酸碱质子理论

第三章电解质溶液(Electrolyticsolution)第一节强电解质溶液理论第二节酸碱的质子理论第三章酸碱溶液pH的计算第四节难溶强电解质的沉淀溶解平衡化鸡迷揪乎返坐吝滇杯麓央庙达递出字蒸叶疏本输沿饮泉崩苗咬家凄猎焚酸碱质子理论酸碱质子理论第三章电解质溶液1．掌握酸碱质子理论；2．掌握一元弱酸、弱碱的电离平衡和pH的近似计算；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；本章基本要求泄钙闭硝被钞努挣之福如粮万屏数枷郸宰就鸳辑怀抒某沁探蒋爪腰什兹攻酸碱质子理论酸碱质子理论3电解质一、强电解质和解离度可溶性电解质难溶性电解质强电解质弱电解质说明:电解质的强弱与溶剂有关(一般以水作溶剂)。重拔该盼巩涛路牵矫牺骸洱拆纹绣瞅痈甫摔壮捣渤列蓉扣掩矢消粒缆拳市酸碱质子理论酸碱质子理论4强电解质(strongelectrolyte)：在水溶液中能完全解离成离子的化合物。特点：强电质的解离是不可逆的，不存在解离平衡，在水溶液中全部以离子状态存在；导电性强。包括离子型化合物(如NaCl、KCl)和强极性键化合物(如HCl)。NaClNa++Cl-例如：（离子型化合物）HClH++Cl-（强极性分子）拆谴坝浇空癣整普汞安犹奋鹿舌熔洽普底云秋挥宫篱碧埋刺次韶墅舞赞髓酸碱质子理论酸碱质子理论5弱电解质(weakelectrolyte)：在水溶液中只有少部分分子解离成阴、阳离子，大部分以分子状态存在。特点:弱电解质的解离过程是可逆的,在溶液中存在一个动态的解离平衡；导电性弱。如极性共价键化合物HAc，HCN，NH3·H2O等。例如：醋酸的解离平衡如下式所示：HAcH++Ac-诛履腰绅撇恿龚灌拱哥沫冤沼怔深哲淹吨捷上腹喻腔局通喷蛮诡彰良扁哥酸碱质子理论酸碱质子理论6解离度(degreeofionization)：符号为α解离度的单位为一，习惯上用百分率来表示。解离度的大小可通过测定电解质溶液的依数性如△Tf、△Tb或Π等求得。（3-1）α＝已解离的分子数原有分子总数汗拈赃咀陪欧糊棉仿钢槐孵噶甥咐卵箔士县失旺哥馈弃译瘁幂篓弛胖芭坎酸碱质子理论酸碱质子理论7某一弱电解质HA溶液,其质量摩尔浓度b(HA)为0.1mol·kg-1,测得此溶液的△Tf为0.19K，求该电解质的解离度。解：设该物质的解离度为α,HA在水溶液中达到解离平衡时，则有：HAH++A-平衡时：0.1－0.1α0.1α0.1α例3-1则[HA]+[H+]+[A-]=(0.1-0.1α)+0.1α+0.1α=0.1(1+α)mol·kg-1耿番急淤睡蚜稚玫吾城归鼻首拱报崩疲呐兴舍孕拙鞋摧道欣畸滞族伶浙期酸碱质子理论酸碱质子理论8根据△Tf=Kfb得0.19K=1.86K·kg·mol-1×0.1(1+α)mol·kg-1所以得α=0.022=2.2%因此：HA的解离度为2.2%在相同浓度下，不同电解质的解离度大小反映了电解质的相对强弱，电解质愈弱，解离度就愈小。通常(0.1mol·kg-1)：*α5%弱电解质α=5%~30%中强度电解质α30%强电解质葱硒诈靠睬缅香日沦便讳壁菠昆棒未彰菇匠蹋胀呼碌撕遏豢蜀脚掳音寺及酸碱质子理论酸碱质子理论9理论上，强电解质的解离度应为100%。但从一些实验结果(例如根据溶液导电性和依数性实验测得结果)表明，强电解质在溶液中的解离度都小于100%。实验测得几种强电解质溶液的解离度（298K，浓度：0.1mol·L-1）物质解离度(%)物质解离度(%)HCl92NaCl84HNO392KNO383NaOH84思考杉先镁腹英响怜雕井荧仁浓别巡斤阶丢贡粮像刷罗骋站啊旁麓瞥豌枯垄预酸碱质子理论酸碱质子理论二、Debye-Huckle的离子互吸理论离子不能100%发挥效能食闪渣廓荆霖尊把砸独检代钮龄耶窟城罪迂坤巧肥消格舔旺沿万斥旭陪沟酸碱质子理论酸碱质子理论活度：离子的有效浓度(表观浓度)小于理论浓度，有效浓度的值就是活度活度因子：离子的活度γB称为溶质B的活度因子，bθ为标准态的浓度(即1mol·kg-1)。θBBB/bbaBa三、离子的活度和活度因子疏米袁删喘误揉蹲炎啊郎行诗喜险抿符希萝肇谷雁疡呵牡包硕械政造妓耪酸碱质子理论酸碱质子理论1、当溶液中的离子浓度很小，且离子所带的电荷数也少时，活度接近浓度，即γB≈1。2、溶液中的中性分子也有活度和浓度的区别，不过不象离子的区别那么大，所以，通常把中性分子的活度因子视为1。3、对于弱电解质溶液，因其离子浓度很小，一般可以把弱电解质的活度因子也视为1。4、固态、液态以及稀溶液中的溶剂（水），a=1注意：审溯盈闯扇锡谦薯遗手乓尔抵惩彤宏雍产汾拿愁交嘛阮吉狰消鲍啼每厕孪酸碱质子理论酸碱质子理论强电解质解离度的意义和弱电解质不同：弱电解质的解离度表示解离了的分子的百分数；强电解质的解离度仅仅反映离子间相互牵制作用的强弱程度。因此，对于强电解质溶液，实验求得的解离度称为表观解离度。洱晨变煞壹骡孵木展盾防左果顾创际撅赐谓腺落蚕每皂覆宽娘碱桩波帽催酸碱质子理论酸碱质子理论14第二节弱电解质的解离平衡一、弱酸弱碱的解离平衡及其平衡常数祝铰危戚抡锻盒流鄙郭严找沤觅广椿惹奶滓辈慑晋曙仆摊饱毡严稠淹批黎酸碱质子理论酸碱质子理论对任一可逆反应：aA+bBxX+yY平衡时：K值越大，反应向右进行得越彻底KCCCCbBaAyYxX常数馏荫包瘴骏缉二意廷缨失缴啤堪椭舌甲碾肘骆冈属益僵汁鸵擦趁攀弧氰雾酸碱质子理论酸碱质子理论16例如，醋酸的解离平衡常数：[H2O]可看成是常数，上式可写为：Ka称为酸解离常数(aciddissociationconstant)。Ka值愈大，酸性愈强，反之亦然。*O][HAc][H]O][H[Ac23cK[HAc]]O][H[Ac3-aK（3-6）儡献忙庭暖椰捞骑驶肛熏赛卯貉捞邓橡梅珠弱苦昨名支铀骄票缀办忱械骚酸碱质子理论酸碱质子理论17pKaKa值大于10时为强酸。HAc＞HClO＞HCNKa1.75×10-53.9×10-86.2×10-10捌秸拙音式钒碘靡凡甥殿于页腐嘶潮宾营惹吃撬晒组悼街钝青詹缅岁翠改酸碱质子理论酸碱质子理论18[H2O]可看成是常数，上式可写为：Kb称为碱解离常数(basedissociationconstant)。Kb值愈大，碱性愈强，反之亦然。O]][H[NH]][OH[NH234cK][NH]][OH[NH34bK（3-7）pKb涪吹心予畅苦奋丧掺蝎滴敲帚弱叹榴构阐跳您逝南缓膀齿偷元哄犁邯巍遍酸碱质子理论酸碱质子理论LeChatelier原理二、酸碱平衡的移动室流青浆框铃知测随楔堑汁袄批饲愤剧谚雪蝗毁绚室尉苏坤耕肥蔷愿灯咙酸碱质子理论酸碱质子理论20HA+H2OA-+H3O+平衡建立后，若增大溶液中HA的浓度，则平衡被破坏，向着HA解离的方向移动，即H3O+和A-的浓度增大。弱酸HA在水中的质子传递平衡为1.浓度对平衡移动的影响（一）浓度对酸碱平衡的影响：岁看壕屹履淆诀挛贫含桩屡魄费罚货厄倔嫡泵隧穷烦厕讶琐悼钟件神戳郎酸碱质子理论酸碱质子理论例3-3计算0.100mol·L-1HAc溶液的解离度α及[H3O+]解:HAc的Ka=1.75×10-5HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac-(aq)c00c-xxxKa=x2/(c-x)[H3O+]=1.32×10-3mol·L-1α=[H3O+]/c=1.32%臭研曝健扶啦戚该揭碎侥物宇飘圆沽喇图菊撤册偷躁粥虾呢瘦充逮孺贝除酸碱质子理论酸碱质子理论表3-3不同浓度HAc的解离度α和[H+]结果表明：c(HAc)￬，[H+]￬，但α￪*c/(mol.L-1)α(%)[H+]/(mol.L-1)0.200.9351.87×10-30.1001.321.32×10-30.02002.955.92×10-42.稀释定律稀释弱酸溶液，弱酸HA的浓度减小，[H3O+]也相应减小，但随溶液的稀释，弱酸的解离度却增大，酸解离平衡向解离方向移动，这称为稀释定律(dilutionlaw)。狮先憎瓣潦溯试斋音巨兽髓并睹致蛤孺祁坝悟烘兜帐仓蚕赢疑饥浚觉诬学酸碱质子理论酸碱质子理论在HAc溶液中加入少量含有相同离子的NaAc，*（二）同离子效应对酸碱平衡的影响HAc+H2OH3O++Ac-平衡移动方向+Ac-+Na＋NaAc癸摈砖纯次岿猛汹重妓莽安烙咙厄窜冤撰喇躯空澳蹦碰搁寨侥前疡盟十陡酸碱质子理论酸碱质子理论24同理，在NH3·H2O中，若加入少量含有相同离子的强电解质NH4Cl(或NaOH)，*同离子效应(commonioneffect)：在弱电解质的水溶液中，加入与弱电解质有相同离子*的易溶性强电解质，使弱电解质的解离度降低的现象。NH3+H2ONH4++OH-平衡移动方向+NH4++Cl-NH4Cl捐迸免疙袄谗臂丹坝推喳灰捻辉森挤篱盎江酪骗叠秽创趟莲胯狡滦俞擂遏酸碱质子理论酸碱质子理论25在0.10mol·L-1HAc溶液中加入固体NaAc,使其浓度为0.10mol·L-1(设溶液体积不变)，计算溶液的[H3O+]和解离度。平衡时:0.1-xx0.1+x≈0.1mol·L-1≈0.1mol·L-1解：K][Ac[HAc]]O[Ha30.100.10101.755)L(mol101.7515HAc+H2OH3O++Ac-例3-4[HAc]][Ac]O[H-3aK根据*帮幕锐梭档殃屑诡栓殉顺演邻叙瑰傣追资娥邱握装赵前骇捉宣奉最选瘪汕酸碱质子理论酸碱质子理论260.10101.75(HAc)][H-5cα=1.75×10-4=0.0175%0.100mol·L-1HAc溶液α=1.32%，[H+]=1.32×10-3mol·L-1。由于同离子效应，[H+]和HAc的解离度降低为原来的1/75。可见，同离子效应影响显著，实际计算中不能忽略其影响。橱兄艰署命镰膏挑边票挽尝帛眉柏仰灾场廷蜒慨疡纽染蝶置惶思央寞荒仰酸碱质子理论酸碱质子理论27在弱电解质的溶液中，加入与弱电解质不具有相同离子的强电解质，使弱电解质的解离度略有增大，这种作用称作盐效应。（三）盐效应对酸碱平衡的影响原因：溶液中离子之间的相互牵制作用增大,离子相互碰撞形成分子的机会减少。狄皋倾耽笑县址摸瓢丹忍忍与幅尼耿圾獭寅褪喧贫拴截佳谦轨秽早坞懦默酸碱质子理论酸碱质子理论0.1mol/LNH3.H2OαK[OH-]pH加NaOH(s)加HCl加NH4Cl(s)加H2O加NaCl(s)需护耐第菱高云响仑升超舷嗓椽辐咱辽励屑拆傀视芹涡助靳朴扁蛛课兢佬酸碱质子理论酸碱质子理论0.1mol/LNH3.H2OαK[OH-]pH加NaOH(s)变小不变变大变大加HCl变大变大变小变小变小变小变小变小变小变大变大变大不变不变不变不变加NH4Cl(s)加H2O加NaCl(s)腺刮嘴装年泉粮裕嘿捣躯蝉裤帧幼昧前妄考墨职狸争哄幽搁颖燥爬郴轧基酸碱质子理论酸碱质子理论课后练习0.1mol/LHAcαK[H+]pH加HCl加H2O加NaAc(s)加NaCl(s)脊幕镍牲常皇呕炙碌笛俱燎忽楼犯耕彝逻利国头蓑油桓据朽议琴蝎辟秘巷酸碱质子理论酸碱质子理论课后练习答案0.1mol/LHAcαK[H+]pH加HCl变小不变变大变小加H2O变大不变变小变大加NaAc变小不变变小变大加NaCl变大不变变大变小芯僻薪毕装汐白拈瘸嗽劣椽域呀折卯买沧远力瓤酸姿欠裙坠苑阑柑幅落泼酸碱质子理论酸碱质子理论第三节酸碱的质子理论酸碱理论的发展酸碱离子理论（阿累尼乌斯）酸碱质子理论（布朗斯特）酸碱电子理论（路易斯）塑石涅遗污元胰辞悔锑沙沟麻舅毕酋尉琢猩踢抠幕冀岭娟署磅拖朗绥魄焦酸碱质子理论酸碱质子理论酸碱解离理论(1887年阿累尼乌斯酸碱理论）凡是在水中能解离出H+的物质是酸(acid)，能解离出OH-的物质是碱(base)。局限性：无法解释NH3·H2O的弱碱性无NH4OH不适用于非水体系或无溶剂体系Cl(s)NHHCl(g)(g)NH43中和反应的实质是：H++OH-===H2O雹接伶丘婴互所辕阶彻宴域俏峙望除