university化学原理复习2.ppt

???水的解离平衡和水溶液的 水的解离平衡 发生在同种溶剂分子之间的质子传递反应称为质子自递反应。水的质子自递反应，也称水的解离反应，可表示为： ? 在一定温度下，水的解离反应达到平衡时： ? 水的解离反应是吸热反应，温度升高， 随之增大。 二、水溶液的 对于 H3O+ 浓度较低的溶液，常用 pH 来表 示溶液的酸碱性。pH 的定义为： ? 与 pH 相对应的还有 pOH 和 pKw ，它们的 定义分别为： pH，pOH 和 pKw 之间的关系为： pH ＋pOH＝pKw pH 和 pOH 都可以表示溶液的酸碱性，但 习惯上采用 pH。 pH=pOH=7，溶液呈中性； pHpOH，pH7，溶液呈酸性； pHpOH，pH 7，溶液呈碱性。 H3O+ 浓度与 pH 之间有如下关系： ? 弱酸、弱碱的解离平衡 一、一元弱酸、弱碱的解离平衡 二、共轭酸碱 Ka 与 Kb 的关系 一、一元弱酸、弱碱的解离平衡 在一元弱酸 HA 溶液中，存在 HA 和 H2O 之间的质子转移反应： ? 达到平衡时： 一元弱酸的标准解离常数越大，它的酸性 就越强。 在一元弱碱A溶液中，存在A和H2O之间的质 子转移反应： 达到平衡时： 一元弱碱的标准解离常数越大，它的碱性就 越强。 一、一元弱酸溶液 H3O+ 浓度的计算 在一元弱酸 HA 溶液中，存在下列质子转移 平衡： ? 由H2O 解离产生的 H3O+ 浓度等于OH- 浓度；由 HA 解离产生的 H3O+ 浓度等于 A- 浓度。 当 ，即 时， 可以忽略不计。上式简化为： ? 由一元弱酸HA的解离平衡表达式得： ? 由上式可得： 当 ，且 ，即 时， 。所以: 同离子效应 HAc是一种弱电解质，在溶液中存在下述解 离平衡： ? 若在 HAc 溶液中加入 NaAc 晶体，Ac- 与 H3O+ 结合，生成HAc 和H2O，使HAc 的解离平衡逆向 移动，HAc 的解离度降低。这种在弱电解质溶液 中加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，使 弱电解质的解离度降低的现象成为同离子效应。 ???缓冲溶液 一、缓冲溶液的组成及作用机理 二、缓冲溶液 的计算 三、缓冲容量和缓冲范围 四、缓冲溶液的选择与配制 一、缓冲溶液的组成及作用机理 能抵抗外加少量强酸或强碱，而维持pH基本 不发生变化的溶液称为缓冲溶液。缓冲溶液所具 有的抵抗外加少量强酸或强碱的作用称为缓冲作 用。 缓冲溶液是由弱酸和它的共轭碱所组成，而 且它们的浓度都比较大。习惯上把组成缓冲溶液 的共轭酸碱对称为缓冲对，缓冲溶液是由足够浓 度的缓冲对组成的混合溶液。 （二） 缓冲作用机理 在 HA-NaA 混合溶液中，HA 和 A- 的浓度 都较大，而 H3O+ 浓度却很小。溶液中存在下述 解离平衡： 向此缓冲溶液中加入少量强酸时，强酸解离 出的 H3O+ 与 A- 结合生成HA和H2O，使解离平 衡逆向移动，H3O+ 浓度不会显著增大， 溶液的 pH 基本不变。共轭碱A- 起到抵抗少量强酸的作 用，称为缓冲溶液的抗酸成分。 向此缓冲溶液中加少量强碱时，强碱解离产 生的OH- 与溶液中的 H3O+结合生成H2O，HA 的 解离平衡正向移动，H3O+ 浓度也不会显著减小，pH 也基本不变。共轭酸HA 起到抵抗少量强碱的作用，称为缓冲溶液的抗碱成分。 缓冲溶液之所以具有缓冲作用，是因为溶液 中同时存在足量的共轭酸碱对，它们能够抵抗外 加的少量强酸或强碱，从而保持溶液的pH基本不 变。 如果加入大量的强酸或强碱，缓冲溶液中的 抗酸成分或抗碱成分将耗尽，缓冲溶液就丧失了 缓冲能力。 二、缓冲溶液 pH 的计算 在 缓冲溶液中，存在下列质子转移 平衡： ? 缓冲溶液中存在下述关系： 整理得：