1NH4Cl组成的缓冲溶液中，加入0.100ml1.00molL-1的HCl，求加入HCl前后溶液的pH值各为多少？

加入HCl前：

加入HCl后，NH3+HCl=NH4Cl反应前（mmol）500.15=7.50.11=0.1500.2=10反应后（mmol）7.4010.1化学与化工学院化学与化工学院盐的水解盐的水解盐溶解在水中得到的溶液可能是中性，强酸强碱盐的水溶液：

NaCl等有的盐水溶液可能是酸性的，强酸弱碱盐类：

NH4Cl、FeCl3等有的是碱性，强碱弱酸盐类：

NaAc、Na2CO3n盐在水溶液中,与水作用使水的电离平衡发生移动,从而可能改变溶液的酸度,这种作用叫盐的水解.化学与化工学院化学与化工学院各种盐的水解各种盐的水解

（1）强酸强碱盐：

不水解离子不与H或OH结合成弱电解质IA、IIA（部分）的盐酸、硝酸、硫酸、高氯酸盐.

（2）弱酸强碱盐：

水解显碱性以NaAc为例：

NaAcNaAcH2OHOHAcHHAcH降低H2O的电离平衡右移产生AcH2OHAcOH产生OH水解显碱性。

化学与化工学院化学与化工学院弱酸强碱盐的水解弱酸强碱盐的水解NaAc的水解平衡：

AcH2OHAcOH平衡后水解平衡常数的表达式:

弱酸强碱盐水解平衡常数:

Kh=Kw/Ka对于NaAc：

Kh=1.01014/1.8105=5.61010非常小，计算时常采用近似的方法。

化学与化工学院化学与化工学院弱酸强碱盐的弱酸强碱盐的pOH设NaAc起始浓度为C0，水解平衡后OH=xAcH2OHAcOH起始：

C000平衡：

C0xxxKh小，C0/Kh500C0xC0化学与化工学院化学与化工学院例题例题求0.010molL-1NaCN溶液的pH和水解度。

（Ka,HCN=4.93X10-10）解：

Kh=Kw/Ka=1.010-14/4.9310-10=2.0310-5C0/Kh=0.010/2.03105=492400pOH=3.35pH=10.65水解度h=OH/C0=4.5110-4/0.010=4.5%化学与化工学院化学与化工学院070403强酸弱碱盐的水解强酸弱碱盐的水解显酸性，以NH4Cl为例：

NH4H2ONH3H2OH强酸弱碱盐的水解平衡常数：

化学与化工学院化学与化工学院实验安排实验安排n第三个实验的选课从第五周4月2日（周一）开始至4月8日（周日）结束。

以后每逢单周的周一至周日选下一次的实验课。

n不参加选课不能进实验室做实验。

化学与化工学院化学与化工学院弱酸弱碱盐水解弱酸弱碱盐水解

（1）弱酸弱碱盐中的弱酸根，弱碱离子均可以水解，溶液究竟显酸性或碱性，取决于弱酸弱碱的相对强弱。

水解平衡常数：

以NH4Ac为例来讨论：

NH4Ac=NH4AcH2OHOHNH4OHNH3H2O