盐之水溶液的酸碱性32

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選修化學(上)
11
練習題 4-6
下列何者為酸式鹽? (A)NaH2PO2
(B)Na2SO4
(C)NaH2PO3
(D)Na3PO4
(E)NaNO3
選修化學(上)
12
4-3.2
鹽之水溶液的酸鹼性
酸與鹼中和所產生的鹽類,其陽離子來自鹼, 而陰離子則來自酸;
鹽類溶於水時,則又會解離成陽離子及陰離子。
解離常數: K = 4.7 10-11 a2 水解常數: K = 2.310-8 b 解離常數小於水解常數, 故碳酸氫鈉的水溶液為鹼性。
選修化學(上)
23
4-3.2
鹽之水溶液的酸鹼性
酸式鹽
酸式鹽水溶液的酸鹼性,可由其解離常數與水解 常數大小比較得知。
選修化學(上)
24
4-3.2
鹽之水溶液的酸鹼性
陽離子的水解反應式及其水解常數43215若是溶液中僅陰離子發生水解反應則溶液中的會增加使溶液中的oh43216若是溶液中僅陽離子發生水解反應則溶液中的會增加使溶液中的h水溶液的酸鹼性
4-3 鹽

1
4-3
鹽 類
鹽類是我們日常生活中常見的物質, 例如:食鹽(NaCl)是重要的調味品;
又如俗稱蘇打的碳酸鈉(Na2CO3)可作為清潔劑,
(B) Kb>Kb'
(C) 同濃度的 NaA 及 NaB 的溶液中,[HA]<[HB]
(D) HA+B- ⇌ A-+HB 的反應有利於向右
(E)濃度愈濃,兩弱酸的解離度均愈大
選修化學(上)
31
學習成果評量
1. 1 M 的下列溶液中,pH值由小而大的次序為何? a:NaHCO3 b:CH3COONH4 c:NaOH d:(NH4)2SO4 e:HCl (A) abcde (B) ecbda (C) eabdc (D) edbac 2. 有關離子在水中的性質,下列各項敘述中,何者正 確?(多重選擇題) (A) Li+、Na+ 、K+皆為酸性陽離子 (B) Mg2+、Ca2+、Sr2+皆為酸性陽離子 (C) Cu2+、Zn2+、Fe2+皆為酸性陽離子 (D) Cl-、Br-、NO3-皆為中性陰離子 (E) HC2O4-、HSO3-、CH3COO-皆為酸性陰離子
了解鹽的水解現象及其水溶液的 酸鹼性。 了解共軛酸鹼對之 Ka 與 Kb 的乘 積等於 Kw。
選修化學(上)
4
4-3.1
鹽的分類與命名
為了便於探討鹽類的性質,可依其氫離子(H+) 或氫氧離子(OH-)取代的程度,分為: • 正鹽、 • 酸式鹽、 • 鹼式鹽。 此外亦有 • 複鹽、 • 錯鹽。
常見的酸式鹽之化學式及名稱,如表:
選修化學(上)
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4-3.1
鹽的分類與命名
3. 鹼式鹽
多元鹼的部分可解離之氫氧離子,被酸根或非金 屬陰離子取代所形成的鹽,稱為鹼式鹽。 即此類鹽中尚有可解離的 OH-,例如:
氯化氫氧鈣(Ca(OH)Cl)等。
常見的鹼式鹽之化學式及名稱,如表:
選修化學(上)
常見的正鹽之化學式及名稱,如表:
6
選修化學(上)
4-3.1
鹽的分類與命名
2. 酸式鹽
多質子酸的部分可解離之氫離子被金屬離子或銨 離子取代,所形成的鹽稱為酸式鹽。 即此類鹽中尚有可解離的 H+,例如:
硫酸氫鈉(NaHSO4)、 草酸氫鉀(KHC2O4)、 碳酸氫銨((NH4)HCO3)等。
選修化學(上)
14
4-3.2
鹽之水溶液的酸鹼性
討 論
若是溶液中僅陰離子發生水解反應, -] [OH 則溶液中的 會增加, 使溶液中的[OH-] > [H+], 故溶液呈 鹼 性。
選修化學(上)
15
4-3.2
鹽之水溶液的酸鹼性
討 論
若是溶液中僅陽離子發生水解反應, 則溶液中的 [H+] 會增加, 使溶液中的[H+] > [OH-], 故溶液呈 酸 性。 結論: 組成鹽類的離子,其水解傾向大小會影響其 水溶液的酸鹼性。
選修化學(上)
5
4-3.1
鹽的分類與命名
1. 正鹽
酸中可解離的 H+ 或鹼中可解離的 OH- 全部被取 代而形成的鹽,即不含可解離的氫離子或氫氧離 子的鹽,稱為正鹽。 例如:
氯化鈉(NaCl)、氯化銨(NH4Cl)、 硝酸銨(NH4NO3)、硝酸鎂(Mg(NO3)2)、 氯化鈣(CaCl2)、硫酸鋁(Al2(SO4)3)等。
(D)BaCl2
(E)NaHS
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27
4-3.3 共軛酸鹼對之 Ka 與 Kb 的關係
共軛酸鹼對:酸 HA 及其共軛鹼 A-,
HA 在水中的解離平衡式及解離常數表示式如下:
A-在水中的水解反應式及水解常數表示式如下:
兩式相乘可得: 即
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選修化學(上)
4-3.3 共軛酸鹼對之 Ka 與 Kb 的關係
Kb > Ka,水溶液呈鹼性;
Kb < Ka,水溶液呈酸性。
選修化學(上)
20
4-3.2
鹽之水溶液的酸鹼性
酸式鹽
多質子酸與強鹼所形成的酸式鹽,其離子在水溶 液的反應較複雜。 以碳酸氫鈉為例: 在碳酸氫鈉的水溶液中,碳酸氫根亦可同時發生 解離與水解兩種反應:
解離: 其解離常數表示式為
選修化學(上)
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29
範例 4-8
25 ℃ 時,CH3COOH 的 Ka 為 1.8×10-5,則其共軛鹼 CH3COO- 的水解常數為何?
解答 由 Ka × Kb=Kw
即 CH3COO- 的水解常數為 5.6×10-10
選修化學(上)
30
練習題 4-8
HA 及 HB 兩種弱酸的解離常數分別為 Ka、Ka',其共 軛鹼之水解常數分別為 Kb、Kb'。已知同濃度時 HB 的解離度大於 HA,則下列敘述何者正確? (A)Ka>Ka'
選修化學(上)
17
4-3.2
鹽之水溶液的酸鹼性
正 鹽
弱酸的共軛鹼 (如 CH3COO-、CO32-、F-、S2-…… 等), ⇒ 會水解 (是否發生水解?), 產生 OH-, 故弱酸與強鹼所形成的正鹽, 其水溶液呈 鹼 性, 實例: • CH3COONa、 • Na2CO3 等。
選修化學(上)
8
4-3.1
鹽的分類與命名
4. 複鹽
由兩種或兩種以上的陽離子或陰離子組合而成的 鹽類稱為複鹽。 例如:
鉀礬(KAl(SO4)2.12H2O), • 又稱明礬, • 可由硫酸鋁及硫酸鉀製備, • 在水中會解離出 K+、Al 3+ 及 SO42-:
常見的複鹽之化學式及名稱,如表:
選修化學(上)
常見離子之酸鹼性
選修化學(上)
25
範例 4-7
濃度均為 0.1 M 的下列各水溶液,何者呈鹼性?
(A)NaCl
(B)CH3COONa
(C)NH4Cl
(D)NaHSO4
(E)KNO3
選修化學(上)
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練習題 4-7
下列各鹽類的水溶液,何者呈酸性?
(A)CaHPO4
(B)NaH2PO4
(C)NaHCO3
有些鹽類的水溶液呈現中性,而有些鹽類的水溶 液則呈現酸性或鹼性。 鹽類中的陰、陽離子和水作用,而使其水溶液呈 現鹼性或酸性的反應,稱為水解(hydrolysis)。
動畫:鹽的水2
鹽之水溶液的酸鹼性
陰離子的水解反應式及其水解常數( Kb ), 表示式如下:
陽離子的水解反應式及其水解常數( Ka ), 表示式如下:
[NH3 ][H+ ] (x)(x) -10 代入 Ka= = = 5.56 10 [NH4+ ] 0.200-x 解得 x=1.05×10-5 M,即 [H+] =1.05×10-5 M
選修化學(上)
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選修化學(上)
32
學習成果評量
3. 下列哪些是正鹽?哪些是酸式鹽?哪些是鹼式鹽? 哪些是複鹽? (1) KCr(SO4)2‧12H2O (2) KHCO3 (3) NaHSO4 (4) Na2HPO4 (5) NaH2PO4 (6) NaH2PO2 (7) Na2HPO3 (8) KHC2O4 (9) Ca(OH)Cl (10) NH4Cl (11) Al2(SO4)3 (12) C6H5COONa
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4-3.2
鹽之水溶液的酸鹼性
正 鹽
弱鹼的共軛酸 (如 NH4+、Li+ 、Al3+ …… 等), ⇒ 會水解 (是否發生水解?), 產生 H+, 故強酸與弱鹼所形成的正鹽, 其水溶液呈 酸 性, 實例: • NH4Cl等。
選修化學(上)
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4-3.2
鹽之水溶液的酸鹼性
正 鹽
弱酸與弱鹼所形成的正鹽,其水溶液的酸鹼性則 由陰離子的水解常數( Kb ) 及陽離子的水解常數( Ka )來決定,
而俗稱小蘇打的碳酸氫鈉(NaHCO3) 則可作為焙粉; 碳酸鈣(CaCO3)或硫酸鈣 (CaSO4)為粉筆的成分。
選修化學(上)
2
4-3
鹽 類
4-3.1 鹽的分類與命名 4-3.2 鹽之水溶液的酸鹼性 4-3.3 共軛酸鹼對之 Ka 與 Kb 的關係
選修化學(上)
3
4-3
鹽 類
學習目標: 了解鹽的分類及命名。
選修化學(上)
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4-3.2
鹽之水溶液的酸鹼性
正 鹽
強酸的陰離子(如 Cl-、NO3-、ClO4-…… 等), 及強鹼的陽離子(如 Na+、K+、Ba2+ …… 等), ⇒ 不水解 (是否發生水解?), 故強酸與強鹼所形成的正鹽, 其水溶液呈 中 性, 實例: • NaCl、 • KNO3 等。
解答 正鹽:(6)、(7)、(10)、(11)、(12)
酸式鹽:(2)、(3)、(4)、(5)、(8)
鹼式鹽:(9) 複鹽:(1)
選修化學(上)
33
學習成果評量
4. 0.200 M 的NH4Cl 溶液中,[H+]為若干? (NH3 之 Kb=1.8×10-5 ) 解答 NH4Cl 完全解離:NH4Cl → NH4+ + Cl- NH4+ ⇌ NH3 + H+ 解離前濃度(M) 0.200 0 0 解離後濃度(M) 0.200-x +x +x -14 K 1.0 10 + -10 w K( = =5.56 10 a NH4 )= -5 K b (NH3 ) 1.8 10
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4-3.1
鹽的分類與命名
5. 錯鹽
含有錯離子的鹽稱為錯鹽。 例如:
氯化二氨銀([Ag(NH3)2]Cl)、
六氰鐵 (Ⅲ) 酸鉀(K3[Fe(CN)6])、
六氰鐵 (Ⅱ) 酸鉀(K4[Fe(CN)6])等。
有關錯離子的性質,將於選修化學(下)的第 6 章詳細介紹。
選修化學(上)
10
範例 4-6
同理,共軛酸鹼對:鹼 BOH 及其共軛酸 B+, Kb 及 Ka 的乘積亦為 Kw, ⇒共軛酸鹼對之解離常數的乘積等於水的離子積。 因此 Ka 值較大的酸其共軛鹼的 Kb 值較小; Kb 值較大的鹼,其共軛酸的 Ka 值較小, 與 4-1 節的結論相符。
• 較強酸的共軛鹼為較弱鹼, 較弱酸的共軛鹼則為較強鹼; • 較強鹼的共軛酸為較弱酸, 而較弱鹼的共軛酸則為較強酸。
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4-3.2
鹽之水溶液的酸鹼性
酸式鹽
多質子酸與強鹼所形成的酸式鹽,其離子在水溶 液的反應較複雜。 以碳酸氫鈉為例: 在碳酸氫鈉的水溶液中,碳酸氫根亦可同時發生 解離與水解兩種反應:
水解: 其水解常數表示式為
選修化學(上)
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4-3.2
鹽之水溶液的酸鹼性
酸式鹽
多質子酸與強鹼所形成的酸式鹽,其離子在水溶 液的反應較複雜。 以碳酸氫鈉為例: 在碳酸氫鈉的水溶液中,碳酸氫根亦可同時發生 解離與水解兩種反應:
下列何者為正鹽、酸式鹽、鹼式鹽或複鹽? (1) NH4Cl 正鹽:(1)(3)(6) (2) KHCO3 (3) NaClO2 酸式鹽:(2)(5) (4) NaKSO4 (5) Na2HPO4 鹼式鹽:(7)(8) (6) Na2HPO3 (7) Cu(OH)Cl 複鹽:(4)(9) (8) Bi(OH)(NO3)2 (9) NaFe(SO4)2
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