[理学]第8章 酸碱解离平衡.ppt

第 8 章 酸碱电离平衡 强电解质溶液 1、离子氛概念 (1) 强电解质在水溶液中能完全解离成离子，如NaCl、CuSO4等。 (2) 离子间通过静电引力相互作用，每一个离子都被周围电荷相反的离子包围着，形成所谓离子氛(ion atmosphere)。 2、离子强度 离子的活度系数，反映了溶液中离子间的相互作用力与溶液中的离子浓度和所带的电荷有关。为了说明这种影响，引入离子强度(ionic strength)概念： ? 3、活度和活度系数 活度(activity)：是电解质溶液中实际起作用的离子浓度，通常用α表示。 对于液态和固态的纯物质以及稀溶液中的溶剂(如水)，其活度均视为1。 活度α与溶液浓度c的关系为： α=γ·c/cθ????? (4-14)??? 式中γ称为溶质的活度系数，cθ为标准态的浓度(即1 mol·L-1)。由于α＜c，故γ＜1。，溶液愈稀，离子间的距离愈大，离子间的牵制作用愈弱，活度与浓度间的差别就愈小。??? 将溶液加水稀释，体积变成原来的 10 倍，于是各物质的浓度均变成原来的 1/10 ，此时的 Qc 可以表示为: 即 Qc＜ Kh ，平衡要向继续水解的方向移动，故稀释时盐的水解度增大。 ? ? ? 水解度 盐的水解会使溶液的酸度改变，根据平衡移动的原理，可以通过调解溶液的酸度来控制盐的水解。 与未稀释前相比，可以看出稀溶液的水解度增大。 例如，实验室配制 SnCl2 溶液，用盐酸来溶解 SnCl2 固体，原因就是用酸来抑制 Sn2+ 的水解。 2 双水解过程的计算 在这里我们只研究由一元弱酸 HA 和一元弱碱 MOH生成的弱酸弱碱盐 MA 溶液的 [H+] 。 将 MA 溶于 H2O 中，阳离子 M+ 和酸根阴离子A－ 起始浓度均为 c0 两个水解反应同时达到平衡 M+ ＋ H2O M(OH)＋ H+ A－ ＋ H2O HA ＋ OH－ 有 1 个 M(OH) 生成，则产生 1 个 H+ ；而有一个 HA 生成则有 1 个 OH－ 去中和一个 H+ 。故 [H+] ＝ [MOH] － [HA] (1) M+ 的水解平衡常数表达式为 ? ? ? 由此可得出 (2) ? ? A－ 的水解平衡常表达式为 由此可得出 将 (2) 和 (3) 代入 (1) 中: ? ? ? (3) ? ? ? ? ? ? 将上式两边分别乘以 Ka Kb [H+]，得 ? ? 当 Ka 与 c0 相比很小时，[M+] 和 [A－] 的水解程度极小，近似有 ? [M+] ≈ [A－] ≈ c0 ? ? ? ? ? 整理得： ? ? ? ? ? ? ? ? 当 c0? Ka 时，近似有 Ka ＋ c0 ≈ c0 ? 可见弱酸弱碱盐水溶液的 [H+] 与盐溶液的浓度无直接关系。但该式成立的 前提是 Ka 与 c0 相比很小且 c0 ? Ka ，所以盐的起始浓度 c0 不能过小。 ? ? 对 0.1mol·dm–3 NH4Ac 溶液，由 Ka? = Kb? =1.8×10–5，可知 [H+]＝1.0×10－7 mol·dm–3 ，即溶液显中性。但当 Ka 和 Ka 不相等时，溶液则不显中性。 ? ? ? pH ＝ 6.23 因为 Ka 比 Kb 大，故弱碱的水解程度比弱酸的水解程度大些，故溶液中 [H+]＞[OH－] ，溶液显酸性。 ? ? 例：求 0.10 mol·dm–3 的 NH4F 溶液的 pH 。 解： ? ? ? 8 － 3 电解质溶液理论和酸碱理论