第10章 电解质溶液（课件）- 《无机化学》同步教学（吉林大学版）

2024/1/14 1 本章要求： 第十章 电解质溶液 1、弱酸弱碱的电离平衡，有关离子浓度及溶液的pH值的计算； 2、盐类水解平衡，平衡移动及盐溶液的pH值的计算； 3、同离子效应对弱电解质的电离平衡的影响以及缓冲原理，缓冲溶液的选择与配制； 4、沉淀溶解平衡，溶度积规则及有关计算； 5、沉淀的转化、分步沉淀的原理及其应用。 2024/1/14 2 §10-1 强电解质溶液理论 §10-2 弱酸、弱碱的电离平衡 §10-3 盐的水解 §10-4 酸碱理论的发展 §10-5 沉淀-溶解平衡 2024/1/14 3 1-1 离子氛和离子强度 1923年，Debye 及Hückel提出离子氛（ionic atmosphere）概念。 观点：强电解质在溶液中是完全电离的，但是由于离子间的相互作用，每一个离子都受到相反电荷离子的束缚，这种离子间的相互作用使溶液中的离子并不完全自由，其表现是： 溶液导电能力下降，电离度下降，依数性异常。 §10-1强电解质溶液理论 实验表明，对电解质溶液，依数性存在很大的偏差，但又不表现为是百分之百的电离。 + - - - - + + + 2024/1/14 4 mi ：溶液中第i种离子的浓度， Zi：第i种离子的电荷。离子强度越大，正负离子间作用力越大。 1-2 活度与活度系数 活度：是指有效浓度，即单位体积电解质溶液中表现出来的表观离子有效浓度，即扣除了离子间相互作用的浓度。以a （activity）表示。 f：活度系数，f < 1；极稀溶液中，f 接近1。 〔例1〕计算含0.1mo1.L-lHCl和 0.1mo1.L-1CaCl2混合溶液的离子强度。 解： I=1/2(0.1x12+0.1x22+0.3x12)=0.4 2024/1/14 5 规律： ① 离子强度越大，离子间相互作用越显著， 活度系数越小； ② 离子强度越小，活度系数约为1。稀溶液 接近理想溶液，活度近似等于浓度。 ③ 离子电荷越大，相互作用越强，活度系数 越小。 返回 2024/1/14 6 [例2]计算0.10mo1.L-1HAc溶液的H+离子浓度和解离度。298K时，HAc的电离常数为1.76x10-5。 §10-2 弱酸、弱碱的解离平衡 2-1 一元弱酸、弱碱的解离平衡 1、电离常数和解离度 通常是酸电离出的H＋离子浓度远大于H2O电离产生的 H+ 浓度时，可忽略水的电离，溶液中〔H＋][Ac -]。设[H+]=x HAc H+ + Ac - 平衡浓度 0.10-x x x ~0.1 x x Ka＝x2/0.1＝1.76*10-5 [H+]＝x=(1.76*10-5*0.1)1/2=1.33*10-3mo1.L-1 α=〔H+〕/C0*100％=(1.33*10-3/0.1)*100％=1.33％ 解：HAc水溶液中，同时存在两个电离平衡： H2O H+ + OH - HAc H+ + Ac- 2024/1/14 7 弱酸： 弱碱： 解离度： HAc + H2O H3O+ + Ac C0 [H +] [H +] 2024/1/14 8 （1）NH3· H2O + 酚酞 （粉红色） NH3 + H2O OH – + NH4+ 平衡左移 加入 NH4+ （2）HAc + 甲基橙 （橘红色） HAc + H2O H3O+ + Ac– 平衡左移 加入 Ac– 2、同离子效应和盐效应 使 NH3 电离度降低，溶液变为无色。 使 HAc 电离度降低，指示剂显黄色。 2024/1/14 9 同离子效应： [H3O+] > Ka 即 pH < pKa 时，[Ac-]/[HAc] < 1, 以 HAc 为主 [H3O+] = Ka 即 pH = pKa 时，[Ac-]/[HAc] = 1, Ac–与 HAc 浓度相等 [H3O+] <