[理化生]化学反应原理第3章.ppt

中学化学反应原理解析 第3章 物质在水溶液中的行为 第3章 物质在水溶液中的行为第1节 水溶液 非电解质，电解质,水溶液 电解质水溶液中含有正负离子，溶液始终是电中性的，不可能分离得到只含单一电性的离子。 一、水的电离 水的微弱电离：H2O = H++OH- ，吸热过程，均为水合离子，离子 与水分子之间有氢键作用。水合氢离子可用H9O4+表示，简写H3O+，普 通表示为H+。 水的离子积—水的电离平衡常数Kw 25 ℃、p?下，Kw=[H+][OH-]/(c?)2 = 1.0×10-14 , c? =1 mol·L-1 Kw= f（T）, 受压强影响极小，一般不考虑。 第3章 物质在水溶液中的行为第1节 水溶液 热力学方法计算K?w（25 ℃） 查CRC Handbook of Chemistry and Physics 手册，标准生成吉布能数据：△fG?m(H2O,l)=－237.178 kJ·mol-1; △fG?m(OH-)=－157.293 kJ·mol-1; H2O(l) = H+(a=1) + OH- (a=1)， 25 ℃、各物质处于标准状态下，反应的 △rG?m= △fG?m(H+) + △fG?m(OH-)－△fG?m(H2O,l) = 79.885 kJ·mol-1 △rG?m= －RTlnK?w，求得 25 ℃时，K?w = 1.009×10-14 水电离过程的焓变△rH?m的计算： 由公式: lnK2/K1= △H(T2-T1)/(RT2T1) 代入 T1=298.15 K，K1= 1.0×10-14；T2=323.15 K，K2= 7.3×10-14 求得， △rH?m= 55.08 kJ·mol-1，水电离过程吸热， Kw随T有明显的变化。 第3章 物质在水溶液中的行为第1节 水溶液 二、溶液的酸碱度 溶液pH的操作定义：pH = －lg [cH+] (严格应为aH+) 测定的是H+单离子的浓度吗？ 25 ℃、标准状态下，纯水或中性溶液中，K?w = 1.0×10-14，所以 [H+] = [OH-] = 1.0×10-7 mol·L-1，pH = 7 100 ℃时，Kw= 5.5×10-13(mol·L-1)2，此时中性溶液的pH = ？ 是否呈中性？ 也可定义：pOH = －lg [cOH-] 则 pH + pOH =14 第3章 物质在水溶液中的行为第1节 水溶液 25 ℃，溶液的酸碱性： 中性溶液— [H+] = [OH-]，pH = 7 酸性溶液— [H+] [OH-]，pH 7 碱性溶液— [H+] [OH-]，pH 7 用 pH 表示溶液酸碱度的范围一般是0 ?14 之间，[H+]在1M ?10-14M之间。溶液 pH 相差 1， [H+]相差10倍。 10M HCl溶液，pH = －1； 10M NaOH溶液，pH = 15；在这些情况下，通常就不再用 pH 表示。 常用的pH试纸和酸碱指示剂 广泛试纸；精密试纸；甲基橙，石蕊，酚酞，百里酚兰等 指示剂。 第3章 物质在水溶液中的行为第1节 水溶液 三、电解质在水溶液中的存在形态 强电解质—在稀水溶液中完全电离的电解质（实验发现并非完全电离！）。 溶液的离子强度：I = (1/2)∑mizi2，单位：mol·kg-1 mi — i 离子的质量摩尔浓度；zi — i 离子的电荷数 离子强度I 相同的溶液，静电场强度和离子间的作用力接近，有几乎相 同的非理想行为。离子电荷数越高、浓度越高，其非理想性越强。 德拜-休克尔极限公式—在非热力学假定下，由离子氛模型推导得出，经实 验证实，适用I ＜0.01 mol·kg-1的稀电解质溶液） 离子的活度系数γi ： lgγi=－Azi2I1/2 （25 ℃,水溶液, A = 0.509 mol·kg-1 ) 离子的平均活度系数γ±： lgγ± = －Az+︱ z-︱I1/2 第3章 物质在水溶液中的行为第1节 水溶液 弱电解质—在水溶液中部分电离的电解质。 弱电解质的电离平衡常数—制约着平衡限度； 电离度—表示弱电解质的电离能力(程度)；同种溶液，浓度减低，电离 度升高；无限稀释时电离度接近100%。 强电解质与弱电解质溶液的比较： 共同特征—溶解于水能电