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简明无机化学 第四章 酸碱和沉淀 刘丽娟 liulj@tjuci.edu.cn 主要内容 酸碱理论 弱电解质的解离平衡 沉淀溶解平衡及其移动 4.1 酸碱理论的发展 共轭酸碱概念 4.2 弱电解质的解离平衡 4.2.2 弱酸和弱碱的离子平衡 NH3(aq)+H2O(l)? NH4+(aq) +OH-(aq) 4.2.3 缓冲溶液 4.4 沉淀溶解平衡 4.4.1 溶度积常数 4.4.2 溶度积常数和溶解度的关系 (2)设Ag2CrO4的溶解度为S2(mol?dm-3为单位) 则根据AgCrO4(s) ? 2Ag+(aq)+CrO42-(aq) 2S2 S2 KS={Ceq(Ag+)}2?{Ceq(CrO42-)}=(2S2)2?S2=4S23 4.5 溶度积规则及其应用 例3.11 求25℃时,AgCl在0.0100mol?dm-3 NaCl溶液 中的溶解度。 解：设AgCl的溶解度为S mol?dm-3 即 AgCl(s) ? Ag+(aq) + Cl-(aq) Ceq/(mol?dm-3) S 0.0100+S 由KS = Ceq(Ag+)?Ceq(Cl-) 得： 1.77?10-10 = S(0.0100+S) 由于AgCl的溶解很小，0.0100+S?0.0100 mol?dm-3 所以1.77?10-10 = S?0.0100 S=1.77?10-8 mol?dm-3 AgCl在纯水中的溶解度为1.33?10-5 mol?dm-3 4.5.1 沉淀的生成 根据溶度积原理，当 Qi Ksp 时，将生成沉淀。 4.5.2 沉淀的溶解 4.5.3 沉淀的分离 4.5.4 沉淀的转化 小结 作业：p142 4.1, 4.2, 4.3 P143 4.11, 4.12 4. 缓冲溶液pH值的计算 共轭酸 H+ + 共轭碱 pH=-lgCeq(H+) pKa=-lgKa=14-pKb 解：50.00cm3缓冲溶液中加入盐酸后总体积为50.05 cm3，加入的1.000 mol·dm￣3盐酸由于稀释，浓度变为： 由于加入的H+的量相对于溶液中Acˉ的量而言很小，可认为加入的H+完全与Acˉ结合成HAc分子。于是 c(HAc) = (0.1000 + 0.001)mol ·dm￣3 = 0.101 mol ·dm￣3, c(Acˉ) = (0.1000 – 0.001)mol ·dm￣3 = 0.099 mol ·dm￣3 例4.4 已知若在 50.00 cm3 含有 0.1000 mol·dm￣3的HAc 和0.1000 mol·dm￣3 NaAc缓冲液中，加入0.050 cm3 1.000 mol·dm￣3 盐酸，求其pH。 计算结果表明，50 cm3 HAc-NaAc缓冲溶液中，若加入少量的强酸(0.05cm3 1.0mol·dm-3的盐酸)，溶液的pH由4.76降至4.74，仅改变0.02；但若在50cm3纯水中加入0.05cm3 1.0 mol·dm-3 HCl 溶液，则由于H+的浓度约为0.001mol·dm-3，pH等于3。即pH改变了4个单位。 思考：缓冲溶液的缓冲能力与哪些因素有关？ 缓冲能力主要与以下因素有关： 缓冲溶液中共轭酸的pKa值：缓冲溶液的pH在其pKa值附近时，缓冲能力最大。 缓冲对的浓度：缓冲对的浓度均较大时，缓冲能力较大。 缓冲对的浓度比: 为1:1或相近(0.1~10)时,缓冲能力较大。 缓冲溶液的pH 和pKa之间的关系：pH = pKa ± 1 11.66~13.66 12.66 HPO4 2– - PO43– Na2HPO4 /NaOH 9.25~11.25 10.25 HCO3– - CO32– NaHCO3/Na2CO3 8.25~10.25 9.25 NH4+ - NH3 NH3·H2O /NH4Cl 6.21~8.21 7.21 H2PO4 -HPO42– NaH2PO4/Na2HPO4 3.75~5.75 4.75 HAc -Ac – CH3CO2H/CH3CO2Na 2.75~4.75 3.75 HCO2H