無機(jī)及分析化學(xué)1：第七章 酸堿平衡

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1、無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第1張共張共90張張第七章 酸堿平衡Acid-BaseEquilibria無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第2張共張共90張張主要內(nèi)容主要內(nèi)容酸堿質(zhì)子理論要點(diǎn)酸堿質(zhì)子理論要點(diǎn)酸堿反應(yīng)本質(zhì)酸堿反應(yīng)本質(zhì)弱電解質(zhì)電離規(guī)律弱電解質(zhì)電離規(guī)律溶液溶液pH值計(jì)算值計(jì)算緩沖溶液定義、作用原理、緩沖溶液定義、作用原理、pH計(jì)算計(jì)算無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第3張共張共90張張7-1 電解質(zhì)溶液溶液

2、概述電解質(zhì)溶液溶液概述7-2質(zhì)子理論及質(zhì)子條件質(zhì)子理論及質(zhì)子條件7-3酸堿平衡及溶液的酸堿平衡及溶液的pH計(jì)算計(jì)算7-4酸堿離解平衡的移動(dòng)酸堿離解平衡的移動(dòng)7-5緩沖溶液緩沖溶液第七章 酸堿平衡無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第4張共張共90張張 a aA A+b bB Bd dD D+e eE E rrG Gmm(T T)=-R)=-RT TlnlnK K K K=知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)：知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)：知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)：知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)：化學(xué)平衡化學(xué)平衡Le.Chatelier平衡移動(dòng)原理平衡移動(dòng)原理酸堿電離平衡酸堿電離平衡 沉淀沉淀-溶解平衡溶解平衡氧化氧

3、化-還原平衡還原平衡 配位配位-離解平衡離解平衡引入新課：引入新課：引入新課：引入新課：無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第5張共張共90張張 7 7-1-1 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液化合物電解質(zhì)非電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)：完全電離弱電解質(zhì)：部分電離一、強(qiáng)、弱電解質(zhì)第七章 酸堿平衡無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第6張共張共90張張二、強(qiáng)電解質(zhì)溶液1.1.離子互吸和離子氛理論離子互吸和離子氛理論HCl=HHCl=H+Cl+Cl-1.0mol/L1.0mol/L1.0mol/L1.0mol/L

4、1.0mol/L1.0mol/L0.98mol/L0.98mol/L溶液中溶液中溶液中溶液中離子實(shí)際發(fā)揮作用的濃度，離子實(shí)際發(fā)揮作用的濃度，離子實(shí)際發(fā)揮作用的濃度，離子實(shí)際發(fā)揮作用的濃度，有效濃度有效濃度有效濃度有效濃度正負(fù)離子正負(fù)離子互吸互吸-離子氛離子氛，1923年德拜和休克爾年德拜和休克爾離子氛理論離子氛理論無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第7張共張共90張張離子強(qiáng)度離子強(qiáng)度離子強(qiáng)度離子強(qiáng)度1921192119211921路易斯路易斯路易斯路易斯衡量溶液中離子之間相互牽制作用的強(qiáng)弱。衡量溶液中離子之間相互牽制作用的強(qiáng)弱。衡量溶液

5、中離子之間相互牽制作用的強(qiáng)弱。衡量溶液中離子之間相互牽制作用的強(qiáng)弱。z zi i 表示溶液中表示溶液中表示溶液中表示溶液中 第第第第i i 種離子的電荷數(shù)。種離子的電荷數(shù)。種離子的電荷數(shù)。種離子的電荷數(shù)。b bi i 表表表表示溶液中第示溶液中第示溶液中第示溶液中第i i種離子的質(zhì)量摩爾濃度種離子的質(zhì)量摩爾濃度種離子的質(zhì)量摩爾濃度種離子的質(zhì)量摩爾濃度I I 為離子強(qiáng)度為離子強(qiáng)度為離子強(qiáng)度為離子強(qiáng)度為離子強(qiáng)度為離子強(qiáng)度無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第8張共張共90張張a=c:活度系數(shù)活度系數(shù)活度系數(shù)活度系數(shù) 溶液的濃度溶液的濃度溶液的

6、濃度溶液的濃度(c c)：分析濃度分析濃度分析濃度分析濃度或或或或總濃度總濃度總濃度總濃度活度活度活度活度(a a)：溶液中：溶液中：溶液中：溶液中離子實(shí)際發(fā)揮作用的濃離子實(shí)際發(fā)揮作用的濃離子實(shí)際發(fā)揮作用的濃離子實(shí)際發(fā)揮作用的濃度，度，度，度，有效濃度有效濃度有效濃度有效濃度2.2.活度活度(a):01，通常通常acc越大越大，離子間相互作用愈強(qiáng)，活度系，離子間相互作用愈強(qiáng)，活度系數(shù)數(shù)越小，活度越小，活度a與濃度與濃度c差別愈大差別愈大c越小越小，離子間相互作用愈弱，活度系，離子間相互作用愈弱，活度系數(shù)數(shù)越大，活度越大，活度a與濃度與濃度c差別愈小差別愈小對(duì)于稀溶液：對(duì)于稀溶液：1ac無機(jī)及分

7、析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第9張共張共90張張7 7-2-2 酸堿質(zhì)子理論酸堿質(zhì)子理論及及質(zhì)子條件質(zhì)子條件 S.A.ArrheniusS.A.Arrhenius電離理論電離理論電離理論電離理論水溶液水溶液水溶液水溶液 J.N.Brnsted-J.N.Brnsted-T.M.LowryT.M.Lowry質(zhì)子理論質(zhì)子理論質(zhì)子理論質(zhì)子理論水溶液、非水體系水溶液、非水體系水溶液、非水體系水溶液、非水體系 G.N.LewisG.N.Lewis 電子理論電子理論電子理論電子理論-有機(jī)、配位化學(xué)有機(jī)、配位化學(xué)有機(jī)、配位化學(xué)有機(jī)、配位化學(xué) R.G.Pe

8、arson R.G.Pearson 軟硬酸堿理論軟硬酸堿理論軟硬酸堿理論軟硬酸堿理論-無機(jī)化合物無機(jī)化合物無機(jī)化合物無機(jī)化合物無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第10張共張共90張張一、酸堿質(zhì)子理論凡是能給出質(zhì)子的分子或離子稱為凡是能給出質(zhì)子的分子或離子稱為凡是能給出質(zhì)子的分子或離子稱為凡是能給出質(zhì)子的分子或離子稱為酸酸酸酸；凡是能接受質(zhì)子的分子或離子稱為凡是能接受質(zhì)子的分子或離子稱為凡是能接受質(zhì)子的分子或離子稱為凡是能接受質(zhì)子的分子或離子稱為堿堿堿堿。酸 質(zhì)子 堿1.1.概念水溶液、非水體系水溶液、非水體系水溶液、非水體系水溶液、非水

9、體系無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第11張共張共90張張HClHAcNH4+Cl-Ac-NH3共軛酸共軛酸 質(zhì)子質(zhì)子+共軛堿共軛堿conjugateacidprotonconjugatebase兩性物質(zhì)兩性物質(zhì):既能給出質(zhì)子又能接受質(zhì)子.H2PO4-HPO42-NH4Ac H2O等共軛酸堿對(duì)共軛酸堿對(duì):組成上相差一個(gè)質(zhì)子的一對(duì)物質(zhì)組成上相差一個(gè)質(zhì)子的一對(duì)物質(zhì)HCl H+Cl-HAc H+Ac-NH4+H+NH3H2O H+OH-注意：質(zhì)子理論質(zhì)子理論中無鹽的中無鹽的概念概念!無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山

10、農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第12張共張共90張張 酸堿反應(yīng)本質(zhì)：酸堿反應(yīng)本質(zhì)：酸堿反應(yīng)本質(zhì)：酸堿反應(yīng)本質(zhì)：兩個(gè)共軛酸堿對(duì)之間兩個(gè)共軛酸堿對(duì)之間兩個(gè)共軛酸堿對(duì)之間兩個(gè)共軛酸堿對(duì)之間質(zhì)質(zhì)質(zhì)質(zhì)子傳遞子傳遞子傳遞子傳遞2.2.酸堿反應(yīng)和共軛酸堿對(duì)酸堿反應(yīng)和共軛酸堿對(duì)H+酸給出質(zhì)子生成相應(yīng)的堿，而堿結(jié)合質(zhì)子后又酸給出質(zhì)子生成相應(yīng)的堿，而堿結(jié)合質(zhì)子后又酸給出質(zhì)子生成相應(yīng)的堿，而堿結(jié)合質(zhì)子后又酸給出質(zhì)子生成相應(yīng)的堿，而堿結(jié)合質(zhì)子后又生成相應(yīng)的酸；酸與堿之間的這種依賴關(guān)系稱生成相應(yīng)的酸；酸與堿之間的這種依賴關(guān)系稱生成相應(yīng)的酸；酸與堿之間的這種依賴關(guān)系稱生成相應(yīng)的酸；酸與堿之間的這種依賴關(guān)系稱共軛關(guān)系共

11、軛關(guān)系共軛關(guān)系共軛關(guān)系。相應(yīng)的一對(duì)酸堿被稱為。相應(yīng)的一對(duì)酸堿被稱為。相應(yīng)的一對(duì)酸堿被稱為。相應(yīng)的一對(duì)酸堿被稱為共軛酸堿對(duì)共軛酸堿對(duì)共軛酸堿對(duì)共軛酸堿對(duì)無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第13張共張共90張張H+H+酸酸1 1 堿堿2 2 酸酸2 2 堿堿1 1H2O+H2OH3O+OH-H3O+OH-H2O+H2OH+酸酸1 1 堿堿2 2 酸酸2 2 堿堿1 1HF+H2OH3O+F-酸酸1 1 堿堿2 2 酸酸2 2 堿堿1 1酸的電離：酸的電離：水的電離：水的電離：中和反應(yīng)：中和反應(yīng)：H+NH3+H2ONH4+OH-堿堿1 1 酸

12、酸2 2 酸酸1 1 堿堿2 2堿的電離：堿的電離：無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第14張共張共90張張H+HAc+NH3NH4+Ac-酸酸1 1 堿堿2 2 酸酸2 2 堿堿1 1H+H2O+Ac-HAc+OH-酸酸1 1 堿堿2 2 酸酸2 2 堿堿1 1鹽的水解鹽的水解:H+NH4+H2O H3O+NH3酸酸1 1 堿堿2 2 酸酸2 2 堿堿1 1無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第15張共張共90張張酸酸失失質(zhì)子總數(shù)質(zhì)子總數(shù)堿堿得得質(zhì)子總數(shù)質(zhì)子總數(shù)二、質(zhì)子二、質(zhì)子平

13、衡式平衡式-PBEPBEPBE三步書寫法：1.選好選好質(zhì)子基準(zhǔn)態(tài)物質(zhì)質(zhì)子基準(zhǔn)態(tài)物質(zhì)(零水準(zhǔn)零水準(zhǔn))；2.2.以質(zhì)子基準(zhǔn)態(tài)物質(zhì)為準(zhǔn)，列出得失以質(zhì)子基準(zhǔn)態(tài)物質(zhì)為準(zhǔn)，列出得失質(zhì)子后的產(chǎn)物及得失質(zhì)子的數(shù)目質(zhì)子后的產(chǎn)物及得失質(zhì)子的數(shù)目;3.3.根據(jù)得失質(zhì)子數(shù)相等寫出根據(jù)得失質(zhì)子數(shù)相等寫出PBEPBE。-重點(diǎn)重點(diǎn)無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第16張共張共90張張寫出一元弱酸寫出一元弱酸HA溶液的質(zhì)子條件溶液的質(zhì)子條件HAHAHH2 2OO-HH+A A-HH+OHOH-+HH+HH3 3OO+PBE:PBE:c ce e(H(H3 3OO+)

14、=c ce e(A(A-)+)+c ce e(OH(OH-)例例1 1解：解：解：解：無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第17張共張共90張張寫出寫出寫出寫出N NH H3 3 水溶液的水溶液的水溶液的水溶液的PBEPBENHNH3 3HH2 2OO+HH+NHNH4 4+-HH+OHOH-+HH+HH3 3OO+PBE:PBE:c ce e(NH(NH4 4+)+)+c ce e(H(H3 3OO+)=c ce e(OH(OH-)例例2 2解：解：解：解：無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/

15、10/23第第18張共張共90張張寫出寫出寫出寫出N NH H4 4ClCl 水溶液的水溶液的水溶液的水溶液的PBEPBENHNH4 4+HH2 2OO-HH+NHNH3 3-HH+OHOH-+HH+HH3 3OO+PBE:PBE:c ce e(H(H3 3OO+)=c ce e(NH(NH3 3)+)+c ce e(OH(OH-)例例3 3解：解：解：解：無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第19張共張共90張張寫出寫出寫出寫出NaNaA(AcA(Ac-、CNCN-)溶液的溶液的溶液的溶液的PBEPBEA A-HH2 2OO+HH+HA

16、HA-HH+OHOH-+HH+HH3 3OO+PBE:PBE:c ce e(HA)+(HA)+c ce e(H(H3 3OO+)=c ce e(OH(OH-)例例4 4解：解：解：解：無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第20張共張共90張張寫出多元堿寫出多元堿寫出多元堿寫出多元堿NaNa2 2A A溶液的溶液的溶液的溶液的PBEPBEA A2-2-HH2 2OO-HH+OHOH-+HH+HH3 3OO+PBE:PBE:c ce e(HAHA-)+2 2c ce e(HH2 2A A)+)+c ce e(H(H3 3OO+)=c ce e

17、(OHOH-)例例5 5+HH+HAHA-+2 2HH+HH2 2A AA2-:S2-;CO32-;C2O42-等等解：解：解：解：無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第21張共張共90張張寫出多元酸寫出多元酸寫出多元酸寫出多元酸H H3 3POPO4 4溶液的溶液的溶液的溶液的PBEPBEHH3 3POPO4 4HH2 2OO-HH+HH2 2POPO4 4-HH+OHOH-+HH+HH3 3OO+PBE:PBE:c ce e(H(H3 3OO+)=c ce e(HH2 2POPO4 4-)+)+2 2c ce e(HPOHPO4 42

18、-2-)+)+3 3c ce e(POPO4 43-3-)+c ce e(OHOH-)例例6 6-2 2HH+HPOHPO4 42-2-3 3HH+POPO4 43-3-解：解：解：解：無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第22張共張共90張張寫出兩性物質(zhì)寫出兩性物質(zhì)寫出兩性物質(zhì)寫出兩性物質(zhì)NaNHNaNH4 4HPOHPO4 4溶液的溶液的溶液的溶液的PBEPBENHNH4 4+HPOHPO4 42-2-HH2 2OO-HH+OHOH-+HH+HH3 3OO+PBE:PBE:c ce e(HH2 2POPO4 4-)+2 2c ce e

19、(HH3 3POPO4 4)+c ce e(H(H3 3OO+)=c ce e(NHNH3 3)+c ce e(POPO4 43-3-)+c ce e(OHOH-)例例7 7+HH+HH2 2POPO4 4-+2 2HH+HH3 3POPO4 4-HH+POPO4 43-3-HH+NHNH3 3解：解：解：解：無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第23張共張共90張張強(qiáng)酸(堿)溶液 一元弱酸一元弱酸(堿堿)溶液溶液 兩性物質(zhì)的解離平衡及溶液兩性物質(zhì)的解離平衡及溶液pH值值 多元弱酸多元弱酸(堿堿)溶液溶液pH值的計(jì)算值的計(jì)算 主主要要內(nèi)內(nèi)

20、容容7 7-3 3 酸堿解離平衡及溶液酸堿解離平衡及溶液pHpH值值無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第24張共張共90張張平衡濃度計(jì)算公式推導(dǎo)思路平衡濃度計(jì)算公式推導(dǎo)思路平衡常數(shù)平衡常數(shù) Ka、Kb cr,e(H+)，pH 質(zhì)子平衡式質(zhì)子平衡式 近似、簡(jiǎn)化近似、簡(jiǎn)化 以以H+表示各組分濃度表示各組分濃度PBEPBE無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第25張共張共90張張 完全解離完全解離完全解離完全解離:e.ge.g.HCl+H.HCl+H2 2O=HO=H3 3OO+Cl+C

21、l-通常通常通常通常濃度濃度濃度濃度:c ce e(H(H3 3OO+)=)=c c(HCl)(HCl)極稀極稀極稀極稀濃度濃度濃度濃度:e.ge.g.c cr r(HCl)110(HCl)110-6-6molLmolL-1-1水的電離就不能忽略！水的電離就不能忽略！水的電離就不能忽略！水的電離就不能忽略！一、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液一、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液的的pHpH值值HClH2O-H+Cl-H+OH-+H+H3O+解：解：解：解：無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第26張共張共90張張PBE:ce(H3O+)=ce(Cl-)+ce(OH-)=cr

22、(HCl)+ce(OH-)任意一元強(qiáng)酸任意一元強(qiáng)酸HA:任意一元強(qiáng)堿任意一元強(qiáng)堿BOH:無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第27張共張共90張張例例:計(jì)算計(jì)算1.010-7molL-1NaOH溶液的溶液的pH pOH=6.8 pH=7.2 c cr r(NaOH)=1.010(NaOH)=1.010-7-71.0101.010-6-6無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第28張共張共90張張一元弱酸一元弱酸KaHA+H2OA-+H3O+HA A-+H+HAc1.810-5HF6.6

23、10-4HSO4-1.010-2NH4+5.510-10二、二、弱酸、弱堿溶液中弱酸、弱堿溶液中pH計(jì)算計(jì)算1.一元弱酸、一元弱酸、弱堿的弱堿的離解平衡離解平衡無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第29張共張共90張張一元弱堿一元弱堿 KbA-+H2OHA+OH-NaAc5.510-10NaCN1.610-5 NaF1.510-11 NH31.810-5無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第30張共張共90張張25水的質(zhì)子自遞反應(yīng)：水的質(zhì)子自遞反應(yīng)：H2O+H2O H3O+OH-無機(jī)

24、及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第31張共張共90張張表示弱酸、弱堿與表示弱酸、弱堿與表示弱酸、弱堿與表示弱酸、弱堿與H H2 2O O 之間質(zhì)子傳遞反應(yīng)程之間質(zhì)子傳遞反應(yīng)程之間質(zhì)子傳遞反應(yīng)程之間質(zhì)子傳遞反應(yīng)程度大小的標(biāo)志度大小的標(biāo)志度大小的標(biāo)志度大小的標(biāo)志 K Ka a K Kb b 越大，酸性、堿性越強(qiáng)越大，酸性、堿性越強(qiáng)越大，酸性、堿性越強(qiáng)越大，酸性、堿性越強(qiáng)K Ka a K Kb b 表達(dá)式中為各型體的相對(duì)平衡濃度表達(dá)式中為各型體的相對(duì)平衡濃度表達(dá)式中為各型體的相對(duì)平衡濃度表達(dá)式中為各型體的相對(duì)平衡濃度H H2 2O O 為溶劑為

25、溶劑為溶劑為溶劑,濃度為常數(shù)濃度為常數(shù)濃度為常數(shù)濃度為常數(shù),不出現(xiàn)在表達(dá)式中不出現(xiàn)在表達(dá)式中不出現(xiàn)在表達(dá)式中不出現(xiàn)在表達(dá)式中p-237239p-237239附表附表附表附表22K Ka a K Kb b ppK Ka appK Kb b 關(guān)于關(guān)于KaKb：無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第32張共張共90張張HA A-+H+A-+H2O HA+OH-一元共扼酸、堿一元共扼酸、堿Ka(HA)Kb(A-)間關(guān)系間關(guān)系無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第33張共張共90張張一元弱酸一

26、元弱酸HA:MBE：c(HA)=ce(HA)+ce(A-)PBE：ce(H+)=cr(A-)+ce(OH-)2.一元弱酸、弱堿溶液的一元弱酸、弱堿溶液的pH值計(jì)算值計(jì)算HAH+A-HAH2O-H+A-H+OH-+H+H3O+H+來源：來源：HA解離解離H2O解離解離無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第34張共張共90張張H+精確公式精確公式無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第35張共張共90張張實(shí)際工作中，實(shí)際工作中，相對(duì)誤差相對(duì)誤差相對(duì)誤差相對(duì)誤差5%5%5%5%可做可做如下如

27、下 近似處理：近似處理：1.1.忽略水對(duì)忽略水對(duì)忽略水對(duì)忽略水對(duì)HH+貢獻(xiàn)，只考慮貢獻(xiàn)，只考慮貢獻(xiàn)，只考慮貢獻(xiàn)，只考慮HAHA的解離的解離的解離的解離2.2.忽略弱酸解離引起弱酸平衡濃度變化忽略弱酸解離引起弱酸平衡濃度變化忽略弱酸解離引起弱酸平衡濃度變化忽略弱酸解離引起弱酸平衡濃度變化c cr r（HAHA）c cr,er,e（HAHA）無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第36張共張共90張張(1)cr(HA)Ka20Kw,且且cr(HA)/Ka500時(shí)時(shí):此時(shí)不能忽略水對(duì)此時(shí)不能忽略水對(duì)此時(shí)不能忽略水對(duì)此時(shí)不能忽略水對(duì)H H+的貢獻(xiàn)，

28、的貢獻(xiàn)，的貢獻(xiàn)，的貢獻(xiàn)，但但但但可忽可忽可忽可忽略弱酸解離引起的濃度變化略弱酸解離引起的濃度變化略弱酸解離引起的濃度變化略弱酸解離引起的濃度變化，即認(rèn)為：即認(rèn)為：即認(rèn)為：即認(rèn)為：c cr,er,e(HA)=(HA)=c cr r(HA)-(HA)-c cr,er,e(A(A-)c cr r(HA)(HA)近似計(jì)算公式近似計(jì)算公式無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第37張共張共90張張(2)cr(HA)Ka20Kw,且且cr(HA)/Ka500時(shí)：時(shí)：此此此此時(shí)式中時(shí)式中時(shí)式中時(shí)式中K Kww可忽略可忽略,即即忽略水對(duì)忽略水對(duì)忽略水對(duì)忽略

29、水對(duì)H H+貢獻(xiàn)貢獻(xiàn)貢獻(xiàn)貢獻(xiàn),只只只只考慮考慮考慮考慮HAHA解離解離解離解離，不忽略弱酸解離引起的不忽略弱酸解離引起的不忽略弱酸解離引起的不忽略弱酸解離引起的平衡濃度變化平衡濃度變化平衡濃度變化平衡濃度變化:c cr,er,e(HA)=(HA)=c cr r(HA)-(HA)-c cr,er,e(H(H+)近似計(jì)算公式近似計(jì)算公式無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第38張共張共90張張(3)cr(HA)Ka20Kw,且且cr(HA)/Ka500此時(shí)既可此時(shí)既可此時(shí)既可此時(shí)既可忽略水對(duì)忽略水對(duì)忽略水對(duì)忽略水對(duì)HH+貢獻(xiàn)貢獻(xiàn)貢獻(xiàn)貢獻(xiàn),式中

30、式中式中式中K Kww，也可也可也可也可忽略忽略忽略忽略HAHA解離引起的濃度變化解離引起的濃度變化解離引起的濃度變化解離引起的濃度變化 即即即即:c cr,er,e(HA)=(HA)=c cr r(HA)-(HA)-c cr,er,e(A(A-)c cr r(HA)(HA)精確計(jì)算公式可簡(jiǎn)化為近似公式：精確計(jì)算公式可簡(jiǎn)化為近似公式：精確計(jì)算公式可簡(jiǎn)化為近似公式：精確計(jì)算公式可簡(jiǎn)化為近似公式：最簡(jiǎn)式最常用！無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第39張共張共90張張一元弱堿一元弱堿BOHBOH 近似計(jì)算公式近似計(jì)算公式近似計(jì)算公式近似計(jì)算公

31、式最簡(jiǎn)式無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第40張共張共90張張例例:計(jì)算計(jì)算0.10molL-1HF溶液的溶液的pH值值pH=2.11 Ka(HF)=6.610-4解：解：無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第41張共張共90張張（Ka 1.7610-5)例例:計(jì)算計(jì)算0.10molL-1HAc溶液的溶液的pH值值解：解：=1.3310-3pH=2.38pH=2.38 無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第42張共張共90張

32、張 檸檬酸檸檬酸-三元酸三元酸 酒石酸酒石酸-二元酸二元酸 蘋果酸蘋果酸-二元酸二元酸3.3.多元弱酸、弱堿的離解平衡多元弱酸、弱堿的離解平衡哇,真酸呀!H2C2O4-二元酸二元酸H2S-二元酸二元酸無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第43張共張共90張張H H3 3POPO4 4 H H2 2POPO4 4-+H+H+K K a,1 a,1 =7.67.61010-3-3 H H2 2POPO4 4-HPOHPO4 42-2-+H+H+K Ka,2 a,2 =6.36.31010-8-8 HPOHPO4 42-2-POPO4 43-3

33、-+H+H+K Ka,3 a,3 =4.44.41010-13-13 3.3.多元酸、堿電離平衡多元酸、堿電離平衡KKa,1a,1=K=Ka a(H(H3 3POPO4 4)KKa,2a,2=K=Ka a(H(H2 2POPO4 4-)KKa,3a,3=K=Ka a(HPO(HPO4 42-2-)多元弱酸多元弱酸多元弱酸多元弱酸無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第44張共張共90張張H3PO4 PO43-+3H+K a=K a,1 Ka,2 Ka,3 pK a=pK a,1+pKa,2+pKa,3 總解離總解離總解離總解離無機(jī)及分析化學(xué)

34、無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第45張共張共90張張 POPO4 43-3-+H+H2 2O HPOO HPO4 42-2-+OH+OH-K Kb,1 b,1 =2.32.31010-2-2HPOHPO4 42-2-+H+H2 2O HO H2 2POPO4 4-+OH+OH-K Kb,2 b,2 =1.61.61010-7-7 H H2 2POPO4 4-+H+H2 2O HO H3 3POPO4 4+OH+OH-K Kb,3b,3 =1.31.31010-12-12 KKb,1b,1=K=Kb b(PO(PO4 43-3-)KKb,2b,2=

35、K=Kb b(HPO(HPO4 42-2-)KKb,3b,3=K=Kb b(H(H2 2POPO4 4-)多元弱堿多元弱堿多元弱堿多元弱堿無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第46張共張共90張張三元弱酸三元弱酸/堿堿:多元弱酸、堿多元弱酸、堿多元弱酸、堿多元弱酸、堿-離解常數(shù)之關(guān)系離解常數(shù)之關(guān)系離解常數(shù)之關(guān)系離解常數(shù)之關(guān)系H H3 3POPO4 4 H H2 2POPO4 4-+H+H+K K a,1 a,1 =7.67.61010-3-3 H H2 2POPO4 4-HPOHPO4 42-2-+H+H+K Ka,2 a,2 =6.36

36、.31010-8-8 HPOHPO4 42-2-POPO4 43-3-+H+H+K Ka,3 a,3 =4.44.41010-13-13 PO PO4 43-3-+H+H2 2O HPOO HPO4 42-2-+OH+OH-K Kb,1 b,1 =2.32.31010-2-2HPOHPO4 42-2-+H+H2 2O HO H2 2POPO4 4-+OH+OH-K Kb,2 b,2 =1.61.61010-7-7 H H2 2POPO4 4-+H+H2 2O HO H3 3POPO4 4+OH+OH-K Kb,3b,3 =1.31.31010-12-12 H3PO4 -Na3PO4無機(jī)及分析化

37、學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第47張共張共90張張H2CO3 -Na2CO3H2S -Na2S二元弱酸二元弱酸/堿堿:4.多元弱酸、堿溶液的多元弱酸、堿溶液的pH值計(jì)算值計(jì)算無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第48張共張共90張張分級(jí)解離，各級(jí)解離均可建立平衡。分級(jí)解離，各級(jí)解離均可建立平衡。多元弱酸多元弱酸第二級(jí)、第三級(jí)解離因第二級(jí)、第三級(jí)解離因同離子同離子效應(yīng)效應(yīng)及及電荷效應(yīng)電荷效應(yīng)，解離困難，解離困難，以第一步以第一步解離為主，計(jì)算該溶液中氫離子濃度時(shí)解離為主，計(jì)算該溶液中氫離子

38、濃度時(shí)常按一元弱酸、弱堿處理。常按一元弱酸、弱堿處理。1.1.解離規(guī)律：解離規(guī)律：l例如：例如：H2S、H2CO3、H3AsO3等等按一元弱酸、弱堿處理！H2A H+HA-HA-H+A2-無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第49張共張共90張張1 1多元弱酸按一元弱酸處理,計(jì)算公式:(1)cr(H2A)Ka,120Kw,且且cr(H2A)/Ka,1500(2)cr(H2A)Ka,120Kw,且且cr(H2A)/Ka,1500(3)cr(H2A)Ka,120Kw,且且cr(H2A)/Ka,1500無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平

39、衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第50張共張共90張張多元弱堿按一元弱堿處理,計(jì)算公式:(1)crB(OH)2Kb,120Kw,且且crB(OH)2/Kb,1500(2)crB(OH)2Kb,120Kw,且且crB(OH)2/Kb,1500(3)crB(OH)2Kb,120Kw,且且crB(OH)2/Kb,1500無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第51張共張共90張張例例:計(jì)算計(jì)算0.10molL-1H2C2O4溶液的溶液的pH值值pH=1.28 解：解：無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大

40、化學(xué)院 2023/10/23第第52張共張共90張張例例:室溫下飽和室溫下飽和CO2溶液溶液cr=0.04，求平衡，求平衡時(shí)時(shí)H+、HCO3-、CO32-濃度濃度Ka,1=4.310-7Ka,2=5.610-11crKa,1=1.7 106 20 Kw cr/Ka,1=105 500 解：解：c c e e(HCO(HCO3 3-)c ce e(H(H+)1.3101.310-4-4molmol.L L-1-1=1.310-4無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第53張共張共90張張 x x=c cr,r,e e(CO(CO3 32 2-

41、)=)=K Ka a,2 2=5.610=5.610-1111Ka,1=4.310-7Ka,2=5.610-11HCO3-+H2OCO32-+H3O+cr,e1.310-4x 1.310-4Ka,2=1.310-4x1.310-4無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第54張共張共90張張二元酸酸式鹽二元酸酸式鹽二元酸酸式鹽二元酸酸式鹽:NaHANaHA溶液，起始濃度為溶液，起始濃度為溶液，起始濃度為溶液，起始濃度為c cr r5.5.兩性物質(zhì)兩性物質(zhì)溶液的溶液的pHpH值值兩性物質(zhì)：既可得到質(zhì)子又可以失去質(zhì)子兩性物質(zhì)：既可得到質(zhì)子又可以失

42、去質(zhì)子如：如：H2ONaH2PO4Na2HPO4NaHC2O4NaHCO3NH4Ac HA-H2O+H+H2A+H+H3O+-H+OH-H+A2-PBE:ce(H3O+)+ce(H2A)=ce(A2-)+ce(OH-)無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第55張共張共90張張ce(H+)+ce(H2A)=ce(A2-)+ce(OH-)代入上式，得：代入上式，得：無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第56張共張共90張張H+精確計(jì)算公式精確計(jì)算公式故做如下近似處理故做如下近似處理：未知

43、，無法直接計(jì)算未知，無法直接計(jì)算無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第57張共張共90張張如允許5%的誤差，可進(jìn)一步化簡(jiǎn)式:(1)crKa,220Kw,cr20Ka,1：Kw忽略忽略無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第58張共張共90張張如允許5%的誤差，可進(jìn)一步化簡(jiǎn)式:(2)crKa,2H2SO4H3PO4HAcH2CO3NH4+H2O 堿性：堿性：ClO4-HSO4-H2PO4-Ac-HCO3-NH3OH-無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2

44、023/10/23第第89張共張共90張張K b,1=K b(PO43-)K b,2=K b(HPO42-)K b,3=K b,(H2PO4-)POPO4 43-3-+H+H2 2OO HPOHPO4 42-2-+OH+OH-K K b,1b,1 =2.32.31010-2-2 HPOHPO4 42-2-+H+H2 2OO H H2 2POPO4 4-+OH+OH-K Kb,2b,2=1.61.61010-7-7 H H2 2POPO4 4-+H+H2 2OO H H3 3POPO44+OH+OH-K Kb,3b,3=1.31.31010-12-12 NaNa3 3POPO4 4K b(PO4

45、3-)=KwK a(HPO42-)K b.1 K a,3=Kw堿堿酸酸無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第90張共張共90張張無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第91張共張共90張張物料平衡物料平衡 電荷平衡電荷平衡 質(zhì)子平衡質(zhì)子平衡質(zhì)量守恒質(zhì)量守恒電電 中中 性性質(zhì)子得失數(shù)相等質(zhì)子得失數(shù)相等7 7-3-3 酸堿平衡的處理方法酸堿平衡的處理方法HA+H2O A-+H3O+平衡組成的計(jì)算基礎(chǔ)：無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23

46、第第92張共張共90張張HAc HAc,Ac-c(HAc)=ce(HAc)+ce(Ac-)倍數(shù)倍數(shù)一、物料平衡式一、物料平衡式-MBEMBE物質(zhì)總濃度該物質(zhì)各物質(zhì)總濃度該物質(zhì)各型體型體之和之和Na2CO3 Na+，CO32-HCO3-,H2CO3 c(Na2CO3)=ce(H2CO3)+ce(HCO3-)+ce(CO32-)ce(Na+)=2c(Na2CO3)無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第93張共張共90張張 c ce e(Na(Na+)+)+c ce e(H(H+)=2 2c ce e(C(C2 2OO4 42-2-)+)+c

47、ce e(HC(HC2 2OO4 4-)+)+c ce e(OHOH-)溶液為電中性溶液為電中性:正電荷總數(shù)負(fù)電荷總數(shù)正電荷總數(shù)負(fù)電荷總數(shù)二、電荷平衡式二、電荷平衡式-CBECBEHAc HAc 溶液溶液溶液溶液 H H+，OHOH-，AcAc-c ce e (H(H+)=c ce e(Ac(Ac-)+)+c ce e(OH(OH-)Na2C2O4 溶液溶液 Na+,H+,OH-,C2O42-,HC2O4-無機(jī)及分析化學(xué)無機(jī)及分析化學(xué) 第七章酸堿平衡山農(nóng)大化學(xué)院山農(nóng)大化學(xué)院 2023/10/23第第94張共張共90張張c ce e(Na(Na+)+)+c ce e(H(H+)=c ce e(OHOH-)+3 3 c ce e(PO(PO4 43-3-)+2 2c ce e(HPO(HPO4 42-2-)+c ce e(H(H2 2POPO4 4-)Na2HPO4 溶液溶液 Na+,H+,OH-,PO43-,HPO42-,H2PO4-二、電荷平衡式二、電荷平衡式-CBECBE