基础化学电解质溶液.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章 电解质溶液,Electrolyte Solutions,第一节 强电解质溶液理论,强电解质和弱电解质,定义：电解质是溶于水中或熔融状态下能导电的化合物，这些化合物的水溶液称为电解质溶液。,+,电解质可分为强电解质和弱电解质两类。,在水溶液中能完全解离成离子的化合物就是,强电解质,。例如,Na,+,Cl,-,Na,+,+Cl,-,(离子型化合物),HCl H,+,+Cl,-,(强极性分子),弱电解质,在水溶液中只能部分解离成离子的化合物。例如：,HAc H,+,+Ac,-,解离度,：达解离平衡时，已解离的分子数和分子总数之比。单位为一，可以百分率表示。,通常0.1 molkg,-1,溶液中，强电解质,30%；弱电解质,5%.,例 某电解质HA溶液，其质量摩尔浓度,b,(HA)为0.1 molkg,-1,，测得此溶液的,T,f,为0.19，求该物质的解离度。,解 设HA的解离度为,，,HA(aq)H,+,(aq)+A,-,(aq),平衡时/molkg,-1,0.1-0.1,0.1,0.1,HA+H,+,+A,-,=0.1(1+,)molkg,-1,根据,T,f,=,K,f,b,0.19 K=1.86 Kkgmol,-1,0.1(1+,)molkg,-1,=0.022=2.2%,校正系数,i,与解离度,的关系,1)AB型电解质,AB(aq)A,+,(aq)+B,-,(aq),平衡时,c,-,c,c,c,ic,=(,c,-,c,)+,c,+,c,=,c,+,c,i,=1+,2)AB,2,（或A,2,B）型电解质,AB,2,(aq)A,2+,(aq)+2B,-,(aq),平衡时,c,-,c,c,2,c,ic,=(,c,-,c,)+,c,+2,c,=,c,+2,c,i,=1+2,由于离子的表观浓度小于理论浓度，一般,B,1 molL,-1,时，直接用,H,3,O,+,或,OH,-,表示。,人体各种体液的,pH,共轭酸碱解离常数的关系,酸,HA,及其共轭碱,HA(aq,)+H,2,O(l)A,-,(,aq,)+H,3,O,+,(aq),A,-,(,aq,)+H,2,O(l),HA(aq,)+OH,-,(,aq,),H,2,O(l)+H,2,O(l)H,3,O,+,(aq)+OH,-,(,aq,),K,w,=H,3,O,+,OH,-,以,K,a,、,K,b,代入，得,K,a,K,b,=,K,w,例,已知NH,3,的,K,b,为1.810,-5,，试求NH,4,+,的,K,a,。,解 NH,4,+,是NH,3,的共轭酸，,故,K,a,=K,w,/,K,b,=1.010,-14,/(1.810,-5,),=5.610,-10,第四节 酸碱溶液pH的计算,强酸或强碱溶液,强酸或强碱在一般浓度下，,HA,：,H,3,O,+,=,c,(HA,),；,B,：,OH,-,=,c,(B,),。,但当,H,3,O,+,或,OH,-,10,-6,molL,-1,时，此时由,H,2,O,解离出的,H,+,或,OH,-,就不能忽略。,一元弱酸或弱碱溶液,一元弱酸溶液,在弱酸,HA,的水溶液中,，,HA(aq,)+H,2,O(l)H,3,O,+,(aq)+A,-,(,aq,),H,2,O(l)+H,2,O(l)H,3,O,+,(aq)+OH,-,(,aq,),K,w,=H,3,O,+,OH,-,当,K,a,c,a,20,K,w,，可以忽略水的质子自递平衡,HA(aq)+H,2,O(l)H,3,O,+,(aq)+A,-,(aq),平衡时,c,a,(1-,),c,a,c,a,当,c,a,/,k,a,500时，,一元弱碱溶液,B(aq,)+H,2,O(l),HB,+,(aq,)+OH,-,(,aq,),同理,当,K,b,c,b,20,K,w,，,且,c,b,K,b,500,时,，,解,K,a,=1.7510,-5,，,c,a,=0.100 molL,-1,，,K,a,c,a,=1.7510,-6,20,K,w,，,又,c,a,/,K,a,=0.100/(1.7510,-5,)500,pH=2.88,例 计算0.100 molL-1 HAc溶液的pH值。,例：已知25时，0.20molL,-1,氨水的解离度为 0.95%，求OH,-,pH值和氨的解离常数。,解：,NH,3,(aq)+H,2,O(l)NH,4,+,(aq)+OH,-,(aq),初始/molL,-1,0.20,平衡/molL,-1,0.20(1-0.95%),0.200.95%0.200.95%,OH,-,=0.20 molL,-1,0.95%=1.910,-3,molL,-1,pH=14.00-(-lg1.910,-3,)=11.27,第六节 难溶强电解质的沉淀溶解平衡,溶度积和溶度积规则,溶度积,水溶液中,AgCl,沉淀与,Ag,+,Cl,-,间的平衡为,将,AgCl(s,),并入常数项，得,K,sp,称为溶度积常数，简称,溶度积,。,在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中离子浓度幂之乘积为一常数。,对于A,a,B,b,型的难溶电解质,A,a,B,b,(s)aA,n+,(aq)+bB,m-,(aq),例 Ag,2,CrO,4,在298.15K时的溶解度为6.5410,-5,molL,-1,，计算其溶度积。,解 Ag,2,CrO,4,(s)2Ag,+,(aq)+CrO,4,2-,(aq),Ag,+,=26.5410,-5,molL,-1,CrO,4,2-,=6.5410,-5,molL,-1,K,sp,(Ag,2,CrO,4,)=Ag,+,2,CrO,4,2-,=(26.5410,-5,),2,(6.5410,-5,),=1.1210,-12,同类型,的难溶电解质，溶解度愈大，溶度积也愈大；,不同类型,的难溶电解质，不能直接根据溶度积来比较溶解度的大小，要通过计算才能比较。,例 Mg(OH),2,在298.15K时的,K,sp,为5.6110,-12,，求Mg(OH),2,的溶解度。,解 Mg(OH),2,(s)Mg,2+,(aq)+2OH,-,(aq),设Mg,2+,=,S,，OH,-,=2,S,K,sp,Mg(OH),2,=Mg,2+,OH,-2,=,S,(,2,S,),2,=4,S,3,=5.6110,-12,溶度积规则,离子积,I,P,，它表示任一条件下离子浓度幂的乘积。,I,P,和,K,sp,形式类似，但,K,sp,表示饱和溶液中离子浓度（平衡浓度）幂的乘积，仅是,I,P,的一个特例。,I,P,K,s,p,沉淀析出,I,P,=,K,sp,饱和溶液,I,P,K,sp,沉淀溶解,沉淀平衡的移动,沉淀的生成,溶液中的,I,p,K,sp,时，就会生成沉淀,。,例,判断下列条件下是否有沉淀生成,(,均忽略体积的变化,),：,(1),将,0.020 molL,-1,CaCl,2,溶液,10mL,与等体积同浓度的,Na,2,C,2,O,4,溶液相混合；,(2),在,1.0 molL,-1,CaCl,2,溶液中通,CO,2,气体至饱和。,解 (1)等体积混合后,c,(Ca,2+,)=0.010 molL,-1,，,c,(C,2,O,4,2-,)=0.010 molL,-1,，,I,P,(CaC,2,O,4,)=Ca,2+,C,2,O,4,2-,=1.010,-4,K,sp,(CaC,2,O,4,)=2.3210,-9,有CaC,2,O,4,沉淀析出。,(2)饱和CO,2,溶液中CO,3,2-,=,K,a2,=4.710,-11,I,P,(CaCO,3,)=Ca,2+,CO,3,2-,=4.710,-11,K,sp,(CaCO,3,)=3.3610,-9,无CaCO,3,沉淀析出。,分级沉淀,如果在溶液中有两种以上的离子可与同一试剂反应产生沉淀，首先析出的是离子积最先达到溶度积的化合物。这种按先后顺序沉淀的现象，称为,分级沉淀,。,例如：在含有同浓度,I,-,和,Cl,-,的溶液中，逐滴加入,AgNO,3,溶液，最先看到淡黄色,AgI,沉淀，至加到一定量,AgNO,3,溶液后，才生成白色,AgCl,沉淀。,利用分步沉淀可进行离子间的相互分离,。,例,在,c,(I,-,)=,c,(Cl,-,)=0.01molL,-1,溶液中滴加AgNO,3,，哪种离子先沉淀？求第二种离子刚沉淀时第一种离子浓度。,解,K,sp,(AgCl)1.7710,-10,K,sp,(AgI)8.5210,-17,AgCl开始沉淀时,AgI开始沉淀时，,所以AgI先沉淀。当 AgCl开始沉淀，,沉淀的溶解,I,P,K,sp,方法：,生成难解离的物质（水、弱酸、弱碱、配离子和其他难解离的分子）使沉淀溶解。,利用氧化还原反应使沉淀溶解。,小 结,1、强电解质理论的基本点；活度的概念及与浓度的关系；,2、酸碱质子理论；水的质子自递平衡和弱酸碱的解离-结合平衡的基本规律；水的离子积、弱酸（碱）的酸常数（碱常数）表达式，理解其意义；定量计算一元弱酸、一元弱碱溶液pH值；,3、难溶强电解质的沉淀-溶解平衡基本规律；溶度积和溶度积规则，并能作有关定量计算；沉淀-溶解平衡的移动和影响平衡移动的因素。,