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文档简介
关于高中化学竞赛无机化学溶液一、一元弱酸与弱碱1)电离常数(解离常数)
弱电解质在水中部分解离,例:
或7.3电解质溶液7.3.1弱电解质解离平衡第2页,共25页,2024年2月25日,星期天
上述分列为酸式解离常数或碱式解离常数。它反映弱电解质的解离离子的趋势大小,Kθ值越大,解离趋势越大。Kθ与T有关,而与C无关。如何求平衡时各物质浓度?第3页,共25页,2024年2月25日,星期天二、解离度α解离平衡时弱电值的解离百分率称解离度用α表示α=对于一元弱酸:α=
一元弱碱:
第4页,共25页,2024年2月25日,星期天α与K的关系:C起
C0 0 0C平
C0-C0α C0α C0α第5页,共25页,2024年2月25日,星期天当a<5%时,1-α≈1,则Kaθ≈C0α2即酸碱同理可推导一元弱碱a<5%时强调:不同电解质Kθ不同
Kθ、α都能反映弱电解质解离强度,但它们是两个不同概念,且K与
T有关,而与C无关,但α不仅与T有关,且与C有关。
第6页,共25页,2024年2月25日,星期天例如:已知常温下乙酸的电离平衡常数Ka=1.8×10-5求0.10mol∙L-和1×10-5mol∙L-的CH3COOH溶液常温时的[H+]和α。解:100℅=1.34×10-3/0.10×100℅=1.34℅第7页,共25页,2024年2月25日,星期天
由于C/Ka=1.0×10-5/1.8×10-5=0.55≪400,所以不能近似计算[H+]2+1.8×10-5[H+]-1.8×10-10=0解之[H+]=7.16×10-2mol·dm-3100%第8页,共25页,2024年2月25日,星期天7.3.2同离子效应和盐效应若在弱电解质溶液中加入盐时,对解离平衡有影响。①.同离子效应:导致↘HAcH++Ac-[Ac-]增大平衡向左移NaAcNa++Ac-第9页,共25页,2024年2月25日,星期天②盐效应:导致α增大在弱电介质溶液加入强电介质时溶液的离子浓度增大,溶液中离子的有效浓度不能与分子平衡,只有离解出部分离子才能达到平衡,即导致解离度增大。在弱电介质溶液中无论加入任何电介质的盐,即能导致盐效应,但盐效应影响较小,一般可忽略。第10页,共25页,2024年2月25日,星期天7.3.3水的离子积和溶液的pH值一、水的离子积水是一很弱的电介质
H20+H2OH3O++OH-
简写H20H++OH-平衡时:Kw=通常简写为:Kw=[H+][OH-]第11页,共25页,2024年2月25日,星期天Kw为水的离子积常数
T=295K时,Kw=1.0×10-14Kw与C无关,但随T的增大而增大。水的解离反应为吸热反应△rH=-55.8kg·mol-1但在常温下K=1.0×10-14来计算;
第12页,共25页,2024年2月25日,星期天二、溶液的pH值根据水的解离平衡,若改变[H+]或[OH-],平衡将发生移动,但在一定温度下K不变,故利用K=[H+][OH-]可求体系中[H+][OH-],在任何溶液中都有H+OH-,只不过其浓度相对大小不同而已,而溶液的酸碱性可由[H+]或[OH-]的大小反映。当[H+]>[OH-]酸性溶液
[H+]=[OH-]中性溶液
[H+]<[OH-]碱性溶液第13页,共25页,2024年2月25日,星期天
一般溶液中的[H+]变化较大,浓的可达18mol·dm-3,稀的为10-5mol·dm-3
对于[H+]=100~10-14mol·dm-3可用pH表示及计算较方便。
pH=-lg[H+]
若[H+]=m×10-n则pH=n-m;若若[H+]=1.8×10-5则pH=4.74,同理
POH=-lg[OH-]
常温下Kw=1.0×1.0-14第14页,共25页,2024年2月25日,星期天7.3.4缓冲溶液
溶液1
溶液2
10-5mol.dm-3的HCl溶液10ml
0.20mol.dm-3HAc溶液5ml+0.20mol.dm-3NaAc溶液9mlpH值5.0
5.0加入1.0mol.dm-3HCl溶液0.1ml后的pH值
2.00
4.94
加入1.0mol.dm-3NaOH溶液0.1ml后的pH值
12.00
5.08第15页,共25页,2024年2月25日,星期天一、缓冲溶液和缓冲作用缓冲溶液:一种酸度具有相对稳定性的溶液,当溶液中加入少量强酸、强碱或稍加稀释时,溶液的pH值只发生很小的改变。这种对溶液pH值的稳定作用称为缓冲作用。第16页,共25页,2024年2月25日,星期天二、缓冲溶液的配置
缓冲溶液一般由弱酸及其共轭碱(又称缓冲对)组成。第17页,共25页,2024年2月25日,星期天缓冲溶液的pH值计算考虑由弱酸HA及其共轭碱NaA组成的溶液HA+H2OH3O++A-Ka
cacbca(1-x)xcb+cax起始浓度
平衡浓度如果x<<1或第18页,共25页,2024年2月25日,星期天三、缓冲容量和缓冲范围
缓冲溶液的缓冲能量大小通常以缓冲容量β来衡量。即在1L溶液中使pH值增加1时所需加入的强碱的物质的量,或使pH值降低1时所需加入的强酸的物质的量。第19页,共25页,2024年2月25日,星期天
缓冲对的浓度越大,缓冲容量(即缓冲能力)越大。(2)当[H3O+]=Ka,即ca=cb
时,缓冲容量最大(3)缓冲溶液的有效缓冲范围约在pH=pKa±1
的范围第20页,共25页,2024年2月25日,星期天一、酸碱质子理论凡是能够提供质子(H+)的分子或离子称为酸。凡是能够接受质子(即与质子结合)的分子或离子称为碱。HAH++A-HA:酸(质子给予体)A-:碱(质子接受体)A-
称为HA的共轭碱,HA称为A-的共轭酸
HA、A-
称为共轭酸碱对。7.3.5酸碱理论第21页,共25页,2024年2月25日,星期天第22页,共25页,2024年2月25日,星期天二、路易斯酸碱理论(酸碱电子论)
在反应过程中,能接受电子对的任何分子、原子、原子团或离子称为酸(Lewis酸);能给出电子对的任何分子、原子、原子团或离子称为碱(L
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