醫(yī)用基礎(chǔ)化學(xué)第二章電解質(zhì)溶液ppt課件

1、第二章第二章 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液第一節(jié)第一節(jié) 強(qiáng)電解質(zhì)溶液實(shí)際強(qiáng)電解質(zhì)溶液實(shí)際第二節(jié)第二節(jié) 酸堿質(zhì)子實(shí)際酸堿質(zhì)子實(shí)際第三節(jié)第三節(jié) 酸堿溶液酸堿溶液pH的計(jì)算的計(jì)算本章學(xué)習(xí)要求本章學(xué)習(xí)要求v 了解強(qiáng)電解質(zhì)實(shí)際的根本內(nèi)容了解強(qiáng)電解質(zhì)實(shí)際的根本內(nèi)容v 掌握質(zhì)子實(shí)際、共軛酸、共軛堿掌握質(zhì)子實(shí)際、共軛酸、共軛堿 的概念的概念v 熟習(xí)弱酸熟習(xí)弱酸 弱堿弱堿 酸常數(shù)酸常數(shù)Ka 堿常數(shù)堿常數(shù)Kb 的概念的概念v 熟練掌握酸堿熟練掌握酸堿 pH 值計(jì)算值計(jì)算 第一節(jié)第一節(jié) 強(qiáng)電解質(zhì)溶液實(shí)際強(qiáng)電解質(zhì)溶液實(shí)際一、電解質(zhì)和非電解質(zhì)一、電解質(zhì)和非電解質(zhì) 電解質(zhì)：在水溶液中或在熔融形狀下能導(dǎo)電解質(zhì)：在水溶液中或在熔融形

2、狀下能導(dǎo)電的化合物電的化合物根據(jù)電離程度大小，可將電解質(zhì)分為：根據(jù)電離程度大小，可將電解質(zhì)分為：強(qiáng)電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)弱電解質(zhì)弱電解質(zhì)完全電離完全電離不完全電離不完全電離強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、大多數(shù)鹽強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、大多數(shù)鹽弱酸、弱堿、部分鹽弱酸、弱堿、部分鹽電離平衡電離平衡強(qiáng)電解質(zhì)在水溶液中完全電離強(qiáng)電解質(zhì)在水溶液中完全電離弱電解質(zhì)在水溶液中的電離是可逆的弱電解質(zhì)在水溶液中的電離是可逆的HAc H2OAc H3O+ 電離平衡：正、逆反響速率相等時(shí)，弱電電離平衡：正、逆反響速率相等時(shí)，弱電解質(zhì)分子和離子間到達(dá)的動(dòng)態(tài)平衡解質(zhì)分子和離子間到達(dá)的動(dòng)態(tài)平衡解離度解離度 解離度：電解質(zhì)到達(dá)電離平衡時(shí)，已電離解離度：電解質(zhì)到

3、達(dá)電離平衡時(shí)，已電離的分子數(shù)和原有的分子總數(shù)之比的分子數(shù)和原有的分子總數(shù)之比100% 原原有有分分子子總總數(shù)數(shù)已已解解離離的的分分子子數(shù)數(shù)%100 電解質(zhì)的原始濃度電解質(zhì)的原始濃度已解離的電解質(zhì)濃度已解離的電解質(zhì)濃度 解離度可經(jīng)過測(cè)定電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)或依解離度可經(jīng)過測(cè)定電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)或依數(shù)性來測(cè)定數(shù)性來測(cè)定影響解離度大小的要素影響解離度大小的要素 本性：電解質(zhì)的構(gòu)造本性：電解質(zhì)的構(gòu)造 外因：溶劑性質(zhì)、溶液溫度、溶液濃度外因：溶劑性質(zhì)、溶液溫度、溶液濃度電解質(zhì)電解質(zhì)解離度解離度HCl92%HNO392%NaOH84%NaCl84%KNO383%30% 強(qiáng)電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)110-7molL-1，

4、pH 7，溶液呈酸，溶液呈酸性性c(H+)110-7molL-1，pH7，溶液呈中性，溶液呈中性c(H+) 7，溶液呈堿，溶液呈堿性性二酸堿質(zhì)子傳送平衡及其平衡常數(shù)二酸堿質(zhì)子傳送平衡及其平衡常數(shù)HB+ H2OH3O+B -+OHHBBOH23i KHBBHa K平衡時(shí)平衡時(shí)Ka ：弱酸的質(zhì)子傳送平衡常數(shù)：弱酸的質(zhì)子傳送平衡常數(shù) 酸的解離常數(shù)，簡(jiǎn)稱酸常數(shù)酸的解離常數(shù)，簡(jiǎn)稱酸常數(shù)Ka越大，酸給出質(zhì)子的才干越強(qiáng)，酸越強(qiáng)越大，酸給出質(zhì)子的才干越強(qiáng)，酸越強(qiáng)HB+ H2OOH -B -+BOHHBb KKb ：弱堿的質(zhì)子傳送平衡常數(shù)：弱堿的質(zhì)子傳送平衡常數(shù) 堿的解離常數(shù)，簡(jiǎn)稱堿常數(shù)堿的解離常數(shù)，簡(jiǎn)稱堿常數(shù)

5、Kb越大，堿接受質(zhì)子的才干越強(qiáng)，堿越強(qiáng)越大，堿接受質(zhì)子的才干越強(qiáng)，堿越強(qiáng)三共軛酸、堿常數(shù)的關(guān)系三共軛酸、堿常數(shù)的關(guān)系WbapppKKK 25C時(shí)，時(shí)，14ppba KKWbaOHHKKK 酸常數(shù)與堿常數(shù)之積即為水的離子積常數(shù) 酸的酸常數(shù)越大，該酸酸性越強(qiáng)，而其共軛堿的堿常數(shù)越小，堿的堿性越弱；反之亦然多元弱酸堿在水中多元弱酸堿在水中 的質(zhì)子傳送反響的質(zhì)子傳送反響H3PO4+ H2OH3O+H3O+H3O+H2PO4-+H2PO4-+ H2OH2O+HPO42-HPO42-PO43-+特點(diǎn)：在水溶液中的解離是分步進(jìn)展的特點(diǎn)：在水溶液中的解離是分步進(jìn)展的3433421a1092. 6POHOHPO

6、H K842324a21023. 6POHOHHPO K 13243343a1079. 4HPOOHPO KKa1 Ka2 Ka3 H3PO4+ H2OH2PO4-+H2PO4-+ H2OH2O+HPO42-HPO42-PO43-+OH-OH-OH-Kb1= Kw / Ka3 = 2.0910-2 Kb2 = Kw / Ka2 =1.6110-7 Kb3 = Kw / Ka1 = 1.4410-12 思索題：思索題： 弱酸的弱酸的Ka越大，給出質(zhì)子才干越強(qiáng)，越大，給出質(zhì)子才干越強(qiáng)，酸性越強(qiáng)，那么溶液的酸度也越強(qiáng)。酸性越強(qiáng)，那么溶液的酸度也越強(qiáng)。酸酸(HA)的濃度：的濃度：c(HA) 單位體積中

7、含有酸單位體積中含有酸(HA)總的物質(zhì)的量。總的物質(zhì)的量。酸度：酸度：H3O+ 平衡時(shí)單位體積中游離的平衡時(shí)單位體積中游離的H3O+的物質(zhì)的量。的物質(zhì)的量。酸的強(qiáng)度：酸性酸的強(qiáng)度：酸性 酸給出質(zhì)子的才干酸給出質(zhì)子的才干,越容易給出質(zhì)子酸性越強(qiáng)。越容易給出質(zhì)子酸性越強(qiáng)。酸的濃度、酸度和酸的強(qiáng)度酸的濃度、酸度和酸的強(qiáng)度四質(zhì)子傳送平衡挪動(dòng)四質(zhì)子傳送平衡挪動(dòng)HB+ H2OH3O+B-+初始濃度初始濃度 c 0 0 平衡濃度平衡濃度 c-c c c 1)1(HBBOH23accccK1. 濃度對(duì)平衡挪動(dòng)的影響濃度對(duì)平衡挪動(dòng)的影響2a cK2a3OHcKc 假設(shè)假設(shè)5%，那么，那么1- 12acK 稀釋定

8、律稀釋定律溫度一定時(shí)，解離度隨溶液濃度減小而增大溫度一定時(shí)，解離度隨溶液濃度減小而增大2. 同離子效應(yīng)同離子效應(yīng)HAc+H2OH3O+Ac-+NaAc Na Ac- 平衡挪動(dòng)方向平衡挪動(dòng)方向同離子效應(yīng)使得弱酸或弱堿的解離度降低同離子效應(yīng)使得弱酸或弱堿的解離度降低例題：例題： 求求0.100molL-1HAc 溶液的解離度溶液的解離度，假設(shè)在，假設(shè)在 1.00 L該溶液中參與固體該溶液中參與固體NaAc (不思索溶液體積變化不思索溶液體積變化) ，使其，使其濃度為濃度為0.100 molL-1，計(jì)算溶液的，計(jì)算溶液的H+和解離度。和解離度。 HAc+H2OH3O+Ac-+(1)初始濃度初始濃度

9、c = 0.100 0 0平衡濃度平衡濃度 c-c c c%32. 11032. 1100. 01074. 1%5252a cK，135aLmol1032. 1100. 01074. 1H cKHAc+H2OH3O+Ac-+(2)初始濃度初始濃度 c = 0.100 0 0.100平衡濃度平衡濃度 0.100H+ H+ 0.100H+0.100H+0.100，0.100 + H+0.10015aLmol1074. 1HHH0.100)H(0.100H K%0174. 01074. 1100. 01074. 1H45HAc c由由1.32%降為降為0.0174%，H+降低約降低約76倍。倍。利用

10、同離子效應(yīng)可以來控制溶液的利用同離子效應(yīng)可以來控制溶液的pH值值3. 鹽效應(yīng)鹽效應(yīng)鹽效應(yīng)使得弱酸或弱堿的解離度略有添加鹽效應(yīng)使得弱酸或弱堿的解離度略有添加第三節(jié)第三節(jié) 酸堿溶液酸堿溶液pH的計(jì)算的計(jì)算一、強(qiáng)酸和強(qiáng)堿以及強(qiáng)、弱酸混合溶液一、強(qiáng)酸和強(qiáng)堿以及強(qiáng)、弱酸混合溶液一一 強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液的pH值可直接求值可直接求得得二強(qiáng)、弱酸混合溶液二強(qiáng)、弱酸混合溶液強(qiáng)、弱酸混合溶液的強(qiáng)、弱酸混合溶液的pH值可直接根據(jù)強(qiáng)酸求出值可直接根據(jù)強(qiáng)酸求出例題：例題：求求1.010-8 molL-1HCl溶液的溶液的pH值值 H2O + H2OH3O+ + OH-解：水解離的

11、解：水解離的H濃度為濃度為 x molL-1。電離平衡時(shí)電離平衡時(shí) x+ 1.010-8 x18W288828WLmol10512. 924)100 . 1(100 . 1100 . 1)100 . 1( xKxxxxxKpH=6.97例題例題 計(jì)算計(jì)算0.20molL-1 HCl溶液和溶液和0.20molL-1 HAc溶液等體積混合后溶液的溶液等體積混合后溶液的pH值。值。H+ = 0.1 molL-1 pH 1二、一元弱酸或弱堿溶液二、一元弱酸或弱堿溶液HAc + H2OH3O+Ac-+平衡時(shí)平衡時(shí)cAH+H+ H+24Ha2aacKKK cK aHcKa20Kw近似式近似式c/Ka500

12、最簡(jiǎn)式最簡(jiǎn)式一一 一元弱酸一元弱酸例題例題1. 計(jì)算計(jì)算0.1 molL-1 HAc溶液的溶液的H+。cKa20Kwc/Ka500cK aHH+ = 1.32 103 molL-1 2. 計(jì)算計(jì)算0.1 molL-1 NH4Cl溶液的溶液的H+。10bWa1058. 5 KKKH+ = 7.4810-6 molL-1 二一元弱堿二一元弱堿24OHb2bbcKKK cK bOHcKb20Kw近似式近似式c/Kb500最簡(jiǎn)式最簡(jiǎn)式pH pKw pOH三、多元酸堿溶液三、多元酸堿溶液 多元弱酸堿在水溶液中的質(zhì)子傳送反響多元弱酸堿在水溶液中的質(zhì)子傳送反響是分步進(jìn)展的是分步進(jìn)展的8a12H HS 8.9

13、1 10H SK HS- = H+ + S2- 212a2-H S1.12 10HS K H2S = H+ + HS- cKa120Kw，可忽略水的質(zhì)子自遞平衡，可忽略水的質(zhì)子自遞平衡Ka1/Ka2100，當(dāng)作一元弱酸處置，當(dāng)作一元弱酸處置例題：例題：計(jì)算計(jì)算0.10 molL-1 H2S溶液的溶液的H+、HS-和和S2-。cKa120Kw c/Ka1500cK a1HH+ = 9.44 105 molL-1 cKa120Kw，可忽略水的質(zhì)子自遞平衡，可忽略水的質(zhì)子自遞平衡Ka1/Ka2100，當(dāng)作一元弱酸處置，當(dāng)作一元弱酸處置HS-H+ = 9.44 105 molL-1 HS- = H+

14、+ S2- H2S = H+ + HS- 8a12H HS 8.91 10H SK 212a2-H S1.12 10HS K -212a2a2HS S1.12 10H KK 解：解：結(jié)論：結(jié)論： 多元弱酸多元弱酸Ka1 Ka2 Ka3 ，Ka1/Ka2100， 當(dāng)作一元弱酸處置當(dāng)作一元弱酸處置 多元弱酸第二步質(zhì)子傳送平衡所得的共軛多元弱酸第二步質(zhì)子傳送平衡所得的共軛堿的濃度近似等于堿的濃度近似等于Ka2，與酸的濃度關(guān)系不，與酸的濃度關(guān)系不大。大。該結(jié)論同樣適用于多元弱堿該結(jié)論同樣適用于多元弱堿例題：例題：計(jì)算計(jì)算0.10 molL-1 H3PO4溶液中各離子的濃度。溶液中各離子的濃度。Ka1:

15、6.9210-3; Ka2 :6.2310-8; Ka3:4.7910-13解解: Ka1/Ka2 100，Ka1c(H3PO4)20Kw, c/Ka1=14.550012a12a1a1Lmol1031. 224H cKKKH2PO4H+HPO42 Ka2 OHKW/H+HHHPOPOa2a324a334 KKK例題：例題：計(jì)算計(jì)算0.10 molL-1 Na2CO3溶液的溶液的pH。Ka1:4.4710-7; Ka2 :4.6810-11Kb1= Kw / Ka2= 2.1410-4Kb2 = Kw / Ka1= 2.2410-831b1OH 4.62 10 mol LK c解解:cKb12

16、0KwKb1/Kb2100c/Kb1500pH = 14 pOH = 11.66四、兩性物質(zhì)四、兩性物質(zhì)1. 陽(yáng)離子酸和陰離子堿組成的兩性物質(zhì)陽(yáng)離子酸和陰離子堿組成的兩性物質(zhì)2. 兩性陰離子兩性陰離子3. 氨基酸型兩性物質(zhì)氨基酸型兩性物質(zhì)cKa20Kw， c20Ka，水的質(zhì)子自遞平衡可忽略，水的質(zhì)子自遞平衡可忽略aaHKK H+近似計(jì)算公式近似計(jì)算公式:)pp(21pHaaKK cKKcKK a1Wa2a1)(H兩性物質(zhì)溶液的兩性物質(zhì)溶液的pH值與溶液的起始濃度幾乎無關(guān)值與溶液的起始濃度幾乎無關(guān)1. 陽(yáng)離子酸和陰離子堿組成的兩性物質(zhì)陽(yáng)離子酸和陰離子堿組成的兩性物質(zhì)Ka是陽(yáng)離子酸的酸常數(shù)是陽(yáng)離子

17、酸的酸常數(shù)Ka是陰離子堿的共軛酸的酸常數(shù)是陰離子堿的共軛酸的酸常數(shù)NH4AcaaHKK Ka(NH4+)Ka(HAc)2. 兩性陰離子兩性陰離子Ka是其本身的酸常數(shù)是其本身的酸常數(shù)Ka是其共軛酸的酸常數(shù)是其共軛酸的酸常數(shù)HCO3-aaHKK Ka(HCO3-)Ka(H2CO3)3. 氨基酸型兩性物質(zhì)氨基酸型兩性物質(zhì)Ka是其本身的酸常數(shù)是其本身的酸常數(shù)Ka是其共軛酸的酸常數(shù)是其共軛酸的酸常數(shù)NH3+-CH2-COO-aaHKK bWaKKK 例題：例題： 分別計(jì)算分別計(jì)算0.10molL-1 NaH2PO4溶液及溶液及Na2HPO4溶液的溶液的pH值。值。 知知H3PO4的的pKa1=2.16，

18、pKa2=7.21， pKa3=12.32 68. 4)21. 716. 2(21)pp(21pHa2a11 KK76. 9)32.1221. 7(21)pp(21pHa3a22 KK例題：例題：計(jì)算計(jì)算0.10 molL-1NH4Ac溶液的溶液的pH值。值。知知Kb(NH3)為為1.7910-5 ， Ka(HAc)為為1.7610-5 aaHKK 25. 9p1059. 51079. 1101)NH(a105143bWa KKKK)pp(21pHaaKK 75. 4p1076. 1)HAc(a5aa KKK7)75. 425. 9(21)pp(21pHaa KK例題：例題： 甘氨酸甘氨酸NH3+CH2COO-在水溶液中的質(zhì)子傳在水溶液中的質(zhì)子傳送平衡有兩個(gè)：送平衡有兩個(gè)： NH3+CH2COO- + H2O = NH2CH2COO- + H3O+ Ka = 1.5610-10 NH3+CH2COO- + H2O = NH3+CH2COOH + OH- Kb = 2.2410-12 計(jì)算計(jì)算0.10 molL-1的甘氨酸的甘氨酸NH3+CH2COO-溶溶液的液的H+。 31214bwa1046. 41024. 21000. 1 KKK)L