第三章-氢和氧的化学.ppt

§3.5.4 水的离子积和pH 纯水有微弱的导电能力 H2O + H2O ? H3O++OH-（ H2O ? H++OH-） 　　实验测得295K时1升纯水仅有10-7mol水分子电离，所以[H+]=[OH-]=10-7mol/L 　　由平衡原理得：　Kw=[H+][OH-]=10-14 　　Kw为水的离子积常数。简称水的离子积。 　　Kw的意义为：一定温度时，水溶液中[H+]和[OH-]之积为一常数。 　　水的电离是吸热反应，当温度升高时Kw增大。 水溶液中氢离子的浓度称为溶液的酸度。 pH的定义是：溶液中氢离子浓度的负对数叫做pH值。 pH=-lg[H+]? §3.5.5 缓冲溶液 能抵抗外来少量强酸、强碱或稀释的影响，而能保持pH值基本不变的溶液叫做缓冲溶液。缓冲溶液的这种作用叫做缓冲作用。 50mLHAc—NaAc (c(HAc)=c(NaAc)=0.10mol·L-1) pH = 4.74 缓冲溶液的特性：向缓冲溶液中加入少量强酸或强碱或将溶液适当稀释，而溶液本身pH值能保持相对稳定。 加入1滴(0.05ml) 1mol·L-1 HCl 加入1滴(0.05ml) 1mol·L-1 NaOH 实验： 50ml纯水pH = 7 pH = 3 pH = 11 pH = 4.73 pH = 4.75 　　 缓冲作用原理 　　HAc—NaAc溶液： ? 　　⑴ 加入少量强酸时，溶液中大量的Ac–与外加的少量的H+结合成HAc，当达到新平衡时，c(HAc)略有增加，c(Ac–)略有减少， 变化不大，因此溶液的c(H+)或pH值基本不变。 　　⑵ 加入少量强碱时，溶液中大量的HAc与外加的少量的OH－生成Ac–和H2O，当达到新平衡时， c(Ac–)略有增加， c(HAc)略有减少，　　　　变化不大，因此溶液的c(H+)或pH值基本不变。 §3.6 氧化还原反应 氧化是指跟氧化合。 还原原来是指金属氧化物还原成金属。 氧化还原反应总是同时进行，有物质被氧化，就有物质同时被还原。易于和氧化合的物质称为还原剂。如碳、氢气和金属Al等。 氧化是指失去电子，氧化态升高；还原是指得到电子，氧化态降低。使得另一物质氧化的物质，称为氧化剂，反应后它本身被还原。 氧化还原反应是一种氧化剂从一种还原剂中取得电子的反应，是电子转移的反应。 2. 冰化为水，O原子间距离的变化 水的结构不仅有冰的“碎片”，还含有大量通过氢键形成动态平衡的不完整多面体（如五角十二面体）体系。 3. 液态水的性质和结构 a. 热学性质 冰 水 汽 升华热高 51kJ·mol-1 熔点高,0℃ 沸点高,100℃ 比热大 蒸发热大 熔化热小 6 kJ·mol-1 76 J·mol-1K-1 40.6 kJ·mol-1 b. 密度：4℃最大 冰，0 ℃ 0.9168 g·cm-3 水，0 ℃ 0.99984 g·cm-3 4 ℃ 1.0000 g·cm-3 20 ℃ 0.99821 g·cm-3 除冰以外，在晶体中和其他组份一起存在的水。 1. 骨架水：水作为构建晶体骨架的主要组份。如气体水合物。 2. 配位水：水作为配位体和金属离子配位， 如明矾 [K(H2O)6]+[Al(H2O)6]3+[SO42-]2 VSO4·6H2O [V(H2O)6]2+[SO4]2- 3. 结构水：水作为填补晶体结构空间，并通过氢键将各组份结合在一起。 如 CuSO4·5H2O [Cu(H2O)4]2+[SO42-]·H2O 4. 层间水：粘土等层型结构间的水。 5. 沸石水：沸石型骨架中孔穴内部吸附的水。 6. 蛋白质晶体中连续分布的水： 如三方二锌猪胰岛素 Zn2(C255H380O78N65S6)6·835H2O 1, 2, 3 组成确定；4, 5, 6 组成可变 硼砂Na2[B4O5(OH)4]·8H2O 结晶水为8个，加热时4个OH可变成H2O脱去， 但化学式不应写成 Na2B4O7·10H2O §3.3.5 结晶水 §3.3.6 水分子的振动和转动特性的应用 a. 烘干谷物 粮食烘干机（示意） 1. 水分子的振动 水的红外光谱图