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第三章 弱电解质与酸碱平衡 第一节 弱电解质溶液的解离平衡 第二节 酸碱理论 第三节 酸碱溶液的pH 第一节 弱电解质溶液的解离平衡 一、弱酸(碱)的解离平衡 一元弱酸的解离常数 在一元弱酸 HAc 溶液中,存在 HAc 和 H2O 之间的质子转移反应:? 达到平衡时: 也可写成 一元弱碱的解离常数 在一元弱碱Ac-溶液中,存在Ac-和H2O之间的质子转移反应: 达到平衡时: 二、酸碱平衡的移动 (一)浓度对酸碱平衡的影响 解离平衡的移动: 由于浓度改变,使弱电解质由原来的解离平衡达到新的解离平衡的过程。 (二)同离子效应对酸碱平衡的影响 同离子效应: 在弱电解质溶液中,加入一种与弱电解质含有相同离子的易溶强电解质时,使弱电解质的解离度降低。 原因: 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。 在0.10mol·L-1HAc溶液中,加入NaAc晶体,使 NaAc 的浓度为0.10 mol·L-1。计算溶液中的H3O+浓度和 HAc 的解离度。并与 0.10 mol·L-1 HAc 溶液的 H3O+ 浓度和 HAc 的解离度进行比较。 计算结果表明: 在 0.10 mol·L-1 HAc 溶液中加入NaAc 晶体,当NaAc浓度为0.10 mol·L-1时,HAc的解离度由 1.3% 降为 0.018%,仅为原来的 1/72。 若在 HAc 溶液中加入 NaCl 晶体,溶液的 离子强度增大,使 Ac- 与 H3O+ 结合为 HAc的 速率减慢,HAc 的解离度略有增大。这种在弱 电解质溶液中加入不具有相同离子的强电解质, 使弱电解质的解离度增大的现象称为盐效应。 同离子效应发生的同时,离子强度增加,必然伴随盐效应发生。但盐效应对弱电解质的解离度影响较小,不显著,因此在计算中可以忽略盐效应。 酸碱电离理论 酸碱电离理论认为:凡在水溶液中电离出的 阳离子全部是H+的化合物是酸;电离出的阴离子 全是OH- 的化合物是碱。酸碱反应的实质就是H+ 与OH-作用生成H2O。 酸碱电离理论的优点是能简便地说明酸碱在 水溶液中的反应。但由于该理论把酸碱仅限于水 溶液中,无法说明非水溶剂中的酸碱性。另外, 电离理论把碱限制为氢氧化物,也无法解释氨水 呈碱性这一事实。 一、酸碱质子理论 酸碱质子理论:凡能给出质子的物质都是酸, 凡能接受质子的物质都是碱。 酸是质子的给予体,碱是质子的接受体。 酸碱反应是较强的酸与较强的碱作用,生成 较弱的碱和较弱的酸的过程: 较强酸 + 较强碱 = 较弱碱 + 较弱酸 (一) 水的质子自递平衡和水的离子积 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,也称水的质子自递反应,可表示为:? 在一定温度下,水的质子自递反应达到平衡时: 四、共轭酸碱对解离常数的关系 HAc- Ac- 多元碱的解离常数 五、溶剂的拉平效应与区分效应 (一 )拉平效应 同一酸(碱),其强度除与自身性质有关外,还与溶剂的性质有关。 水对 具有拉平效应 (二)区分效应 能用一种溶剂将几种酸的相对强度区分开来的效应称为区分效应。 第三节 酸碱溶液pH的计算 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: 一、一元强碱和强酸溶液的pH 强碱和强酸在水溶液中完全电离,溶液中和主要由强碱和强酸电离产生。水的质子自递产生的和很少,一般不考虑,(只有在极稀的强碱或强酸溶液中才考虑水的质子自递)。 在一元弱酸 HA 溶液中,存在下列质子转移平衡: 根据具体条件化简 解 解 (二)多元弱酸pH的计算 多元弱酸在水溶液中的解离是分步进行的,如 H3PO4 的解离是分成三步进行的。 第一步解离: 计算0.10mol/L H2CO3溶液的pH。已知:pKa1=6.38,pKa2=10.25 解: H2CO3二元弱酸, 计算[H+]可以看作一元弱酸 三、一元弱碱、多元弱碱溶液pH的计算 (一)一元弱碱溶液pH的计算 计算0.10mol/L下列溶液的pH:Na2CO3 。pKa1=6.38,pKa2=10.25 解: CO32-二元弱酸,计算[OH-]可以看作一元弱碱 四、两性物质溶液pH的计算 计算
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