内容正文:
第三章第三节盐类的水解
第2课时
水解平衡常数及应用
适用精简高效
Kh
=
c(CH3COOH) • c(OH-)
c(CH3COO-)
CH3COO- + H2O ⇋ CH3COOH + OH-
Kh为水解常数
根据CH3COONa水解反应的离子方程式,写出对应水解平衡的平衡常数表达式。
根据CH3COOH水解反应的离子方程式,写出对应电离平衡的平衡常数表达式:
CH3COOH CH3COO− + H+
Ka
=
c(CH3COO-) • c(OH-)
c(CH3COOH)
Ka为电离常数
在一定温度下,能水解的盐在水溶液中达到水解平衡时,生成的弱酸(或弱碱)浓度和OH-(或H+)浓度幂之积与溶液中未水解的弱酸根阴离子(或弱碱阳离子)浓度之比是一个常数,叫作水解常数。用Kh表示。
1、概念
2、表达式:
Kh =
Kh =
若MA为强碱弱酸盐,A水解:A+H2O ⇌HA+OH
若MA为强酸弱碱盐,M水解:M+H2O ⇌MOH+H
一、水解平衡常数
3、意义:
Kh 数值越大,水解程度越大,对应的酸或碱越弱
4、影响因素:
只受温度影响,升温,Kh增大
Kh=
c ( HA)·c( OH- )
c(A-)
=
c ( HA)·c( OH- )·c(H+ )
c(A-)·c(H+ )
=
Kw
Ka
①、强碱弱酸盐 A-+H2O ⇌ HA +OH-
②、强酸弱碱盐 M++H2O ⇌ MOH+H+
Kh=
c(MOH)·c(H+)
c(M+)
=
c(MOH)·c(H+)·c(OH-)
c(M+)·c(OH-)
=
Kw
Kb
Kw
Ka
1
(Ka或Kb Kh =Kw
二、水解平衡常数(Kh)与电离常数的关系(KW、Ka、Kb)
1、Kh与对应的一元弱酸(或弱碱)的电离平衡常数的乘积等于KW
2、二元弱酸强碱盐,如Na2CO3
Na2CO3水解:
____________________________
CO32- + H2O HCO3- + OH-
HCO3- H+ + CO32-
Kh1=
c(HCO3- ) ·c(OH−)
c(CO32-)
Kh1=
Kw
Ka2
____________________________
HCO3- + H2O H2CO3+ OH-
(次)
H2CO3 H+ + HCO3-
Kh2=
c(H2CO3 ) ·c(OH−)
c(HCO3-)
=
Kw
Ka1
例1、已知H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.4×10-2、 Ka2=6.0×10-8 。利用所给数据分析NaHSO3溶液的酸碱性
在NaHSO3溶液中存在如下两个平衡:
电离平衡: + H+
Ka2=6.0×10-8
水解平衡: +H2O H2SO3+ OH-
Kh
因为Ka2>Kh,
所以: c(H+)> c(OH-) ,溶液呈酸性。
三、盐类水解常数(Kh)的应用
1、判断盐溶液酸碱性强弱(水解程度大小)
Kh=或Kh=,Ka或Kb越小,Kh越大,对应盐溶液酸、碱性越强
(即越弱越水解)
2、判断酸式盐的酸碱性
①强酸的酸式盐只电离,不水解,溶液呈酸性。NaHSO4===Na++H++;
②弱酸的酸式盐NaHA溶液中,存在HA-的电离和水解两个平衡,
电离平衡:HA- A2-+H+
水解平衡:HA-+H2O H2A+OH-
溶液的酸碱性取决于电离和水解程度的相对大小,即Ka2和的相对大小。
例2、25 ℃时,亚硫酸的电离常数为Ka1=1.4×l0-2,Ka2=6.0×l0-8请分析
HSO3- + H2O H2SO3+ OH-
Kh2=
Kw
Ka1
=
1×10-14
1.4×10-2
≈ 7×10-13
HSO3- H++ SO32-
Ka2=6.0×10-11
Ka2 > Kh2
电离>水解
电离:
水解:
NaHSO3溶液显酸性
①、NaHCO3 、NaHS 、Na2HPO4 溶液呈碱性,水解程度大于电离程度
②、NaHSO3 、NaH2PO4 、NaHC2O4 溶液呈酸性,电离程度大于水解程度
水解彻底,即发生完全双水解(不能大量共存)
Al3+ 与 CO32-、HCO3-、S2-、HS-、[Al(OH)]4-等;
Fe3+与 CO32-、HCO3-等;
常见“完全双水解”的弱离子组合——
完全双水解,一般生成沉淀和气体,用“ = ”、“↑”、“↓”。
2Al3+ +3CO32- +3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
3、判断离子共存
弱酸根和弱碱阳离子都水解,即发生双水解
例3、已知25 ℃时,NH3·H2O的电离平衡常数Kb=1.8×10-5,该温度下
1 mol·L-1 NH4Cl溶液中c(H+)=_____________ mol·L-1(已知 ≈2.36)
2.36×10-5
NH4 + H2O ⇌ NH3•H2O + H
Kh=
c(NH3•H2O) ·c(H+)
c(NH4)
≈
c2(H+)
c(NH4)
c(NH4)·Kh
=
Kw
Kb
=
1 × 10-14
1.8×10-5
=
5.56×10-10
解析:
c2 (H+) ≈
≈1·
5.56×10-10mol·L-1
4、计算盐溶液中c(H+)或c(OH-)的浓度或PH
c (H+) ≈
5.56×10-10
≈
2.36×10-5 mol·L-1
Kh=
Kw
Ka
或 Kh=
Kw
Kb
小结
例4、在室温下,0.175 mol·L-1醋酸钠溶液的pH约为__________
已知Ka(CH3COOH)=1.75×10-5
9
Kh=
c(CH3COOH) • c(OH-)
c(CH3COO-)
解析:
CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-
Kh=
Kw
Ka
1 × 10-14
1.75×10-5
=
c(OH-) =
Kh • c(CH3COO-)
=10-5 mol·L-1
例5、常温下,三种酸的电离常数如下表所示:
酸 HX HY HZ
Ka 9×10-7 9×10-6 1×10-2
回答下列问题:
(1)三种酸的强弱关系是________________。
(1)同浓度的NaX、NaY、NaZ溶液,pH最大的是_______。
(2)同pH的NaX、NaY、NaZ溶液,浓度最大的是________。
(3)等物质的量浓度的HX和NaX混合溶液显_____性,
原因是__________________________________________________________。
NaX
NaZ
酸
HX的电离常数Ka=9×10-7,NaX的水解常数Kh= <Ka则混合溶液显酸性
1×10-14
9×10-7
HZ > HY > HX
H2CO3 CH3COOH
Ka1 4.5×10-7 1.75×10-5
Ka2 4.7×10-11
浓度均为0.1 mol·L-1的CH3COONa、NaHCO3和Na2CO3溶液,其pH由小到大的顺序是_____________________________。
CH3COONa<NaHCO3<Na2CO3
Na2CO3溶液:Kh1≈2.1×10-4
NaHCO3溶液:Kh≈2.2×10-8
CH3COONa溶液: Kh
例6、已知
Kh=
Kw
Ka
或 Kh=
Kw
Kb
Kh1=
Kw
Ka2
Kh2=
Kw
Ka1
一元弱酸(弱碱)
二元弱酸
1、水解平衡常数(Kh)与电离常数的关系(KW、Ka、Kb)
2、水解平衡常数(Kh)应用:掌握PH的计算、判断酸式盐的酸碱性
课堂小结
NaHCO3 、NaHS 、Na2HPO4 溶液呈碱性,水解程度大于电离程度
NaHSO3 、NaH2PO4 、NaHC2O4 溶液呈酸性,电离程度大于水解程度
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