《无机化学》课件——第3章 电解质溶液和离子平衡.pptVIP

1.缓冲溶液的作用原理【案例4-9】计算20mL0.20mol/LHAc和30mL0.20mol/LNaAc混合溶液的pH。=1.75×10-5缓冲溶液的缓冲作用是由其组成决定的。例如，在由HAc-NaAc组成的缓冲溶液中，NaAc完全解离，而HAc存在解离平衡：HAcH+＋Ac－Na+＋Ac－NaAcNaAc提供了大量的Ac－，在同离子效应的作用下，HAc的解离度更低，因此溶液中还存在着大量的HAc分子。大量存在的Ac－和HAc分子分别称为抗酸组分和抗碱组分。二、缓冲溶液的性质当向缓冲溶液中加入少量的强酸（如HCl）时，由于H+浓度增加，HAc的解离平衡向左移动，少部分Ac－与H+结合生成了HAc，使溶液中的H+浓度基本不变，pH稳定。因此，溶液中大量存在的Ac－具有抗酸的作用。当向缓冲溶液中加入少量的强碱（如NaOH）时，由于H+与OH－结合生成了水，使HAc解离平衡向右移动。结果，只消耗少部分HAc，溶液中的H+浓度基本不变，pH仍很稳定。即溶液中大量存在的HAc具有抗碱的作用。当适度稀释缓冲溶液时，由于HAc和Ac－的浓度同时降低，c（HAc）与c（Ac－）的比值（即c酸/c共轭碱）基本不变，因此，溶液中的H+浓度基本不变，pH稳定。缓冲溶液的缓冲能力是有限的，当外加强酸或强碱量较多时，大部分共轭碱或共轭酸就会被消耗掉，缓冲溶液就失去了维持溶液pH稳定的作用。常见缓冲溶液及其缓冲范围见表4-4。缓冲溶液共轭酸共轭碱缓冲范围HCOOH-HCOONaHCOOHHCOO-3.752.75~4.75HAc-NaAcHAcAc-4.763.76~5.76六亚甲基四胺-HCl（CH2）6N4H+（CH2）6N45.154.15~6.15NaH2PO4-Na2HPO4H2PO4-HPO42-7.216.21~8.21Na2B4O7-HClH3BO3H2BO3-9.248.24~10.24NH3-NH4ClNH4+NH39.268.26~10.26NaHCO3-Na2CO3HCO3-CO32-10.289.28~11.282.缓冲溶液的应用缓冲溶液应用十分广泛。如离子的分离、提纯以及分析检验，经常需要控制溶液的pH。欲除去镁盐中的杂质Al3+，可采用氢氧化物沉淀的方法。但因Al(OH)3具有两性，如果加入OH-过多，不仅AI(OH)3会溶解，达不到分离的目的，而且Mg(OH)2也可能沉淀，造成损失；反之，若加入OH-太少，则Al3+沉淀不完全。如采用NH3-NH4Cl的混合溶液作为缓冲溶液，保持溶液pH在9左右，就能使Al3+沉淀完全，而Mg2+仍留在溶液中，达到分离的目的。一、盐水解的概念二、不同类型盐的水解三、影响盐水解的因素第四节盐的水解某些盐的组成中没有H＋或OH－，其水溶液却显示出一定的酸性或碱性。原因是盐解离的阴离子或阳离子与水解离的H＋或OH－结合，生成了弱酸或弱碱，使水的解离平衡发生移动，所以盐溶液表现出一定的酸性或碱性。这种盐的离子与溶液中水解离出的H+或OH－作用生成弱电解质的反应，叫做盐类的水解。一、盐水解的概念根据组成盐的阴阳离子不同，盐分为弱酸强碱盐、弱碱强酸盐、弱酸弱碱盐、强酸强碱盐。1.弱酸强碱盐的水解 NaAc是由弱酸HAc和强碱NaOH反应所生成的盐，是强碱弱酸盐。在水溶液中存在如下解离：NaAcNa++Ac－ OH－+H+ HAcHAc二、不同类型盐的水解NaAc的水解反应离子方程式为：Ac－＋H2OHAc＋OH－由于Ac－与水解离出的H+结合而生成弱电解质HAc，随溶液中H+浓度的减小，促使水的解离平衡向右移动，OH－浓度随之增大，直到建立新的平衡。所以溶液中OH－浓度大于H+浓度，溶液呈碱性。即强碱弱酸盐水解呈碱性，如NaCN、Na2CO3、Na2SiO3等溶液均显碱性。前面已经分析，该反应是由以下两个平衡组成：H2OOH－+H+H+＋Ac－HAc若水解平衡常数（简称水解常数）为，则：、因为，根据多重平衡规则，水解常数为：可见，组成盐的酸越弱（越小），水解常数就越大，相应盐的水解程度也就越大。盐的水解程度也可以用水解度h来表示：水解度h、水解常数和盐浓度c之间的关系为：水解度除了与组成盐的弱