31酸碱平衡

第四章酸碱反应和酸碱平衡4.1酸碱质子理论4.2水的质子自递反应和水溶液的PH4.3水溶液中的酸碱平衡4.4酸碱解离平衡的移动4.5缓冲溶液eg:HCl,NaOHbut:NaCO3,Na3PO44.1酸碱质子理论酸:反应中能给出质子的物质，即质子给予体碱:反应中能接受质子的物质，即质子接受体两性物质：既能给出质子，又能接受质子的物质。HAc的共轭碱是Ac－，Ac－的共轭酸HAc，HAc和Ac－为一对共轭酸碱。从表中的共轭酸碱对可以看出：①酸和碱可以是分子也可以是离子；②有的离子在某个共轭酸碱对中是碱，但在另一个共轭酸碱对中却是酸，叫做两性电解质③质子论中没有盐的概念。上述反应称之为半反应(Halfreaction)(aq)NH(aq)OH(aq)NHO(l)H432H2OH++OH–NH3+H++4NH酸的强度：用给出质子的能力来量度。强酸具有高度给出质子的能力。如HClO4、HCl、HNO3、H2SO4等。碱的强度：用接受质子的能力来量度。强碱具有高度接受质子的能力。如OH-、PO43-离子等。酸给出质子的趋势越强，生成的共轭碱越弱，反之亦然；碱接受质子的趋势越强，生成的共轭酸越弱，反之亦然。7.1.2酸碱的强度酸和碱的强度是指酸给出质子的能力和碱接受质子的能力的强弱。见书150}/)({}/)(}{/)({cHAcccAcccHcKafGm(KJ/mol)例题1：计算25℃时，0.10mol·L-1HAC溶液的PH=?HAcH++Ac--396.460-369.31例题2：上例中，即25℃时，0.10mol·L-1HAC溶液中AC-和HAC的浓度为多少？并计算已经解离的HAC的百分数为多少?备课本57页=(已电离的物质的浓度/原始浓度)×100％例题3：实验测得25℃时，0.020mol·L-1HAC溶液的PH=3.23，求HAC溶液的解离度和HAC的解离常数。备课本58页HAcH++Ac-初始浓度c00平衡浓度c-ccc=c22/c(1-)=c2/(1-)当5％或c酸/Ka500时1-≈1即Ka≈c2aK见151页注解在一定温度下，解离常数K不变，当溶液稀释时，解离度a增加。此定律为稀释定律书1514.2水的质子自递反应和水溶液的pH值(aq)NH(aq)OH(aq)NHO(l)H432H2OH++OH–NH3+H++4NH4.2.2溶液的pH值例：已知25℃时，0.200mol·L-1氨水的解离度为0.95%，求c(OH－),pH值和氨的解离常数。解：c00.20000)aq(OH(aq)NHO(l)H(aq)NH423ceq0.200(1–0.95%)0.200×0.95%0.200×0.95%327.11)109.1lg(14pOH14pH×3109.1%95.0200.0)OH(××c×5108.1×323343109.1200.0)109.1()NH()OH()NH()NH(×cccbK所需条件查附录1.6例题：求NaCN的解离常数书152推导碳酸的Ka和Kb的关系例题：试计算（1）0.100mol·L-1（2）0.010mol·L-1（3）1.0*10-5mol·L-1HAC溶液的H+浓度和电离度。4.3水溶液中的酸碱平衡4.3.1一元弱酸弱碱溶液首先看书154页例如例题：试计算（1）0.100mol·L-1氨水溶液中OH-浓度，H+浓度和氨水的解离度。例题：求c=0.10mol/LNH4Cl溶液的酸度书1557-24.3.2多元弱酸弱碱溶液1.30×10-77.1×10-15Na3PO4的水解：)aq(OH)aq(HPOO(l)H)aq(PO24234)aq(OH)aq(POH)l(OH)aq(HPO4222421314a,3wb,1102.2105.4100.1KKK7814a,2wb,2106.1102.6100.1KKK12314a,1wb,3105.1107.6100.1KKK)aq(OH)aq(POH)l(OH)aq(POH43242a,3a,2a,143POHKKK对于b,3b,2b,134POKKK对于见书156页例题：计算0.10mol·L-1Na3PO4溶液的pH值。解：57.12)037.0lg(14pOH14pH)aq(OH)aq(HPO)l(OH)aq(PO24234ceq/(mol·L-1)0.10–xxx1Lmol037.0)OH(037.0cx即0102.2022.032xx21314102.2105.4100.1)POH()PO(10.043a,3w341,b2KKKxxc/Ka500书上例题7-4156页计算室温条件下，C(CO32-)=0.10mol/L的碳酸钠水溶液的酸度书156页例题：室温下，向c（HCl）=0.30mol/L的盐酸水溶液中通入H2S气体至饱和，求溶液中S2-浓度，并与饱和溶液中S2-浓度进行比较。书158页例题：计算0.010mol·L-1H2CO3溶液中的H3O+,H2CO3,，和OH－的浓度以及溶液的pH值。－23CO－3HCO(aq)HCO(aq)OHO(l)H(aq)COH－33232解：57106.5102.401.0－CKx1533Lmol105.6)HCO()OH(－－－cc132Lmol010.0)COH(－c732a1102.4)COH(K0.010)Lmol/(1xxx－平衡浓度c酸/Ka500：根据第二步解离计算－)CO(23c10.5610.56)Lmol/((aq)CO(aq)OHO(l)H(aq)HCO551eq23323yc－－－－553233105.6)105.6()}HCO({)}CO()}{OH({yccc－－1132a2107.4)COH(K11a2107.4Ky1111a223Lmol107.4Lmol)CO(Kc－的解离平衡：来自OHOH2(aq)OH(aq)OHO(l)HO(l)H32219.4)OH(lgpH3c101Lmol105.1)OH(c415101.0)}({106.5OHc结论：321KKK①多元弱酸的解离是分步进行的，一般。溶液中的H+主要来自于弱酸的第一步解离，计算c(H+)或pH时可只考虑第一步解离。②对于二元弱酸，当时，c(酸根离子)≈，而与弱酸的初始浓度无关。2K21KK计算0.10mol/L的H3PO4溶液中[H3PO4],[H2PO4-],[HPO42-],[PO43-],[OH-],[H+]书159练习：比较碳酸氢钠溶液的酸碱性。例题：在1.0LC(HAc)=0.10mol/L的醋酸溶液中加入0.10mol的固体NaAc，溶液的酸度和HAc的解离度如何变化？书上例题7-8160页4.4酸碱解离平衡的移动若在弱电解质溶液中加入不同离子的强电解质（如NaCL）会使弱电解质的电离度略有增大.这种作用称为盐效应。160页酸碱指示剂HIn表示石蕊HInH++In红蓝Ka=([H+][In])/[HIn]当c(HIn)c(In)时，溶液呈红色，是酸性当c(HIn)c(In)时，溶液呈蓝色，是碱性[HIn][H+]=Ka───[In]→←][][lgInHInpKapH163页4.5缓冲溶液4.5.1缓冲溶液和缓冲作用4.5.2缓冲作用原理加入少量强碱：的比值。的大小取决于)A(/)HA()OH(3ccc较大量少量较大量(aq)A(aq)OHO(l)HHA(aq)32)A()HA()HA()OH(a3ccKc加入而有明显变化。的不因较大，因为OH)OH()A(,)HA(3cccO(l)H(aq)AHA(aq)(aq)OH2溶液中大量的A–与外加的少量的H3O+结合成HA，当达到新平衡时，c(HA)略有增加，c(A–)略有减少，变化不大，因此溶液的c(H3O+)或pH值基本不变。)A()HA(cc加入少量强酸：O(l)HHA(aq)(aq)A(aq)OH23⒈弱酸—弱酸盐：]A[HA][lg)HA(ppHaK平衡浓度(HAc－NaAc，H2CO3—NaHCO3)4.5.3缓冲溶液PH值的计算盐酸ccpKpHalg由于同离子效应的存在，通常用初始浓度代替平衡浓度例题：C(NaOH)=0.20mol/L,10ml与C(HAc）=0.40mol/L,10ml混合；计算（1）pH=？；（2）向此溶液中又加入C(NaOH)=0.010mol/L,5ml，pH=？1652.弱碱—弱碱盐NH3·H2O—NH4Cl(aq)OH(aq)BHO(l)HB(aq)2)}B({)}OH()}{BH({)B(bcccK)}BH({)B()B()OH(bccKc)BH()B(lg)B(ppOHbccK盐碱ccpKpOHblg例题：计算50.00ml0.150mol·L-1NH3(aq)和0.200mol·L-1NH4Cl组成的缓冲溶液的pH值。解：14.9)12.0(26.9200.0150.0lg)108.1lg(145])()(lg[p-14pOH14pHb盐碱ccK盐碱ccpKpOHblg例题：求300mL0.50mol·L-1H3PO4和500mL0.50mol·L-1NaOH的混合溶液的pH值。缓冲溶液得到HPOPOH2442—解：先反应再计算继续反应4242PO0.05molNaHHPO0.10molNa余下生成molNaOH25.0POmolH15.043反应H0.10molNaO余下42PO0.15molNaH生成7.5130.021.7100.00500.0lg102.6lg81-24Lmol800.0100.0)HPO(cLmol800.00500.0)POH(1-42c(aq)OH(aq)HPOO(l)H(aq)POH3242428a2102.6K)HPO()PO(HlgppH2442a2ccK盐酸ccpKpHalg例题：若在50.00ml0.150mol·L-1NH3(aq)和0.200mol·L-1NH4Cl组成的缓冲溶液中，加入0.100ml1.00mol·L-1的HCl，求加入HCl前后溶液的pH值各为多少？解：加入HCl前：14.9)12.0(26.9200.0150.0lg)108.1lg(145)BH()(Blgp14pHbccK盐碱ccpKpOHblg加入HCl后：11Lmol0020.0Lmol10.50100.000.1)HCl(c加HCl前浓度/(mol·L-1)0.1500.200加HCl后初始浓度/(mol·L-1)0.150-0.00200.200+0.0020)BH()(Blgp14pHbccK12.9)14.0(26.9202.0148.0lg)108.1lg(145NH3(aq)+H2O(l)(aq)+OH－(aq)cNH4+书上165页例题7-11166例题：C(HCl)=0.10mol/L,10ml分别加入50ml下列缓冲溶液中，求缓冲溶液的pH的变化。（1）C(HAc）=0.10mol/L和C(NaAc)=0.10mol/L；（2）C(HAc）=0.20mol/L和C(NaAc)=0.20mol/L；（3）C(HAc）=0.15mol/L和C(NaAc)=0.05mol/L；1.缓冲浓度越大，缓冲