大专无机化学-电解质溶液和离子平衡

化学综合第四课电解质溶液与离子平衡电解质电解质（electrolyte）定义：在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物，例如酸、碱和盐等。判断：下列物质是否是电解质？HCl醋酸NaOHBaSO4NaCl蔗糖NH3SO3铜石墨电解质强电解质在水溶液中理论上100%离解成离子的化合物强酸、强酸的酸式根、强碱、大部分盐某些金属氧化物弱电解质在水溶液中不能全部离解成离子的化合物强弱电解质的区分不是靠物质的溶解度,而是物质溶解部分的电离情况几种典型的强电解质HCl→H++Cl-HNO3→H++NO3-H2SO4→H++HSO4-HSO4-→H++SO42-NaOH→Na++OH-Ba(OH)2→Ba2++2OH-BaSO4→Ba2++SO42-KCl→K++Cl-H2O+H2OH3O++OH-H2OH++OH-上式的标准平衡常数：水的电离纯水以什么形式存在？-2(H)/(OH)/HO/ccccKcc11cmolL+-2'(H)'(OH)'HOccc'(A)(A)/cccH20H++OH-水的电离水是极弱电解质极大部分水仍以水分子形式存在，可将c’(H2O)看作一个常数在一定温度下，水中c’(H+)和c’(OH-)的乘积为一个常数，叫做水的离子积，用KWθ表示+-2'(H)'(OH)'HOccKc+-2'(H)'(OH)'HOccKcWK1、影响水电离的因素有哪些？水的温度越高电离程度越大,KWθ越大溶液的酸碱性——电解质的稀溶液2、在纯水中，水电离出来的c’(H+)和c’(OH-)离子浓度是否相等？水的电离实验测得，25℃时，纯水中H+和OH-浓度均为10-7mol·L-1+-7714'(H)'(OH)101010WKcc问题与讨论1、温度不变，在水中加入少量强酸后，水的离子积是否发生改变？2、温度不变，在水中加入少量强碱后，水的离子积是否发生改变？3、在稀酸碱溶液中，水电离出来的H+和OH-浓度是否相等？4、求1mol/L盐酸溶液中水电离出来的H+浓度为多少？水的离子积无论是纯水、酸溶液中还是碱溶液中都同时存在H+和OH-，而且的关系始终成立常温下，溶液的酸碱性跟H+和OH-浓度的关系：中性溶液酸性溶液碱性溶液c’(H+)=1×10-7=c’(OH-)c’(H+)＞1×10-7c’(OH-)c’(H+)＜1×10-7c’(OH-)溶液的酸碱性+-'(H)'(OH)WKcc1、如果c’(H+)不等于c’(OH-)则溶液一定呈现酸碱性。2、在水中加酸会抑制水的电离.3、c’(H+)/c’(OH-)的值越大则酸性越强。4、任何水溶液中都有H+和OH-。溶液的酸碱性某温度下，纯水中c(H+)=2.0×10-7mol/L,则此时溶液中的c(OH-)为：____________mol/L。若温度不变，滴入稀盐酸使c(H+)=5.0×10-6mol/L，则c(OH-)为：____________mol/L。2.0×10-78.0×10-91、意义：表示溶液酸碱性的强弱。2、表示：用c’(H+)的负对数来表示。pH=-lgc’(H+)如:c’(H+)=1×10-7的溶液pH=7pOH=-lgc’(OH-)常温下pH+pOH=14溶液的pHc’(H+)和c’(OH-)可以表示溶液的酸碱性，但其值太小，书写、使用不便+-'(H)'(OH)WccKH+OH=WpppK常温下，溶液的酸碱性跟pH的关系：中性溶液酸性溶液碱性溶液c’(H+)=1×10-7=c’(OH-)c’(H+)＞1×10-7c’(OH-)c’(H+)＜1×10-7c’(OH-)pH=7pH＜7pH＞7溶液的pH值与酸碱性溶液的pH值与H+浓度0100110-1210-2310-3410-4510-5610-6710-7810-8910-91010-101110-111210-121310-131410-14酸性增强碱性增强pHc’(H+)溶液的pH值——正误判断1、一定条件下pH值越大，溶液的酸性越强。2、用pH值表示任何溶液的酸碱性都很方便。3、强酸溶液的pH值一定大。4、pH值有可能等于负值。5、pH值相同的强酸和弱酸中c’(H+)相同。pH值的测定方法测定方法：酸碱指示剂法、pH试纸法、pH计法等。酸碱指示剂一般是弱的有机酸或弱的有机碱，他们的颜色变化是在一定的pH值范围内发生的。指示剂发生颜色变化的pH值范围叫做指示剂的变色范围。pH1234567891011121314甲基橙红色橙色黄色石蕊红色紫色蓝色酚酞无色浅红色红色pH值的测定方法pH的测定方法pH试纸：多种指示剂，可以在不同精度下测定溶液的pHpH值的测定方法pH计：通过电学系统，利用电化学原理直接测出溶液pH的电子仪器，使用方便，快速、准确pH值的计算计算：室温下0.05mol/LHCl溶液的pH和pOH值+-HClH+Cl+(H)0.05mol/Lc+pH=-lgc'(H)=-lg0.05=1.3pOH=pH=14-1.3=12.7WKp--14-13(OH)=10/0.05=210cpH值的计算——强酸与强酸混合在25℃时，pH值等于1的盐酸溶液和pH值等于4的硫酸溶液等体积混合pH值等于多少？pH=-lgc’(H+)=-lg[(1×10-1+1×10-4)/(1+1)]=-lg(5×10-2+5×10-5)≈-lg(5×10-2)=2-lg5=1.3关键：抓住氢离子进行计算！pH值的计算——强碱与强碱混合=4-lg5=3.3在25℃时，pH值等于9和pH值等于11的两种NaOH溶液等体积混合pH值等于多少？c’(OH-)=(1×10-5+1×10-3)/(1+1)pOH=-lgc’(OH-)pOH=-lg[(5×10-6)+(5×10-4)]≈-lg(5×10-4)pH=14-pOH=14-3.3=10.7关键：抓住氢氧根离子进行计算！pH值计算——强酸与强碱混合在25℃时，100mlO.6mol/L的盐酸与等体积0.4mol/L的氢氧化钠溶液混合后,溶液的pH值等于多少？NaOH+HCl=NaCl+H2O0.060.04pH=-lgc’(H+)=-lg[0.02/(0.1+0.1)]=-lg10-1=1关键：酸过量抓住氢离子进行计算！小结电解质的定义强电解质，弱电解质水的电离离子积，溶液中H+和OH-的浓度关系外加酸碱、温度对水的电离度的影响pH的测定pH的计算一元弱酸弱碱在水溶液中1、一元弱酸HA溶于水后，存在哪些趋势？2、在HA分子刚溶于水时，哪种趋势占优势？为什么？HA电离的趋势大，因为HA的浓度大（1）HA电离成H+、A-离子（2）离子结合成HA分子3、HA水溶液中都有哪些粒子？HA、H+、A-、OH-，H2O在一定条件（温度、浓度）下，当电解质分子电离成离子的速度和离子重新结合成分子的速度相等时，电离就达到了平衡状态。v电离v分子化VtV(电离)=V(分子化)处于平衡状态电离平衡电离平衡逆、等、动、定、变分子离解成离子和离子结合成分子的过程可逆达到平衡时二者的速率相等动态平衡达到平衡时体系中分子和各离子的浓度保持恒定条件改变时平衡状态会改变一元弱酸弱碱的离解平衡对于水溶液中的一元弱酸HA，有同理，对于水溶液中的一元弱碱BOH，有+-HAH+A+-+-(H)/(A)/'(H)'(A)(HA)/'(HA)accccccKcccKaθ：弱酸的离解常数，与温度有关，与浓度无关+-+-+-bBOHB+OH(B)/(OH)/'(B)'(OH)(BOH)/'(BOH)ccccccKcccKbθ：弱碱的离解常数，与温度有关，与浓度无关离解常数离解常数的大小表示弱电解质的离解程度Kaθ或Kbθ越大，离解程度越大，该弱电解质相对越强10-2Kaθ或Kbθ10-3，中强电解质10-4Kaθ或Kbθ，弱电解质10-7Kaθ或Kbθ，极弱电解质离解度表示弱电解质离解的程度除与温度有关外，还与溶液浓度有关，使用时必须指出酸或碱的浓度温度、浓度相同的条件下，离解度越大，表示该电解质相对越强=100%已离解的弱电解质浓度离解度弱电解质的起始浓度离解度的计算已知室温下某一元弱酸浓度为0.010mol/L，溶液pH为4.00，求：（1）该酸的Kaθ（2）该浓度下酸的离解度α稀释定律表示离解度、离解常数和弱酸/弱碱浓度间的关系当溶液浓度越稀时，离解度越大，但c’(H+)和c’(OH-)反而减小设弱酸/弱碱的浓度为c’，有2+='/''(H)'aaaKcKccKc2+='/''(H)'bbbKcKccKc多元弱酸的离解平衡分步离解，即H+逐次被离解下来。一般情况下只需要考虑第一级离解多元弱酸中酸根的浓度很小+-2-+2-HSH+HSHSH+S+-3424-+2-2442-+3-44HPOH+HPOHPOH+HPOHPOH+PO弱酸弱碱的离解平衡离解平衡的定义一元弱酸弱碱的离解常数离解度稀释定律多元弱酸弱碱的逐级离解