弱电解质解离反应ppt课件

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1、3-2-1 3-2-1 解离平衡和解离常数解离平衡和解离常数一元弱酸一元弱酸 HA(aq)H+(aq)+A-(aq)弱电解质在水溶液中部分解离，存在解离平衡。弱电解质在水溶液中部分解离，存在解离平衡。c(H+)/c c(A-)/c c(HA)/c Ki (HA)=c(H+)c(A-)c(HA)简化为简化为Ki (HA)=解离平衡解离平衡Ki 规范解离常规范解离常数数Ka、Kb分别表示弱酸、弱碱规范解分别表示弱酸、弱碱规范解 离常数离常数.有表可查有表可查.Ki 越小越小,弱电解质解离越困难弱电解质解离越困难,电解质越弱。电解质越弱。弱电解质：普通弱电解质：普通Ki 10-4 中强电解质：中强电

2、解质：Ki=10-210-3解离常数解离常数Ki 可表示弱电解质解离程度大小。可表示弱电解质解离程度大小。Ki 与浓度无关，与温度有关。与浓度无关，与温度有关。由于温度对由于温度对Ki 影响不大，普通可不思索影响不大，普通可不思索其影响。其影响。例例试计算试计算298.15K、规范态下、规范态下Ka(HOAc)值。值。解：解：HOAc H+OAc-fGm/(kJmol-1)-396.46 0 -369.31rGm=(-369.31)-(-396.46)kJmol-1 =27.15 kJmol-1-rGm -27.151000 RT 8.314298.15ln K =-10.95Ka(HOAc)

3、=1.810-5已解离的弱电解质浓度已解离的弱电解质浓度未解离前弱电解质浓度未解离前弱电解质浓度解离度解离度()100%3-2-2 3-2-2 解离度和稀释定律解离度和稀释定律解离度解离度解离度表示弱电解质的解离程度。可判解离度表示弱电解质的解离程度。可判别电解质的强弱。别电解质的强弱。在温度、浓度一样条件下在温度、浓度一样条件下,越小，电解越小，电解质越弱。质越弱。Ka c 假设假设 c/Ka 500,1-1稀释定律稀释定律一元弱酸一元弱酸 HA(aq)H+(aq)+A-(aq)开场浓度开场浓度 c 0 0 平衡浓度平衡浓度 c-c c cKa 与与都能阐明弱电解质的解离程度；都能阐明弱电解

4、质的解离程度；但但与与c有关，有关，Ka 与与c无关。无关。Ka =cacac-caca2 1-a一元弱酸溶液中一元弱酸溶液中c(H+)的计算的计算3-2-3 3-2-3 弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算假设假设Ka Kw,c(molL-1)不很小不很小,可忽略水的可忽略水的解离。解离。一元弱电解质溶液中离子浓度的计算一元弱电解质溶液中离子浓度的计算 HA H+A-平衡浓度平衡浓度 c-c(H+)c(H+)c(H+)假设假设(c/c )/Ka 500,c(H+)c,c-c(H+)cKa c(H+)/c 2 c 2(H+)c-c(H+)/c c/cc(H+)(c/c )K

5、a 一元弱碱溶液中一元弱碱溶液中c(H+)的计算的计算 BOH B+OH-平衡浓度平衡浓度 c-c(OH-)c(OH-)c(OH-)同理同理c(OH-)(c/c )Kb 假设假设(c/c )/Kb 500,c(OH-)c,c-c(OH-)cc(NH4+)/c c(OH-)/c xx c(NH3H2O)/c 0.100-xKb=1.810-5(c/c )/Kb(NH3H2O)=0.100/(1.810-5)5000.100-x0.100 那么那么 x=1.3410-3 平衡浓度平衡浓度/(molL-1)0.100-x x x例例计算计算0.100molL-1氨水溶液中的氨水溶液中的c(OH-)、

6、pH和氨水的解离度。和氨水的解离度。解：解：NH3H2O NH4+OH-pH=-lg(7.510-12)=11.12 x 1.3410-3 c 0.100=100%=100%=1.34%c(OH-)=1.3410-3 molL-1 Kw 1.010-14c(OH-)1.3410-3 c(H+)=molL-1=7.510-12 molL-1To 17Ka(1)=1.110-7c(H+)/c c(HS-)/c c(H2S)/c Ka(2)=1.310-13c(H+)/c c(S2-)/c c(HS-)/c 3-2-4 3-2-4 多元弱酸的分步解离多元弱酸的分步解离多元弱酸在水溶液中分步解离多元弱

7、酸在水溶液中分步解离如如 H2S H+HS-HS-H+S2-由于由于Ka(1)Ka(2)，H2S溶液中溶液中c(H+)主要主要决议于第一步解离的决议于第一步解离的H+，即，即 c(H+)c(HS-)多元弱酸的强弱主要取决于多元弱酸的强弱主要取决于Ka(1)解：解：H2S H+HS-平衡浓度平衡浓度/(molL-1)0.10-x x x(c/c )/Ka(1)=0.10/(1.110-7)500，0.10-x0.10 x=1.110-4c(H+)=1.110-4 molL-1例例知常温、常压下知常温、常压下H2S的溶解度为的溶解度为0.10molL-1，计算，计算H2S饱和溶液中饱和溶液中c(H

8、+)、c(S2-)和和H2S的解离度。的解离度。Ka(1)=1.110-7c(H+)/c c(HS-)/c xx c(H2S)/c 0.1-x解：解：HS-H+S2-平衡浓度平衡浓度 1.110-4-y 1.110-4+y y例例知常温、常压下知常温、常压下H2S的溶解度为的溶解度为0.10molL-1，计算，计算H2S饱和溶液中饱和溶液中c(H+)、c(S2-)和和H2S的解离度。的解离度。由于由于 Ka(2)Ka(1)所以所以 c(HS-)c(H+)Ka(2)=1.310-13c(H+)/c c(S2-)/c c(HS-)/c Ka1c/c 1.110-7 0.10=0.11%c(S2-)

9、=Ka(2)c =1.310-13 molL-1二元弱酸溶液中二元弱酸溶液中:c(A2-)Ka(2)H2S H+HS-Ka(1)=c(H+)/c c(HS-)/c c(H2S)/c Ka(2)=c(H+)/c c(S2-)/c c(HS-)/c c(H+)与与c(S2-)的关系的关系HS-H+S2-两式相加两式相加 H2S-2H+S2-Ka=Ka(1)Ka(2)c(H+)2c(S2-)c(H2S)(c )2=Ka(1)Ka(2)常温下常温下,H2S饱和溶液中饱和溶液中,c(H2S)=0.10molL-1调理调理H2S溶液的酸度，可控制溶液的酸度，可控制c(S2-)。c(H+)2c(S2-)=1

10、.410-21(molL-1)3在弱电解质溶液中，参与含有一样离子在弱电解质溶液中，参与含有一样离子的易溶强电解质，使弱电解质解离度降的易溶强电解质，使弱电解质解离度降低的景象。低的景象。3-2-5 3-2-5 解离平衡的挪动解离平衡的挪动 同离子效应同离子效应如如 HOAc H+OAc-参与参与 NaOAc Na+OAc-平衡向左挪动平衡向左挪动例例在在0.100molL-1NH3H2O溶液中，参溶液中，参与固体与固体NH4Cl,使其浓度为使其浓度为0.100molL-1，计算溶液中计算溶液中c(H+)、NH3H2O的解离度。的解离度。解：解：NH3H2O NH4+OH-平衡浓度平衡浓度 0

11、.100-x 0.100+x xx=1.810-5c(OH-)=1.810-5 molL-1Kb=1.810-5x(0.100+x)0.100-x0.100 x 0.100=1.810-5由于由于 (c/c )/Kb=0.100/(1.810-5)500所以所以 0.100-x0.100,0.100+x0.100例例在在0.100molL-1NH3H2O溶液中，溶液中，参与固体参与固体NH4Cl,使其浓度为使其浓度为0.100molL-1，计算溶液中，计算溶液中c(H+)、NH3H2O的解离度。的解离度。解：解：NH3H2O NH4+OH-平衡浓度平衡浓度/(molL-1)0.100-x 0.

12、100+x xc(OH-)=1.810-5 molL-11.010-14 1.810-5c(H+)=5.610-10 molL-11.810-5 0.100=100%=0.018%未加未加NH4Cl时，时，NH3H2O的的 1.34%,是由于同离子效应，使是由于同离子效应，使降低。降低。To 10缓冲溶液：具有缓冲作用的溶液。缓冲溶液：具有缓冲作用的溶液。3-2-6 3-2-6 缓冲溶液缓冲溶液缓冲作用：能使溶液缓冲作用：能使溶液pH值根本坚持不变的作用。值根本坚持不变的作用。缓冲作用原理：高浓度的缓冲作用原理：高浓度的HOAc+NaOAc混合液混合液NaOAc:抵消抵消H+物质物质;HOAc

13、:抵消抵消OH-物质。物质。HOAc H+OAc-c(H+)=Kac(HAc)c(Ac-)缓冲溶液的组成缓冲溶液的组成 弱酸与弱酸盐、弱碱与弱碱盐的混合液；弱酸与弱酸盐、弱碱与弱碱盐的混合液；多元弱酸两种不同存在方式的盐混合液。多元弱酸两种不同存在方式的盐混合液。缓冲溶液缓冲溶液pKipH值范围值范围HOAc-NaOAc4.743.65.6NH3H2O-NH4Cl4.748.310.3NaHCO3-Na2CO310.339.211.0KH2PO4-K2HPO47.205.98.0H3BO3-Na2B4O79.27.29.2缓冲溶液缓冲溶液pH值的计算值的计算例例 试计算含试计算含0.100mo

14、lL-1HOAc、0.100 molL-1NaOAc溶液的溶液的pH值。值。解：解：HOAc H+OAc-平衡浓度平衡浓度/(molL-1)0.100-x x 0.100+xKa=1.810-5x(0.100+x)0.100-x由于由于 (c/c )/Ka=0.100/(1.810-5)500所以所以 0.10-x0.100,0.100+x0.100pH=4.74x=1.810-5=c(H+)=1.810-50.100 x 0.100例例(2)在含在含0.100molL-1HOAc、0.100 molL-1 NaOAc溶液中参与溶液中参与HCl，使，使 c(H+)=0.001molL-1，计算

15、溶液的，计算溶液的pH值。值。HOAc H+OAc-Ka=1.810-5x(0.099+x)0.101-x平衡浓度平衡浓度/(molL-1)0.101-x x 0.099+xx=1.810-5c(H+)1.810-5 molL-1pH=4.74=1.810-50.099x 0.101解解:反响反响 H+OAc-HOAc0.001 0.001 0.001HOAc+NaOAc混合溶液具有缓冲作用，混合溶液具有缓冲作用，即坚持溶液即坚持溶液pH值不变。值不变。(3)在含在含0.100molL-1HOAc、0.100 molL-1NaOAc溶液中参与溶液中参与NaOH,使使 c(OH-)=0.001m

16、olL-1，计算溶液的，计算溶液的pH值。值。HOAc H+OAc-Ka=1.810-5x(0.101+x)0.099-x平衡浓度平衡浓度/(molL-1)0.099-x x 0.101+xx=1.810-5c(H+)1.810-5 molL-1pH=4.74=1.810-50.101x 0.099解解:反响反响 OH-+HOAc OAc-+H2O 0.001 0.001 0.001(4)在含在含0.10molL-1HOAc、0.10molL-1 NaOAc溶液中参与溶液中参与H2O.使溶液稀释使溶液稀释10倍倍,计算溶液的计算溶液的pH值。值。解：解：HOAc H+OAc-平衡浓度平衡浓度/(molL-1)0.010-x x 0.010+xKa=1.810-5x(0.010+x)0.010-xc(H+)1.810-5 molL-1pH=4.74x=1.810-5=1.810-50.010 x 0.010