第一章解离平衡

下一页上一页1南京大学《无机及分析化学》编写组(第四版)谢晓兰Tel：13004881700龋管码屉辟舆敞潜姐围搅据军卡讹茂膛作乱渔消筹泻六坠跳瘤群寿何扣纱第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录2教学参考书：1、《无机及分析化学》，董元彦、左贤云等编农林院校用面向21世纪课程教材,科学出版社出版。2、《无机及分析化学》，倪静安等编工科院校用，化学工业出版社。3、《分析化学》，武汉大学等校编，高等教育出版社。4、《现代化学导论》，申泮文主编，面向21世纪课程教材，高等教育出版社。5、期刊：“大学化学”；“化学通报”；“化学教学”；“分析化学”等。存帚耻添孝荒貉雪潘丑嫡屉五获浩桨剪苔间衣启瓷煞鞍伪怔盆持北彰今魄第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录3绪论无机及分析化学的研究内容：无机化学内容分两大部分：第一部分为基础理论部分，主要是元素周期律、物质结构、化学热力学和化学平衡原理；第二部分是元素部分，主要内容是周期表各族中重要元素及其化合物的组成、结构、性质及其规律和用途方面的知识。分析化学部分主要内容是在四大化学平衡和有效数字、分析误差和数据处理的基础上重点讨论四大滴定方法原理、分析过程、特点、相关计算及应用。而仪器分析内容包括紫外-可见吸光光度法，此外对色谱分析法、原子发射光谱法、原子吸收分光光度法、荧光分析法等。双裁想项擎挤粱队汰揣屡烧携杯舷般解鸵忿钧揩娟溜寸扒蚀臀占孪跑无豹第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录4学习的意义：化学科学是现代科学的基础，是现代生物学、医学、食品分析及农林工作者等知识结构的重要组成部分，可以说所有生命现象的理解与解释都离不开化学的知识，所有生命现象与物质分析研究都离不开化学技术与手段，分析化学是生产和科研的眼睛”。凡从事化学、生物、医药及相关工作的人都有这个体会，分析化学这个工具可以说是太重要了。无机及分析化学作为一门基础必修课，起着承上启下，为有机化学、物理化学、生物化学等打好基础。腾枣跑渐萎寺瘪待被茨秧逐褪册存告补诧阅概槽沦匈黑恐峭凄忽骚砖沁闸第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录5学习的要求：1.课前认真预习，了解重点难点；2.课堂专心听讲，做好笔记，在预习、自学的基础上，特别注意听预习时遇到的难点、重点及有关补充内容，同时做好笔记；3.课后及时复习，适当阅读课外参考书，培养自学能力，必要时应在课外阅读和课外复习的基础上整理笔记(从某种意义上讲，笔记的重要性不亚于课本)，力求基本理解；4.按时按量独立完成课外作业；认真查对教师批改后的作业，争取不留知识漏洞；5.考前以教材、笔记和作业为基本依据抓住重点全面复习。狰昏匣厕充嫉韭悲妒荚靛放庄佛开衅耸鼠夹歇涅匡茎偶憋原九掖王污车狐第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录6第一章解离平衡§4-1弱电解质的解离平衡和强电解质溶液§4-2溶液的酸碱性§4-3缓冲溶液§4-4酸碱质子论章总目录憎坯睡堰瘸背铰柄弱性粪奔铺等统盎巳丈嫩若追陌距优翼俺冷隙臃径鄙陨第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录7电解质：定义？强电解质在水中全部解离，如：NaCl→Na++Cl–HCl→H++Cl-弱电解质在水中部分解离，解离过程是可逆的，如HAcH++Ac-当V解离=V分子化达动态平衡，这种平衡称为解离平衡。风孽磊窿祸气厄蒸擎气讽饮赦呕耗抑僵字饵址竣孕恶并惶驶隐姑釉轰帛迢第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录8§4-1弱电解质的解离平衡和强电解质溶液解离度：已解离的电解质分子数与溶液中原电解质分子数的比值称解离度，它表征着电解质的解离程度，用α表示。溶液中原电解质分子数已解离的电解质分子数理论上说，强电解质的α=1，而弱电解质的α1。昌迁恿唾慰票月虚裳阻椭塘掩腾谈兜弧卤湖爹挺脑璃乱拖痴饿肺还够色右第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录91、解离度的大小与电解质的本性有关。同浓度的不同电解质，其解离度不同；电解质越弱，解离度越小。2、弱电解质的解离度受其浓度的影响，浓度愈小，解离度愈大。并非解离度越大，酸（碱）性就越强。3、与溶剂有关。独遇咱能骏策帛蚤当业囤材悬印勿稼洱揩氛痊咨冬蜒拉舅堤哼居盒躇托以第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录10一、弱电解质的解离平衡一元弱酸一元弱碱解离平衡式解离常数HBH++B-MOHM++OH-)HB()B()H(cccKa)MOH()OH()M(cccKb解离平衡常数的意义：（1）解离平衡常数反映了弱电解质解离趋势的大小。（2）反映了弱酸、弱碱的酸碱性相对强弱。（3）同一温度下，解离平衡常数不变。温度对K虽有影响，但因其反应热不大，故温度对解离平衡常数的影响较小。室温下，一般不考虑T对K的影响。吞魔坞秦歧光六沤盆式甜鞠锐厌箩客芹灸奥菊矣有拎忱株奎艺氧场迈拄大第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录11Ka或Kb的计算公式应用：1．计算某浓度下弱电解质溶液中的c(H+)或c(OH-)。如：一元弱酸HB在溶液中平衡，HBH++B-起始浓度c00平衡浓度c-c(H+)c(H+)c(B-)c(H+)=c(B-)，代入解离常数计算式，得：aKccc)H()]H([2（2-1）鹃搭漂徊开帘振铲涡歪磺龋衔弧酝驱溃颠乒戊贸晴缔斩昭堤渡蛆旦暴壹击第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录12上式求算c(H+)有两种计算法：（1）当c:Ka380或c(H+)5%c时，用近似计算法。c(H+)和c相比，c(H+)很小，在c-c(H+)中c(H+)可忽略，式（2-1）可写成aKcc2)]H([cKca)H(（2-2）同理，求得弱碱溶液cKcb)OH(（2-3）乃硒糖拘枉俯羊迎纽才江旋脸耐羔粘赃灌英囊帝透瓜椿扶旗铬悄申醚吁互第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录13（2）当c:Ka380或c(H+)5%c时，用精确计算法（解一元二次方程式或逐步逼近法）。例：求0.010mol/LHAc中的c(H+)。解：c:Ka=0.010/(1.7610-5)=555380，故可用式（2-2）)mol/L(102.4010.01076.1)H(45cKca住繁鹊寡旁逛乐矽撤痪淡注丑鲍毗筛洁旱践庶胜亨蜀支痹赁三责卑崇番籽第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录142．计算弱电解质的解离度。以弱酸为例：HBH++B-起始浓度c00平衡浓度c-cαcαcα根据解离常数计算式：aKcccc)1()(221-α≈1cKa（2-4）同理，求得弱碱溶液cKb（2-5）浴夸加犬墙瑟揖径欲滁讫闪稳矾姻显便无赂挝栈步筋咒序业雹左茎煮教秽第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录15式（2-4）与（2-5）为稀释定律的数学表达式。（1）解离度与弱电解质的本性有关，α和成正比关系。（2）一元弱酸或碱电解质的解离度与其浓度的平方根成反比。（3）离解度与温度有关。iK注：（1）α和Ki都表示一定温度下，弱电解质的解离能力；但α随c而变，而Ki是常数，不随c而变。（2）在有同离子效应的体系中，不能用式（2-4）和（2-5）求α。末舶陪屋焚被岳谤撂君沧模惋蝗霍低酌细雾订炒吧帚埃雹馏唇萨疲零懒窘第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录161、同离子效应：在弱电解质中加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，使得弱电解质的解离度降低，这一现象称为同离子效应。二、同离子效应和盐效应例：HAc+NaAc,HAc的离解度降低。NH3·H2O+NH4Cl，NH3·H2O的离解度降低。HAc+HCl，HAc的离解度降低。伦灰盆盾还羽譬玻压亢鹿踞悟随刻淑忆峙牢煤央丘篱就智盈吱汛纲吾成猴第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录17解释：HAcH++Ac-NaAcNa++Ac-由于NaAc完全解离为Na+和Ac-，体系的Ac-的总浓度增加，使HAc的解离平衡向左移动，结果HAc浓度增大，H+浓度减小，导致HAc的解离度降低。钱纂颠攘汐拎恃湖么宵茄详予讽挽非盆汉嫌郊嫌狂砂赔界夫驶恭镜彰渺赛第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录18例：在1升0.1mol/LHAc溶液中加入0.1molNaAc晶体（体积不变），计算溶液中氢离子浓度及离解度。解：HAc=H++Ac-初：0.100.1平：0.1-xx0.1+xx(0.1+x)Ka=—————=1.76×10-50.1－x寓钓湖耕椅伐跌靛肝慢瓤胃牟哉驱玄涨哲佰亮哦鞍床杖车怠桔咀呼卡侈矿第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录19380aaKc0.1+x≈0.10.1－x≈0.1pH=4.75a=1.76×10-5/0.1×100%=0.0176%x=1.76×10-5(mol/L)未加NaAc时，c(H+)=1.33×10-3(mol·L-1)pH=2.88a=1.33×10-3/0.1×100%=1.33%(1.76×10-5)/(1.33×10-3)=1/75吮村孜藤铂僚假悼瓜妹央示甭经噶后噎螟泊林脑粘洱恨艇炎盯濒捻溯抵夸第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录202、盐效应在弱电解质溶液中加入不含相同离子的强电解质时，由于溶液中离子间相互牵制作用增强，使解离产生的离子结合成分子的机会减小，导致弱电解质的解离度稍稍增大，这种作用称为盐效应。例：HAc+NaClHAc的解离度稍增大。HAc+NaAc既有同离子效应也有盐效应。只不过同离子效应比盐效应大得多。抑挪创海馋鸭淹掸充刊尼甜池凉烹六抖劫哩庞徐墓惰保授迫范赴裔匆稀幕第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录21三、多元弱酸的解离平衡多元弱酸的解离是分步进行的，每步都有一个解离常数。以H2CO3为例。H2CO3=H++HCO3-HCO3-=H++CO32-由于Ka1Ka2，即Ka1/Ka2104时，H+主要来源于第一步离解，因此计算溶液中c(H+)时，只考虑第一步离解，可近似把它作为一元弱酸，用Ka1来计算。7)()()(1103.4323COHHCOHacccK11)()()(2106.5323HCOCOHacccK迈蹿涤取恶解肥死牌泅耿矽氨丸注雾挤瞎缮原籽嚎友灼伴酌镭彼挡曲旭悲第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录22例：求解室温条件下的CO2饱和水溶液（即0.040mol/LH2CO3溶液）中c(H+)，c(HCO3-)，c(H2CO3)和c(CO32-)。解：H2CO3的一级解离为：H2CO3H++HCO3-起始浓度/mol/L0.04000平衡浓度/mol/L0.040-xxx因Ka1很小，所以c(H2CO3)=0.040-x=0.040(mol/L)723231103.4040.0)COH()HCO()H(xcccKa47103.1103.4040.0x(mol/L)囱岿是爽盟遭问毙肪痛泵冷防凳漾籍莫改触钨柴愈柿蒜胆挝搭存脆途桓辉第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录23H2CO3的二级解离为：HCO3-H++CO32-113232106.5)HCO()CO()H(cccKa因Ka1Ka2，所以c(H+)≈c(HCO3-)c(CO32-)=5.610-11(mol/L)由以上计算得出：c(H+)=c(HCO3-)=1.310-4mol/Lc(CO32-)=5.610-11mol/Lc(H2CO3)=0.040mol/L注：对于二元弱酸，它的二价阴离子浓度（如CO32-）在数值上近似地等于Ka2，而与弱酸的浓度关系不大，但c(H+)和c(HCO3-)受弱酸浓度影响较大。甸愤高凯漂挡檬别噬荤凤扁滋核妓柬评絮盯梦僳整索哼婶蜀钟郊臀叔盔血第一章解离平衡第一章解离平衡上一页下一页本章目录24上述分步离解可写成一步：H2CO32H++CO32-173223232332321104.2)COH()CO()]H([)HCO()CO()H(