内容正文:
第8章 酸碱平衡
主要内容:通过学习应掌握酸碱质子理论;掌握溶液酸度的概念和 pH 值的意义、熟悉 pH 与氢离子浓度的相互换算;能应用化学平衡原理分析水、弱酸、弱碱的电离平衡;掌握同离子效应、盐效应等影响电离平衡移动的因素;熟练掌握有关离子浓度的计算;初步了解强电解质溶液理论,了解缓冲溶液的组成、缓冲作用原理、缓冲作用性质;掌握缓冲溶液 pH 值的计算;掌握各种盐类水解平衡的情况和盐溶液 pH 值的计算。
重难点:酸碱质子理论;溶液酸度的概念和 pH 值的意义;溶液 pH 值的计算。
教学方法:讲授法
8.1酸碱质子理论
8.1.1酸碱的电离理论(阿累尼乌斯电离理论)
酸碱的定义
电离时产生的阳离子全部是H+离子的化合物叫酸;
电离时生成的阴离子全部是OH-离子的化合物叫碱。
8.1.2 酸碱质子理论
1、酸碱的定义 : 凡能给出质子( H+ )的物质都是酸;凡能接受质子的物质都是碱。
2、酸碱的共轭关系: 一对酸碱,它们依赖获得或给出质子互相依存这样的酸碱对叫做共轭酸碱对。
一般来说:共轭酸越强,它的共轭碱就越弱;共轭碱越强,它的共轭酸就越弱。
3、酸碱反应 酸1+碱2 碱1+酸2
8.2水的离子积和pH
纯水有微弱的导电能力
H2O + H2O H3O++OH-( H2O H++OH-)
实验测得295K时1升纯水仅有10-7mol水分子电离,所以[H+]=[OH-]=10-7mol/L
由平衡原理得: Kw=[H+][OH-]=10-14
Kw为水的离子积常数。简称水的离子积。
Kw的意义为:一定温度时,水溶液中[H+]和[OH-]之积为一常数。
水的电离是吸热反应,当温度升高时Kw增大。
水溶液中氢离子的浓度称为溶液的酸度。
pH的定义是:溶液中氢离子浓度的负对数叫做pH值。
pH=-lg[H+]
8.3.1强电解质
8.3酸碱盐溶液中的电离平衡
8.3.2弱电解质
强电解质
弱电解质
定 义
在水溶液中能完全电离,导电能力强。
在水溶液中能部分电离,电能力弱。
存 在
正负离子(水含离子状态)
主要以分子 状态存在
导 电 性
强
弱
电离过程
不可逆
可逆
主要包括
强酸强碱大部分盐类
弱酸弱碱
8.3.3拉平效应和区分效应
2、区分效应:用一个溶剂能把酸或碱的相对强弱区分开来,称为溶剂的“区分效应”。
1、拉平效应:溶剂将酸或碱的强度拉平的作用,称为溶剂的“拉平效应”。
HCl + H2O H3O+ + Cl
强酸1 强碱2 弱酸2 弱碱1
在水中,
HAc + H2O H3O+ + Ac
弱酸1 弱碱2 强酸2 强碱1
H2O是区分溶剂
在液氨中,
HCl + NH3 NH4+ + Cl
强酸1 强碱2 弱酸2 弱碱1
HAc + NH3 NH4+ + Ac
强酸1 强碱2 弱酸2 弱碱1
液氨是拉平溶剂
8.4.1一元弱酸
8.4水溶液化学平衡的计算
8.4.2一元弱碱
Ka=[H+][Ac-]/[HAc]
Ka称为弱酸的电离平衡常数,简称为酸常数。
HAc + H2O = H3O+ + Ac
初始浓度/mol·L-1 0.10 0 0
平衡浓度/mol·L-1 0.10-x x x
x=1.3×10-3
1.一元弱酸的解离平衡
HAc(aq)+H2O(l) H3O+(aq)+Ac-(aq)
{
}
{
}
{
}
)
HAc
(
)
Ac
(
)
O
H
(
)
HAc
(
3
c
c
c
-
+
=
x
10
.
0
x
)
HAc
(
2
-
=
解离度(a)
c(H3O+) = c(Ac-) = 1.3×10-3 mol·L-1
c(HAc)=(0.10-1.3×10-3)mol·L-1≈0.10mol·L-1
c(OH-) =7.7×10-12 mol·L-1
=c