一元弱酸和弱碱的电离平衡（第二讲）课件.ppt

一、水的解离反应一、水的解离反应一、水的解离反应一、水的解离反应 用精密的电导仪测定，发现水有极微弱的导电能力。用精密的电导仪测定，发现水有极微弱的导电能力。其原因是水存在着下列的解离平衡其原因是水存在着下列的解离平衡:H+实验测得，实验测得，298K298K时纯水中，时纯水中，HH+=OH=OH-=1.00=1.001010-7-7mol/Lmol/L。第二节 弱酸弱碱的电离平衡简化为：水的离子积水的离子积因此，在因此，在2525时时：其数值与温度有关，随着温度的升高而增大。为了方便，室温下都可采用110-14t/510202550100 0.1850.2920.6811.0075.4755.1不同温度下水的离子积不同温度下水的离子积不同温度下水的离子积不同温度下水的离子积二、溶液的酸碱性和二、溶液的酸碱性和二、溶液的酸碱性和二、溶液的酸碱性和PHPH值值值值 溶液的酸碱性取决于溶液中溶液的酸碱性取决于溶液中C(HC(H+)和和C(OHC(OH-)的相对大小的相对大小：酸性溶液：酸性溶液：纯水或中性溶液：纯水或中性溶液：碱性溶液：碱性溶液：当c(H+)比较小时，常用pH（或pOH）表示溶液酸碱性定义：定义：pH=7 中性中性pH 7 碱性碱性vpH+pOH =pKw=14 相 关 规 定根据：根据：室温下：室温下：对于一元弱酸HA:HA(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+A(aq)对于一元弱碱A:A(aq)+H2O(l)HA (aq)+OH(aq)1 1、解离平衡常数、解离平衡常数、解离平衡常数、解离平衡常数三、三、弱酸和弱碱的电离平衡弱酸和弱碱的电离平衡 通常把通常把Ka=10-210-7的酸称为弱酸，的酸称为弱酸，Ka10-7的酸称为极的酸称为极弱酸，弱碱亦可按弱酸，弱碱亦可按Kb大小进行分类。大小进行分类。是是弱弱酸酸、弱弱碱碱的的标标准准解解离离常常数数，是是表表征征弱弱酸酸、弱弱碱碱解解离离程程度度大大小小的的特特征征性性常常数数，其其值值越越小小，表表示示其其解解离离程程度度越越小小，酸酸性性、碱性越弱。碱性越弱。与与浓浓度度无无关关，而而与与温温度度有有关关，但但温温度度对对他他们们的的影影响响不不显显著著，在在温温度度变变化化不不大大时时，通常采用常温下的数值。通常采用常温下的数值。二、一元弱酸解离平衡及其计算二、一元弱酸解离平衡及其计算二、一元弱酸解离平衡及其计算二、一元弱酸解离平衡及其计算一元弱酸水溶液存在两种质子传递平衡，以一元弱酸水溶液存在两种质子传递平衡，以HAcHAc为例：为例：要精确计算一元弱酸溶液中的要精确计算一元弱酸溶液中的 H+H+浓度，比较复杂，实际浓度，比较复杂，实际工作中也没有必要那么精确，通常在误差允许的范围内可工作中也没有必要那么精确，通常在误差允许的范围内可采用近似计算。采用近似计算。（1 1）当酸不是太弱，液体浓度也不是太低，即）当酸不是太弱，液体浓度也不是太低，即 时，可以忽略水的解离（大多数情况都可以忽略，因此省时，可以忽略水的解离（大多数情况都可以忽略，因此省略不写），只考虑一元弱酸的解离平衡。略不写），只考虑一元弱酸的解离平衡。条件一一元弱酸一元弱酸HAHA在水中的电离：在水中的电离：起始时：起始时：c c0 0 0 0 0 0 平衡时：平衡时：c c0 0-x x x -x x x HAHA在水中的电离表达式为：在水中的电离表达式为：精确公式 HA(aq)H+(aq)+A(aq)从上式可知从上式可知HH+的浓度直接与的浓度直接与c c0 0/K/Ka a有关。考虑到有关。考虑到HA=cHA=c0 0浓度浓度下下HAHA的电离度为的电离度为5%5%，我们可以直接把，我们可以直接把H+=0.05cH+=0.05c0 0带入带入HAHA的电的电离平衡表达式中，得：离平衡表达式中，得：当电离度当电离度 5%,c5%,c0 0/K/Ka a380,380,即即c c0 0-xc-xc0 0，则，则x x2 2/c/c0 0=K=Ka a因此，因此，H+H+的必要条件为的必要条件为c c0 0/K/Ka a380380最简公式 此 时，溶 液 的 电 离 度=H+/c0=/c0=也就是说，起始浓度越小，电离度越大。条件二例题3.1：试求0.1mol/L一氯乙酸（CH2ClCOOH）溶液的PH值。已知Ka,CH2ClCOOH=1.4X10-3解：因此，应进行精确计算 CH2ClCOOH H+CH2ClCOO 开始时 0.1 x x平衡时 0.1-x x x例3.2.计算0.1mol/L HAc溶液中H+与 Ac-及电离度.解:因为（2 2）当考虑到弱酸的浓度太稀或者酸太弱，即当考虑到弱酸的浓度太稀或者酸太弱，即 时，就不能忽略水的电离。时，就不能忽略水的电离。c c（H H+）=c=c（A-A-）+c+c（OH-OH-）HA H+A H2O H+OH 上式说明一元弱酸溶液中的C（H+）来自一元弱酸的解离和水的质子自递反应。即，即，当c0/Ka380时，HA的平衡浓度c（HA）c0，则公式可以简化为：平衡时的浓度哦切记，切记！例3.3 计算1.010-4mol/l HCN溶液的pH。课堂习题解：解：总结 （1）当 （可以忽略水的电离），c0/Kb5%）时，需精确求解：（2）当 （可以忽略水的电离），c0/Kb380（解离度 5%）时，可用最简公式：（3）当 （不能忽略水的电离），且c0/Kb5%）时，可用公式：（4）当 （不能忽略水的电离），且c0/Kb 380（解离度 5%）时，可用公式：一元弱碱一元弱碱BOHBOH在水中的电离：在水中的电离：起始时：起始时：c c0 0 0 0 0 0 平衡时：平衡时：c c0 0-x x x-x x x BOHBOH在水中的电离表达式为在水中的电离表达式为：碱电离常数三、一元弱碱的解离平衡及其计算三、一元弱碱的解离平衡及其计算三、一元弱碱的解离平衡及其计算三、一元弱碱的解离平衡及其计算 由一元弱酸的公式以及条件，同理，我们来看一下一元弱碱的解离平衡公式及计算：（1 1）当酸不是太弱，液体浓度也不是太低，即）当酸不是太弱，液体浓度也不是太低，即 时，可以忽略水的解时，可以忽略水的解离（大多数情况都可以忽略，因此省略不写），只考虑一元弱酸的解离平衡。离（大多数情况都可以忽略，因此省略不写），只考虑一元弱酸的解离平衡。同样，当同样，当c c0 0/K/Kb b380380时，时，OHOH-,即可以忽略碱的即可以忽略碱的电离，反之，必须精确求解。电离，反之，必须精确求解。精确求OH-的公式例3.4 计算0.1mol/LNH3 H2O溶液的解离度和PH.解：因此，按最简单式子计算：（2 2）当考虑到弱酸的浓度太稀或者酸太弱，即当考虑到弱酸的浓度太稀或者酸太弱，即 时，就不能忽略水的电离。时，就不能忽略水的电离。c c（OHOH-）=c=c（B B+）+c+c（H H+）BOH B+OH H2O H+OH 即，即，当c0/Kb380时，BOH的平衡浓度c（BOH）c0，则公式可以简化为：四、解离度和稀释定律 弱酸、弱碱在溶液中解离程度可以用解离度表示。解离度即为弱电解质已经解离度的分子除以未解离前弱电解质的分子。解离度与解离常数之间的定量关系：设一元弱酸HA的解离常数为 ，解离度，HA的浓度为c，则：平衡浓度 c-c c c当 ，解离的HA很少，1-1，则上式子可改写为：推广到一般，得 该式子表示解离度、解离常数、溶液浓度三者之间的关系，称为稀释定律。它表明：在一定温度下，同一弱电解质的解离度与浓度的平方根成反比，即溶液越稀，解离度越大；相同浓度时，不同弱电解质的解离度与解离常数的平方根成正比，解离常数越大，解离度也越大。结论