第4章电解质溶液

第4章电解质溶液引言这些离子在维持体内的渗透平衡、酸碱平衡以及在神经、肌肉等组织中的生理、生化过程中起着重要作用。因此学习电解质溶液的有关性质，对医学护理专业学生来说很有必要。23CO3HCO34PO人体体液和组织液中含有多种电解质离子（如K+、Na+、、、等）第一节弱电解质的电离平衡第二节溶液的酸碱性第三节盐类的水解第四节缓冲溶液第4章电解质溶液潮湿的手触摸正在工作的电器,可能会发生触电事故.学与问?部分电器外壳上有禁止触摸标记潮湿的手触摸正在工作的电器，为什么可能会发生触电事故？手上的水中含有某种电解质，使水溶液具有较强的导电能力。(1)什么叫电解质？举例说明。(2)什么叫非电解质？举例说明。(3)电解质和非电解质的物质属类是什么?两者的区分标准是什么?知识回顾：强电解质和弱电解质电解质和非电解质比较电解质非电解质概念在水溶液中或熔化状态下在水溶液和熔化状态能够导电的化合物。下都不能导电的化合物。物质类型大多数离子化合物某些共价化合物部分共价化合物实例酸、碱、盐，H2O大多数有机物，SO3、CO2等问题第一节弱电解质的电离平衡答案酸（如HCl）、碱(如NaOH)、盐（如NaCl）水溶液为什么能导电？这是因为它们在水中发生了电离，产生了可自由移动的离子。实验证明：碱（如NaOH）、盐（如NaCl）的固体加热至熔融状态，也能导电。酸、碱、盐都是电解质，它们的水溶液都能够导电，但是导电能力是否相同呢？问题第一节弱电解质的电离平衡一、强电解质和弱电解质第一节弱电解质的电离平衡一、强电解质和弱电解质(一)电解质如图示实验装置中，分别加入0.5mol/L相同体积的盐酸、醋酸、氢氧化钠、氯化钠溶液和氨水进行导电实验，注意观察灯泡发光的明亮程度。第一节弱电解质的电离平衡一、强电解质和弱电解质第一节弱电解质的电离平衡一、强电解质和弱电解质(一)电解质盐酸醋酸氢氧化钠氯化钠氨水比较电解质溶液的导电能力的实验装置实验证明：与盐酸、氢氧化钠、氯化钠溶液连接的电路上的灯泡较亮，而与醋酸溶液、氨水连接的电路上的灯泡较暗。说明在相同条件下，电解质的种类不同，其导电能力不同。第一节弱电解质的电离平衡一、强电解质和弱电解质第一节弱电解质的电离平衡一、强电解质和弱电解质(一)电解质电解质溶液之所以能够导电，是因为溶液中有自由移动的离子。而电解质溶液导电能力不同，说明在溶液里所含离子的数目不同。单位体积内离子数目越多，溶液导电能力越强；离子数目越少，导电能力越弱。根据电离程度的大小，电解质可分为强电解质和弱电解质。分析第一节弱电解质的电离平衡一、强电解质和弱电解质(一)电解质强电解质的电离不可逆，电离方程式用“”表示。在水溶液中能完全电离的电解质称为强电解质。强酸、强碱和绝大多数盐是强电解质。例如第一节弱电解质的电离平衡一、强电解质和弱电解质(二)强电解质定义注意ClHHClOHNaNaOH第一节弱电解质的电离平衡问题写出下列强电解质的电离方程式：24SO2H2OHCa22ClBa2NaCOOCH3ClNH424SO2Na42SOH2Ca(OH)2BaClCOONaCH3ClNH442SONa在水溶液中只有部分电离的电解质称为弱电解质。弱酸、弱碱和少部分盐是弱电解质。第一节弱电解质的电离平衡一、强电解质和弱电解质(三)弱电解质定义注意弱电解质分子电离成离子的同时，离子又相互结合成分子，其电离过程是可逆的。电离方程式用“”表示。（2）离子在溶液中相互碰撞又会结合成分子：CH3COO-+H+→CH3COOH弱电解质的电离是可逆的（1）弱电解质溶于水，部分电离为离子：CH3COOH→CH3COO-+H+因此弱电解质的电离过程是可逆的：CH3COOHCH3COO-+H+注意例如例如第一节弱电解质的电离平衡一、强电解质和弱电解质(三)弱电解质多元弱酸的电离是分步进行的，一次只电离出一个氢离子，并且第一级电离程度最大。OHNHOHNH423HCOOCHCOOHCH33332HCOHCOH233COHHCO电解质的强弱与其溶解度无关，例如BaSO4，虽然溶解度很小，导电能力很弱，但是它溶于水的部分却是完全电离的，因此属于强电解质。第一节弱电解质的电离平衡一、强电解质和弱电解质(三)弱电解质注意二、弱电解质的电离平衡第一节弱电解质的电离平衡(一)电离平衡弱电解质的电离过程和可逆反应类似，正方向是弱电解质的电离，逆方向则结合成弱电解质分子。小结：电解质的分类电解质强电解质（完全电离）弱电解质（部分电离）强酸:强碱:大多数盐弱酸弱碱水HNO3、H2SO4、HCl、HClO4、HI等NaOH、KOH、Ca（OH）2、Ba（OH）2等NaCl、NH4NO3、Na2CO3、NaHCO3、KHSO4、AgCl等HF、H2CO3、HAc、HClO、H3PO4、H2SO3等NH3·H2O、Fe（OH）3、Cu（OH）2、Mg（OH）2等电离方程式的书写1.强电解质完全电离，用“=”连接；弱电解质部分电离，用“”连接。如NaCl、HCl、H2SO4等电解质的电离2.多元弱酸分步电离，以第一步电离为主。如H2CO3的电离3.多元强酸酸式盐（如NaHSO4）完全电离有H+、多元弱酸（如NaHCO3）完全电离无H+，第二步电离为弱酸根的分步电离和部分电离。NaHSO4NaHCO3NaHSO4Na++H++SO42-NaHCO3Na++HCO3-HCO3-H+CO32-+H++HCO3-H2CO3HCO3-H+CO32-+（第一步）（第二步）（完全电离）（部分电离）练习：书写出下列电解质CH3COOH、H3PO4、H2SO4、H2SO3、AgCl、NH4HSO4、NaHCO3Ca（OH）2、NH3∙H2O电离方程式。作业二、弱电解质的电离平衡第一节弱电解质的电离平衡(一)电离平衡例如电离开始时，正反应方向醋酸分子的电离速率较大，随着醋酸电离的进行，溶液中醋酸分子浓度不断减少，离子浓度不断增大，正反应速率逐渐减慢，而离子结合成分子的逆反应速率逐渐加快．当正、逆反应速率相等时，溶液里的醋酸分子、氢离子和醋酸根离子的浓度不再改变，体系处于平衡状态。HCOOCHCOOHCH33特征动：电离平衡是一种动态平衡变：条件改变时，电离平衡发生移动等：V电离=V结合≠0逆：弱电解质的电离是可逆过程(一)电离平衡定义:一定条件(如温度、浓度)下，当弱电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速率相等时,电离过程就达到了平衡状态——电离平衡。定：平衡时分子、离子的浓度不再变化二、弱电解质的电离平衡二、弱电解质的电离平衡第一节弱电解质的电离平衡(二)电离平衡常数定义在一定温度下，已电离的弱电解质各离子浓度的乘积和未电离的弱电解质分子浓度的比值是一个常数，这个常数称为电离平衡常数，简称电离常数，用符号Ki表示。二、弱电解质的电离平衡Ka——表示弱酸的电离常数Kb——表示弱碱的电离常数例如第一节弱电解质的电离平衡(二)电离平衡常数HCOOCHCOOHCH33]COOHCH[]H][COO[CH33aK二、弱电解质的电离平衡在一定温度时，Ki值越大，说明离子浓度越大，表示该电解质越容易电离；Ki值越小，说明离子浓度越小，表示该电解质越不容易电离。因此可以通过比较Ki值的大小，判断弱电解质的相对强弱。例如第一节弱电解质的电离平衡(二)电离平衡常数分析25℃时，醋酸的Ki为1.75×10-5，而氢氰酸的Ki值为4.93×10-10，表明氢氰酸是比醋酸更弱的酸。二、弱电解质的电离平衡第一节弱电解质的电离平衡(二)电离平衡常数在一定温度时，电离常数和化学平衡常数一样，不随浓度的变化而改变，随温度的变化而改变。二、弱电解质的电离平衡第一步：第一节弱电解质的电离平衡(二)电离平衡常数多元弱酸是分步电离的，每一步电离对应一个电离常数。例如332HCOHCOH]COH[]HCO][[H323a1K二、弱电解质的电离平衡第二步：第一节弱电解质的电离平衡(二)电离平衡常数多元弱酸是分步电离的，每一步电离对应一个电离常数。例如233COHHCO]HCO[]CO][[H323a2K二、弱电解质的电离平衡第一节弱电解质的电离平衡(二)电离平衡常数多元弱酸的电离，第一步电离比第二步电离容易，以后越来越不容易电离，因此多元弱酸的酸性强弱主要取决于第一步电离的程度。二、弱电解质的电离平衡1．概念第一节弱电解质的电离平衡(三)电离度一定温度下，当弱电解质在溶液里达到电离平衡时，溶液中已电离的弱电解质分子数占弱电解质分子总数(包括已电离的和未电离的)的百分数称为电离度。二、弱电解质的电离平衡第一节弱电解质的电离平衡(三)电离度电离度用符号表示：%100弱电解质分子总数数已电离的弱电解质分子1．概念二、弱电解质的电离平衡第一节弱电解质的电离平衡(三)电离度1．概念例如25℃时，在0.1mol/L的醋酸溶液里，每10000个醋酸分子中有132个分子电离成离子，它的电离度是：%10000010132%100弱电解质分子总数数已电离的弱电解质分子1.32%二、弱电解质的电离平衡不同弱电解质的电离度大小不同。在溶液浓度相同时，电解质越弱，电离度越小，因此电离度可以表示弱电解质的相对强弱。一般来说，在0.1mol/L的溶液中，电离度小于5%的电解质称为弱电解质；电离度大于30%的电解质称为强电解质；电离度在5%～30%之间的称为中强电解质。第一节弱电解质的电离平衡(三)电离度2．影响电离度的因素弱电解质电离度的大小，主要取决于电解质的本性，同时也与弱电解质的浓度和温度有关。弱电解质的电离度随溶液浓度的减小而增大。二、弱电解质的电离平衡第一节弱电解质的电离平衡(三)电离度2．影响电离度的因素这是因为，溶液的浓度越小，单位体积内离子数越少，离子重新结合成分子的机会就越少．因而电离度增大。弱电解质的电离度随温度的升高而增大，是因为电离过程(正反应)是吸热反应，升高温度平衡向吸热反应的方向移动，有利于电解质的电离。所以表示弱电解质的电离度时，必须指出溶液的浓度和温度。二、弱电解质的电离平衡第一节弱电解质的电离平衡(三)电离度2．影响电离度的因素二、弱电解质的电离平衡因为电离平衡是动态平衡，所以当外界的条件改变时，平衡会发生移动。第一节弱电解质的电离平衡(四)电离平衡的移动二、弱电解质的电离平衡（1）加盐酸（2）加氢氧化钠平衡左移平衡右移H+浓度增加H+和OH-结合成水，使H+浓度减少第一节弱电解质的电离平衡(四)电离平衡的移动例如HCOOCHCOOHCH33ClHHClOHNaNaOH二、弱电解质的电离平衡（3）加醋酸钠第一节弱电解质的电离平衡(四)电离平衡的移动例如平衡左移CH3COO-浓度增加结论因为改变电解质分子或离子浓度可使原来的平衡破坏，直至建立新的平衡。NaCOOCHCOONaCH33HCOOCHCOOHCH33向右向左向左二、弱电解质的电离平衡第一节弱电解质的电离平衡(四)电离平衡的移动这种由于条件(如浓度)改变，弱电解质由原来的电离平衡达到新的电离平衡的过程，称为电离平衡的移动。判断在氨水中加入下列物质，平衡向哪里移动？1.HCl2.NaOH3.NH4Cl问题在NH3·H2O中,加入少量NH4Cl或NaOHNH3+H2OOH-+NH4+NH4ClCl-+NH4+在弱酸或弱碱的水溶液中,加入与弱酸或弱碱含有相同离子的强电解质,使弱酸或弱碱的解离度降低的现象称为同离子效应(commonioneffect)。三同离子效应第一节弱电解质的电离平衡