第5章酸碱平衡技巧.ppt

主讲 杨定明 Email:yangdingming@swust.edu.cn §5.2 水的解离平衡和pH §5.3 弱酸弱碱的解离平衡及计算 §5.4 缓冲溶液 §5.5 酸碱指示剂 §5.7 配位反应与配位平衡 H2PO4- aq +H2O l HPO42- aq + H3O+ aq Ka2 6.2×10-8 c H2PO4- mol·L-1 0.0500 0.800 c HPO42- mol·L-1 0.100 0.800 pH pKa2 - lg -lg6.2×10-8-lg 7.21+0.30 7.51 c H2PO4- c HPO42- 0.0500 0.100 计算： 第五章 酸碱平衡 例：若在50.00mL0.150mol·L-1NH3 aq 和 0.200mol·L-1NH4Cl组成的缓冲溶液中，加入 0.100mL1.00mol·L-1的HCl，求加入HCl前后 溶液的pH各为多少？ 解： 加入HCl前 c B c BH+ pH 14 – pKb - lg 14- -lg1.8×10-5 +lg 9.26+ -0.12 9.14 0.150 0.200 第五章 酸碱平衡 加入HCl后 NH3 aq + H2O l NH4+ aq + OH- aq 加入HCl前浓度/ mol·L-1 0.150 0.200 平衡浓度/ mol·L-1 0.200+0.0020+x x 0.150-0.0020-x 加入HCl后初始浓度/ mol·L-1 0.150-0.0020 0.200+0.0020 第五章 酸碱平衡 pOH 4.89 pH 9.11 x 1.3×10-5 c OH- 1.3×10-5 第五章 酸碱平衡 Acid-Base Indicators 第五章 酸碱平衡 5.5.1 组成 有机弱酸或有机弱碱。 5.5.2 作用原理 HIn aq +H2O l H3O+ q +In- aq 酸式色 碱式色 当溶液H+离子浓度发生变化时，平衡发生移动，导致指示剂结构发生变化，从而使指示剂颜色发生变化，这就是指示剂的变色原理。 第五章 酸碱平衡 5.5.3 变色范围 HIn aq + H2O l H3O+ aq + In- aq 若 见碱式色 pH ≥ pK HIn +1 第五章 酸碱平衡 ≥ 若 pH ≤ pK HIn －1 变色范围：pH pK HIn ±1 第五章 酸碱平衡 若 见酸式色 ≤ pH pK HIn 理论变色点 常用的酸碱指示剂 7.3 黄/蓝 6.0-7.6 溴百里酚蓝 9.1 无/红 8.0-9.6 酚酞 5.2 红/黄 4.4-6.2 甲基红 3.4 红/黄 3.1-4.4 甲基橙 pK HIn 颜色 酸/碱 变色范围 指示剂 第五章 酸碱平衡 5.6.1 酸碱电子理论 凡是能接受电子对的分子、离子物种称为酸； 凡是能给出电子对的分子、离子物种称为碱。 1. 酸碱的定义 第五章 酸碱平衡 §5.6 酸碱电子理论与配合物 Electron Theory of Acid-Base and Coordination Compounds 2. 酸碱反应的实质 电子接受体与电子给予体之间形成以配位共价键结合的酸碱配合物的反应。 第五章 酸碱平衡 酸 + 碱 酸碱配合物 电子对接受体 电子对给予体 形成配位键 H+ + ?OH - H ? OH Cu2+ + 4 ? NH3 NH3 Cu NH3 NH3 NH3 2+ 第五章 酸碱平衡 3. 酸碱类型 所有的金属阳离子及H+ 元素原子未达到8电子结构的分子如BF3、AlCl3 能提供电子对的负离子：F– 、Cl– 、I–、OH– 能提供电子对的中性分子：H2O、NH3 含双键和共轭体系的化合物：苯 路易斯碱： 路易斯酸： 第五章 酸碱平衡 5.6.2 配合物的基本概念 1. 实验 CoCl3在NH3－NH4Cl中，转变为CoCl3 · 6NH3 稳定 加热不放出氨气 [Co NH3 6]Cl3 第五章 酸碱平衡 有[内界]外界，如：[Ag NH3 2]Cl； 2. 特征 从溶液中析出配合物时，配离子常与带有相反电荷的其他离子结合成盐，这类盐称为配盐。 K3 [Fe C N 6 ] 外层 内层 形成体 配位原子 配体 配位数 第五章 酸碱平衡 以具有可以接受孤对电子的原子或离子为中心。 以一定数目可以给出电子对的离子或分子为配位体。 二者以一定的组成和空间构型所形成的化合物称之为配位化合物。 3. 定义 第五章 酸碱平衡 4. 组成 由金属离子和一定数目的