水化学(第一章)酸碱平衡
天然水的pH和酸碱平衡(1)
3) 离子交换缓冲系统 水中的黏土胶粒表面一股都有带电荷的阴离 子或阳离子，多数为阴离子，。这些表面 带负电的基团可以吸附水中的阳离子，建 立离子交换平衡。
② 常见土壤胶粒特性 ⅰ 氢质土 表面吸附有大量的H＋和Al3＋，它 和其它金属离子进行交换，对碱有缓冲， ⅱ 黑土 ⅲ 钠质土
4.1.2.3 水体pH变化对水质和水生生物的影响 1）对水质的影响 水的pH下降，水中弱酸电离减少，其阴 离子程度不同地转以分子形式存在，浓度 下降，因而含这些阴离子的络合物及沉淀 也相继分解或溶解，游离态金属离子浓度 增加。
ⅱ pH＞8.3, 弱酸二级电离 pH=对碱的缓冲能力<对酸的缓冲能力
淡水pH≈pK2，pH=10.4时缓冲能力最强 海水pH=pK2`，即β `max＝9.1时最强。
③ 结论
ⅰ 碱度较大的水体pH变化较小
ⅱ 具有相同或相近大度的水体，生物活动越
激烈、pH变化越大，相反越小。 若水中HCO3- 与CO2共存，平衡时，天然水 pH=5.63，但天然淡水中总有一定数量其它来源 的HCO3-，其pH值总大于5.6。若水中HCO3- 与 CO32-共存，则水中pH较高。
系统的pH取决于不同形式二氧化碳的比例。
① 特点：
ⅰ 是共轭酸碱缓冲系统
ⅱ 对外来酸碱具有直接中和作用
ⅲ 普遍存在于各天然水体
②缓冲能力 ⅰ pH<8.3, 弱酸一级电离
pH=pK1+lg[CHCO3-/CCO2]
对碱的缓冲能力＞对酸的缓冲能力
淡水pH≈pK1，pH=6.4时缓冲能力最强
海水pH=pK1`，即β `max＝6.0时最强。
4.1.2.2 水体缓冲系统及其缓冲能力
1) 缓冲能力 ① 缓冲容量： β ＝dCb/dpH 或β ＝-dCa/dpH 单位：mmol·L-1·pH-1 CO2－HCO3-－CO32-系统的缓冲容量 β ＝dCA/dpH β ＝2.303CO2·K`1·aH
基础化学教学课件：6.2 酸碱平衡及其ph值
如何计算和维持溶液的pH值稳定。
这些知识对于化学、生物、医学等领域都有 着重要的应用价值。
酸碱平衡及其pH值相关知识
谢谢
生物化学实验中的应用
生物化学实验中的应用
pH值还用于监测和控制许多化学反应，包 括酸碱中和反应。
缓冲溶液在环境保护中的作用
废水的pH值
控制在一定范围内，以避免对环 境和生态系统造成负面影响。
土壤的pH值
对植物的生长有重要影响，不同 的植物对土壤pH值的适应性各不 相同。
缓冲溶液在环境保护中的作用
缓冲溶液的概念与原理
概念
缓冲溶液是一种能够维持溶液pH 值相对稳定的溶液。主要作用是 通过中和酸或碱，使溶液的pH值 不会发生较大变化。
缓冲溶液的概念与原理
成分
缓冲溶液中，存在一种抗酸成分和 一种抗碱成分。
原理
当外界加入酸或碱时，缓冲溶液中 的抗酸成分和抗碱成分会与加入的 酸或碱进行中和反应从而维持溶 液的pH值稳定。
磷酸盐缓冲溶液
醋酸盐缓冲溶液
生物化学实验
医学治疗
中和酸或碱 维持人体正常的pH值范围
缓冲溶液在生物实验与医学治疗中的应用
维持生物体酸碱平衡
在生物体内，酸碱平衡对许多生 物过程都至关重要。
人体中，呼吸和代谢会产生酸性 物质，如二氧化碳。
缓冲溶液在生物实验与医学治疗中的应用
为了维持血液的pH值在7.35到7.45 之间人体需要不断调节呼吸和代 谢过程，以排出过多的酸性物质 或吸收过多的碱性物质。
废水的pH值
控制在一定范围内，以避免对环 境和生态系统造成负面影响。
土壤的pH值
对植物的生长有重要影响，不同 的植物对土壤pH值的适应性各不 相同。
化学高考酸碱平衡
化学高考酸碱平衡在化学高考中，酸碱平衡是一个非常重要的概念。
酸碱平衡的理解是化学学习的关键之一，也是高考中常考的知识点。
本文将系统地介绍酸碱平衡的基本概念、计算方法以及相关实验。
一、酸碱平衡的基本概念在化学中，酸碱平衡是指涉及酸和碱之间质子（H+）转移的过程。
酸会释放质子，而碱则会接受质子。
这种质子转移的过程可以通过pH值来衡量，pH值越低，溶液越酸性；pH值越高，溶液越碱性。
酸碱反应一般以化学方程式表示。
例如，酸（如盐酸）与碱（如氢氧化钠）反应的方程式为：HCl + NaOH -> NaCl + H2O在这个反应中，盐酸释放出了一个质子，而氢氧化钠接受了这个质子，生成了水和盐。
这就是酸碱反应的基本原理。
二、酸碱计算方法在高考中，我们经常需要计算酸碱溶液的浓度、pH值等相关参数。
下面是几个常用的计算公式。
1. 计算酸碱溶液的浓度酸碱溶液的浓度可以通过酸碱滴定实验来测定。
滴定是一种通过溶液体积的比较来确定浓度的方法。
2. 计算溶液的pH值pH值可以通过溶液中质子浓度的对数来计算。
数学公式为：pH = -log[H+]3. 计算酸碱溶液的中和反应酸碱滴定实验中，我们可以通过计算滴定过程中酸和碱的反应来确定化学方程式。
通过方程式，我们还可以知道酸和碱的摩尔比例。
三、酸碱平衡相关实验为了更好地理解酸碱平衡的概念，我们可以进行一些相关实验来观察和验证。
1. pH试纸实验使用不同酸碱溶液，将pH试纸浸泡在溶液中，根据试纸变色来判断溶液的酸碱性质。
2. 酸碱滴定实验通过滴定法测定酸碱溶液的浓度，可以根据滴定过程中的化学反应求解酸碱溶液的摩尔比例等参数。
3. 强酸强碱中和实验将强酸与强碱按摩尔比例混合，观察其中和反应并记录pH值的变化过程。
通过这些实验，我们可以直观地了解酸碱平衡的变化规律，加深对酸碱平衡概念的理解。
总结：酸碱平衡是化学高考的重要知识点，需要我们掌握酸碱的基本概念、计算方法和相关实验。
通过学习酸碱平衡，我们可以更好地理解酸碱反应的原理，解答高考中相关题目。
酸碱平衡课件
b z 2
越小。
§5.3 缓冲溶液
一.缓冲作用原理和计算公式 1.定义 3.计算公式 θ 1.首先选用pKa 接近目标pH; 2.原理 4.缓冲对 c ( 共轭碱 ) n ( 共轭碱 ) 二 .缓冲容量和缓冲范围 HAc-NaAc 当一对共轭酸碱存在时 , 电离平衡受同离 弱酸－－弱酸盐 计算共轭酸碱对的浓度比 ; pH 2. pK lg pK lg a a +]或[OH-]是由这 子效应的影响 , 溶液中 [H c ( 弱酸 ) n(4 弱酸 NH3· H2O-NH Cl ) 1.缓冲容量 弱碱－－弱碱盐 3. 适当提高共轭酸碱对的浓度 ; 对共轭酸碱的浓度比决定的 . 2. 影响缓冲容量的因素 KH -Na2HPO4 酸式盐－－酸式盐 dnB dn 2PO 4 A c:c↑, NaHCO3-Na2CO3 3.1) 有效缓冲范围 总浓度 ↑; 酸式盐－－正盐 dpH dpH -1 通常为 0.01~1.0mol· L 三HAc-NaOH??? .如何配置缓冲溶液 pH pK 1 Na HPO -NaOH??? 2 4 a 1越好 2)浓度比:越接近于
酸 HSO ＝ 碱 + 质子 质子酸 质子碱 =H + SO 4. 酸和碱的反应 分子 HCl ，H SO NH HSO + H = H SO 碱 + 质子 ＝ 酸 5. 酸和碱反应的实质 正离子 NH ,[Al(H O) + ] Ac [Al(H O) OH] HAc = H
- 2 + 4
4 + 4 2-
第五篇
酸碱平衡
§5.1 酸碱质子理论
§5.2 弱酸、弱碱的解离平衡
§5.3 缓冲溶液
§5.1 酸碱质子理论
酸碱平衡ppt课件
人体健康与饮食调整对酸碱平衡影响认识
了解食物酸碱性
掌握常见食物的酸碱性，合理搭配饮食，保持酸碱平衡。
增加碱性食物摄入
多吃蔬菜、水果等碱性食物，有助于中和体内酸性物质，维持酸 碱平衡。
减少酸性食物摄入
适量减少肉类、糖类等酸性食物的摄入，避免体内酸性物质过多。
农业生产中土壤改良和施肥策略优化建议
测定土壤酸碱度
医药、环保、食品、冶金、纺织等众多领域都涉及到酸碱平衡的应用。例如，在医 药领域，许多药物都是通过调节体内酸碱平衡来发挥治疗作用的；在环保领域，酸 碱平衡对于废水处理和大气污染控制等具有重要意义。
02
酸碱平衡理论基础
酸碱质子理论简介
质子的转移
酸碱反应实质上是质子 （H+）的转移过程，酸是 质子的给予体，碱是质子 的接受体。
电位滴定法在酸碱平衡研究中应用
电位滴定法原理
电位滴定法是通过测量滴定过程中电位的变化来确定滴定终点，从而计算待测 物质的含量。
在酸碱平衡研究中的应用
电位滴定法可用于测定酸碱反应中的中和热、离解常数等参数，对于研究酸碱 平衡具有重要意义。
现代仪器分析方法在酸碱平衡检测中优势
高效液相色谱法
该方法具有高分辨率、高灵敏度、 分析速度快等优点，可用于同时
检测多种酸碱物质。
离子色谱法
离子色谱法能够同时分离和测定 多种阴阳离子，对于复杂样品中 的酸碱物质分析具有独特优势。
毛细管电泳法
毛细管电泳法具有分离效率高、 样品用量少、分析速度快等特点，
适用于微量酸碱物质的检测。
05
酸碱平衡失调问题与对策
工业生产过程中酸碱污染问题治理措施
严格控制工业废气排放
01
加强对工业生产过程中废气排放的监管，采用高效净化设备对
生理学课件酸碱平衡
肺部疾病对酸碱平衡影响
1 2
慢性阻塞性肺疾病（COPD）
COPD患者由于气道受阻和肺泡弹性降低，导致 肺泡通气量减少，CO2排出受阻，容易引发呼吸 性酸中毒。
支气管哮喘
支气管哮喘发作时，气道痉挛导致通气障碍， CO2排出减少，同样可能引发呼吸性酸中毒。
3
肺水肿
肺水肿时，肺泡内液体增多，影响肺泡通气量， 使CO2排出减少，可能导致酸碱失衡。
感谢观看
生理意义
磷酸盐缓冲系统在细胞内液和细胞外液中均存在，对于维 持细胞内外酸碱平衡具有重要作用。
蛋白质缓冲系统
要点一
组成
主要由血浆中的蛋白质，如白蛋白、 球蛋白等组成。
要点二
作用机制
蛋白质分子中含有许多可解离的酸性 或碱性基团，这些基团在不同pH值 下可发生解离或结合H+，从而起到 缓冲作用。当体内酸度增加时，蛋白 质分子中的碱性基团结合H+，当体 内碱度增加时，酸性基团则释放出 H+。
诊断与治疗原则和方法
诊断方法和步骤
病史采集
详细询问患者病史，包 括症状、体征、既往病
史等。
体格检查
全面检查患者身体状况 ，特别注意呼吸、心率
、血压等生命体征。
实验室检查
通过血液、尿液等样本 的化验分析，了解酸碱
平衡状况。
影像学检查
根据病情需要，选择适 当的影像学检查方法，
如X线、CT等。
治疗原则和方法
代谢性碱中毒
原发性增多
由于细胞外液中HCO3-增加或H+丢 失导致，常见原因有胃液丧失过多、 碱性物质摄入过多等。
继发性减少
临床表现
轻度代谢性碱中毒可无明显症状，重 症患者可出现躁动、兴奋、嗜睡、昏 迷等症状，严重者可出现呼吸浅慢、 手足搐搦、腱反射亢进等。
水化学(第一章)酸碱平衡
(2)溶液中离子和水的相互作用
(3)专属的离子相互作用（离子对和配位、
缔合作用）
17
活度的标度
• 无限稀释标度(Infinite Dilution Scale)： 所有溶质的浓度趋近于零时，某一化合 态的活度系数趋近于1；
当(cA+∑ci)
0时γA
1
• 离子介质标度(Ionic Medium Scale)： 在一定离子强度的介质中，当某一化合态 的浓度趋近于零时，其活度系数趋近于1。
28
极限定律的扩展式
AZ I log i 1 Ba I
B—与溶剂有关的常数 a—与离子半径有关的常数。 •适用于I≤0.1mol/L
29
2 i
30
极限定律的近似式 （Gűntelberg式）
log i AZ ( ) 1 I
2
I
• 适用于有数种电解质的溶液 • 适用于I≤0.1mol/L
54
简单问题质子条件式的写法 （以Na2CO3为例）
得H+数 -1 OH0 H2O CO32+1 H+ HCO3+2 H2CO3
•PBE： [H+]+[HCO3-]+2[H2CO3]=[OH-]
55
较复杂问题
例：向水中加入1×10-2M的HAc和3×10-3M 的Na2CO3，请写出该溶液的质子条件式 •系统中存在的共轭酸碱对： H3O+ /H2O/ OHH2CO3/ HCO3-/ CO32HAc/Ac• 参考水准物质： H2O
• 自学，讲课，习题 • 考试：开卷 成绩评定： 必须完成所有作业 成绩=考试 (80%)+习题(20%)
无机及分析化学06酸碱平衡与酸碱滴定法
无机及分析化学06酸碱平衡与酸碱滴定法酸碱平衡是无机及分析化学中的一个重要概念，它涉及到溶液中酸和碱之间的相互作用和平衡状态。
酸碱滴定法是一种常用于测定溶液中酸碱性质和浓度的分析方法。
本文将对酸碱平衡和酸碱滴定法进行详细介绍。
首先，我们来介绍酸碱平衡的基本概念。
酸碱平衡是指溶液中酸和碱之间的反应和平衡状态。
在溶液中，酸能够释放出H+离子，而碱能够接受H+离子。
这个过程被称为质子（H+）转移反应。
在酸碱平衡中，有两个重要的概念：酸性度（pH）和酸度常数（Ka）。
pH是用来表示溶液酸碱性强弱的指标，它的定义是pH=-log[H+]，其中[H+]代表溶液中的氢离子浓度。
pH值越小，表示溶液越酸；pH值越大，表示溶液越碱。
在中性水溶液中，pH值为7酸度常数Ka用来衡量酸的强弱，它的定义是Ka=[H+][A-]/[HA]，其中[H+]代表酸溶液中的氢离子浓度，[A-]代表酸的共轭碱的浓度，[HA]代表未解离酸的浓度。
Ka值越大，表示酸越强。
酸碱滴定法是一种常用于测定溶液中酸碱性质和浓度的分析方法。
在酸碱滴定中，通常会使用滴定管、酸度计、酸碱指示剂等实验装置和试剂。
滴定过程中需要滴定剂、指示剂和滴定的原料溶液。
滴定过程中，首先准备好要分析的溶液和滴定剂。
然后，用滴定管滴入适量的滴定剂到容器中，然后再加入适当的指示剂。
当滴定剂反应完全与原料溶液中的酸或碱反应完成时，指示剂的颜色将发生明显的变化。
通过测量滴定剂用量，可以计算出原料溶液中酸或碱的浓度。
酸碱滴定法有许多不同的类型，其中最常见的有酸碱滴定、氧化还原滴定和络合滴定。
酸碱滴定是根据滴定剂对溶液中的酸或碱进行中和反应来测定其浓度。
氧化还原滴定是通过滴定剂与溶液中的氧化还原反应来测定其浓度。
络合滴定是通过滴定剂与溶液中的金属离子形成络合物来测定其浓度。
酸碱滴定法在实际应用中有广泛的用途。
例如，它可以用于测定食品和药品中的酸碱度，以确保其安全和合规性。
此外，酸碱滴定还可以用于水质分析、环境监测和药物分析等领域。
水溶液中的酸碱平衡.
讨论：
1）分析浓度和平衡浓度是相互联系却又完全 不同的概念，两者通过δ 联系起来
2）对于任何酸碱性物质，满足 δ1+ δ2 + δ3 + ------ + δn = 1
3）δ取决于Ka，Kb及[H+ ]的大小，与C无关 4）δ大小能定量说明某型体在溶液中的分布 ，
由δ可求某型体的平衡浓度
0.064mol / L
2.3 多元酸溶液
H2C2O4
HC2O4-+ H+
HC2O4-
C2O42- + H+
(3—4a～c) C H2C2O4 HC2O4 C2O42
2
H 2C2O4
H 2C2O4 C
H 2 H 2 Ka1 H Ka1 Ka2
参考水准物质的选择
a．溶液中大量存在的 b．参与质子转移反应
质子条件式书写方法
等式左边——得质子后产物 等式右边——失质子后产物 根据质子得失相等原则列出质子条件式
例1：C mol/L的Na2CO3水溶液的质子条件式
[H+ ]+ [HCO3-] +2[H2CO3]= [OH -]
例2：C mol/L的Na2HPO4的质子条件式
质子条件: [H2A]+[H+]=[A2-]+[OH-]
K [H ][HA ] K [H ][ A2 ]
a1
[H A]
a2
[HA ]
2
代入质子条件:
[H2A]+[H+]=[A2-]+[OH-]
H
K (K [HA ] K )
化学中的酸碱平衡原理及应用
化学中的酸碱平衡原理及应用酸碱平衡原理是化学中的重要概念，对于化学反应、生物体内过程以及环境污染等方面都有着非常重要的应用。
本文将对酸碱平衡原理及其应用进行一定的阐述。
一、酸碱的定义及性质酸碱均为化学反应中常见的化合物，其定义方式有两种：一种是布朗酸碱理论，其认为酸是能够给出氢离子的离子或分子，而碱是接受氢离子的离子或分子。
另一种是路易斯酸碱理论，其认为酸是能够接受电子对的离子或分子，而碱是能够给出电子对的离子或分子。
不管采用哪种定义方式，酸性和碱性都有自己的特性，比如酸性物质在水中会产生氢离子，将指示剂变为红色；而碱性物质在水中会产生氢氧根离子，将指示剂变为蓝色。
二、酸碱平衡常数和PH值酸碱反应通常都是不完全的反应，因此，为了表征一个酸或碱的强弱程度，通常会引入酸碱平衡常数。
以弱酸为例，其在水中会分解产生氢离子和相应的阴离子，该反应的反应式为：HA + H2O ↔ H3O+ + A-其中，HA表示弱酸，A-表示其相应的阴离子。
当反应达到平衡时，产生的H3O+和A-浓度为C，HA浓度为x，那么平衡常数Kc为：Kc = [H3O+][A-] / [HA]通过该公式，可以标定一个酸或碱的酸弱程度，同时，将其转换为对数形式，则可计算其所对应的PH值，公式为：PH = - log[H3O+]通过PH值可以对液体酸碱的强弱程度有一个基本的了解。
三、酸碱平衡原理的应用1、生物体内过程生物体内许多过程都需要酸碱平衡的调节。
例如，在人体中，呼吸过程会产生大量二氧化碳，该化学物质不但可转化为碳酸氢根离子，还能够降低细胞外液的PH值。
因此，为了避免血液PH值下降，人体通常会通过调节呼吸及代谢物产生来维持酸碱平衡。
2、化学分析酸碱指示剂在化学分析中被广泛使用，比如在氢氧化钠滴定时，苯酚酞和酚酞均常被用于指示终点。
当溶液中碱的浓度达到一定的量时，这些指示剂就会出现颜色的变化，从而提示分析者终点已经到达了。
3、环境保护酸碱平衡原理在环境保护中也有着非常重要的应用。
化学平衡中的酸碱平衡和酸碱度
化学平衡中的酸碱平衡和酸碱度化学平衡是化学反应中物质浓度达到一定平衡状态的过程。
在化学平衡中，酸碱平衡和酸碱度是非常重要的概念。
本文将探讨酸碱平衡的基本原理以及酸碱度的计算方法。
酸碱平衡是指在溶液中，酸和碱的浓度达到一定平衡状态的过程。
在化学反应中，酸和碱会相互反应，形成盐和水。
这种反应是一个动态平衡过程，即反应物和生成物之间的反应速率相等。
在酸碱平衡中，酸和碱的浓度可以通过酸碱度来表示。
酸碱度是指溶液中酸或碱的浓度的量度。
酸度通常用pH值来表示，pH值越低，表示酸度越强。
碱度通常用pOH值来表示，pOH值越低，表示碱度越强。
pH和pOH的计算公式分别为-pH=log[H+]和-pOH=log[OH-]。
在中性溶液中，pH值和pOH值均为7，表示酸和碱的浓度相等。
在酸碱平衡中，酸和碱的浓度可以通过酸碱反应的平衡常数来计算。
平衡常数是指在化学反应达到平衡时，反应物和生成物浓度的比值。
对于酸碱反应来说，平衡常数可以用酸度常数Ka和碱度常数Kb来表示。
酸度常数Ka表示酸的强度，计算公式为Ka=[H+][A-]/[HA]，其中[H+]为氢离子浓度，[A-]为酸根离子浓度，[HA]为未离解酸的浓度。
碱度常数Kb表示碱的强度，计算公式为Kb=[OH-][B+]/[BOH]，其中[OH-]为氢氧根离子浓度，[B+]为碱盐离子浓度，[BOH]为未离解碱的浓度。
在酸碱平衡中，pH值和pOH值的变化会影响酸和碱的浓度。
当pH值低于7时，表示溶液为酸性溶液，酸的浓度较高；当pH值高于7时，表示溶液为碱性溶液，碱的浓度较高。
通过调节溶液的pH值，可以控制酸碱反应的平衡状态。
酸碱平衡在日常生活中有着广泛的应用。
例如，酸碱中和反应可以用于调节土壤的酸碱度，改善植物生长环境；酸碱指示剂可以用于检测溶液的酸碱性；酸碱反应可以用于制备盐和水等。
总之，酸碱平衡和酸碱度是化学平衡中的重要概念。
通过酸碱度的计算和调节，可以控制酸碱反应的平衡状态。
水溶液中酸碱平衡
2
NH
4
Ca
Ca
2
2NH 3
H2
酸？
NH 3(g) HCl (g) NH 4Cl(s)
碱？
酸？
例2：水溶液中 HSO4- 酸？碱？ Na2CO3 碱？
②.碱被限制为氢氧化物：
过去认为：NH4+半径143pm， K+半径139pm， NH4OH应为强碱，但实际上氨水是弱碱，而且 从未分离出NH4OH。
K
θ a
数值的大小体现出弱酸的相对强弱
p284
一元弱酸溶液中 H+浓度的近似计算式：
cH
K
θ a
c HA
解离度 :
α
K
θ a
c HA
一元弱碱 BOH
解离常数通常用
K
θ b
表示
BOH ⇌ B OH
cOH
K
θ b
cBOH
α
K
θ b
c BOH
例：0.010mol•dm-3NH3（aq）在298K的解离度 为4.2%，求其 K bθ。
溶液酸性 溶液中性 溶液碱性
pH标度
为了方便指示水溶液的酸碱性，丹麦科学家
S.P.L.Sörensen在1909年提出pH标度。
定义：
pH lg[cH /cθ ]
简写为: 或:
pH lg[c H ] pH lg[H ]
例：某水溶液中[H+]=3.0×10-10 mol·dm-3,求其 pH值。
(Lewis酸碱电子理论 )
① 酸碱定义 凡是可给出电子对的分子、离子或原子团
化学反应中的酸碱平衡原理解析
化学反应中的酸碱平衡原理解析在化学反应中，酸碱平衡原理是一个非常重要的概念。
它与许多化学反应的实际应用息息相关，并在许多工业和日常生活中扮演着重要角色。
酸和碱是化学反应中的两个基本概念。
一般而言，酸是一种产生氢离子（H+）的物质，而碱是一种产生氢氧根离子（OH-）的物质。
在化学反应中，酸和碱可以相互中和反应，产生一种称为盐的物质和水分子。
这种反应可以表示为：酸（HA）+ 碱（MOH）→ 盐（MA）+ 水（H2O）在上式中，HA代表酸性物质，而MOH代表碱性物质。
MA代表产生的盐的名字，它包含了酸和碱的化学性质。
而水分子则是在这种反应中常见的产物。
酸碱平衡原理指的是在这种反应中，酸和碱的量必须保持平衡，以便反应成功。
如果酸和碱的量不平衡，那么它们就不能完全中和，同时也不能产生盐和水。
酸碱平衡原理可以用于我们日常生活中的许多场合。
例如，在我们洗涤碗具或衣服时，通常会使用一些碱性的清洁剂。
这些清洁剂可以中和油脂和污渍等有机物质，并将它们转化为盐和水。
同样地，在食品加工和医学上也经常使用酸碱平衡反应。
酸碱平衡原理还与环境保护息息相关。
例如，在工厂和化学厂中，通过合理地控制酸碱平衡反应可以减少污染物产生并提高环境质量。
此外，在水处理过程中，酸碱平衡反应也起着重要的作用。
例如，在饮用水处理过程中，酸性和碱性溶液可以中和有害物质，使其变得无害。
总之，酸碱平衡原理是化学反应中的一项基本概念。
它在许多日常和工业应用中都扮演着重要角色。
通过深入了解酸碱平衡原理，我们可以更好地理解化学反应的本质，并更好地利用化学反应来服务于人类。
高中化学《酸碱平衡》专题教案
高中化学《酸碱平衡》专题教案一、教学目标1、知识与技能目标（1）理解酸碱平衡的概念，包括酸碱电离理论、酸碱质子理论和酸碱电子理论。
（2）掌握酸碱平衡常数的表达式及其意义，如酸的电离常数（Ka）和碱的电离常数（Kb）。
（3）能够运用平衡常数计算溶液的酸碱度（pH 值）。
2、过程与方法目标（1）通过实验探究和数据分析，培养学生观察、分析和解决问题的能力。
（2）引导学生运用化学平衡的思想来理解酸碱平衡，提高学生的逻辑思维能力。
3、情感态度与价值观目标（1）让学生体会化学知识在实际生活中的应用，激发学生学习化学的兴趣。
（2）培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神。
二、教学重难点1、教学重点（1）酸碱平衡常数的概念和表达式。
（2）酸碱溶液 pH 值的计算方法。
2、教学难点（1）酸碱质子理论和酸碱电子理论的理解。
（2）多元酸碱的分步电离和相关计算。
三、教学方法讲授法、讨论法、实验法、练习法四、教学过程1、导入新课通过生活中的实例，如胃酸过多时服用胃药、土壤的酸碱度对农作物生长的影响等，引出酸碱平衡的概念，激发学生的学习兴趣。
2、知识讲解（1）酸碱电离理论回顾初中所学的酸碱定义，即酸在水溶液中电离出的阳离子全部是氢离子（H+），碱在水溶液中电离出的阴离子全部是氢氧根离子（OH）。
（2）酸碱质子理论介绍酸碱质子理论，酸是能够给出质子（H+）的物质，碱是能够接受质子的物质。
例如，HCl 是酸，因为它能给出 H+；NH3 是碱，因为它能接受 H+形成 NH4+。
同时，讲解共轭酸碱对的概念，如 HCl 和 Cl、NH4+和 NH3 分别为共轭酸碱对。
（3）酸碱电子理论简单介绍酸碱电子理论，酸是能够接受电子对的物质，碱是能够给出电子对的物质。
例如，BF3 是酸，因为它能接受电子对；OH是碱，因为它能给出电子对。
（4）酸碱平衡常数讲解酸的电离常数 Ka 和碱的电离常数 Kb 的表达式，以醋酸（CH3COOH）和氨水（NH3·H2O）为例，分别写出它们的电离方程式和平衡常数表达式。
酸碱平衡 环境化学原理
■ 水体酸碱度与cT的关系
用总碳酸量（cT）和相应的形态分布系 数来表示水体酸碱度，则有：
总碱度 = cT(1+22) + Kw/[H+] - [H+]
酚酞碱度 = cT(22 - 0) + Kw/[H+] - [H+] 苛性碱度 = -cT(1+20) + Kw/[H+] - [H+] 总酸度 = cT(1+20) + [H+] - Kw/[H+] CO2酸度 = cT(0- 2) + [H+] - Kw/[H+] 无机酸度 = -cT(1+22) + [H+] - Kw/[H+]
定义或计算水体的总碱度和总酸度的意义：
（ 1 ）水环境化学中涉及的许多计算都与 酸碱度有关； （ 2 ）水体中的一些生物化学反应的最终 结果是与水体的酸碱度联系在一起的。 如沉水植物白天的光合作用要消耗水体 的CO2，而水体中的CO2通常以HCO3-形式存 在，植物吸收了HCO3-，必然要释放出 OH-， 使水体 pH 上升，而晚间植物的呼吸作用会造 成水体的酸度升高，pH降低。
[H 2CO ] pH pK a1 lg [HCO ]
* 3 3
如果向水体投入少量的碱性废水， 相应的H2CO3*转化为HCO3-，水体pH 升高为pH’，则：
[H 2CO B] pH' pK a1 lg [HCO B]
* 3 3
水体pH变化值：
[H2CO3 B] [H2CO3 ] pH lg lg [HCO3 B] [HCO3 ]
荷性碱度 中和水中 OH- ，滴定达到终点时 CO32- 并 未反应，这时水中碱度称为苛性碱度。
《大学分析化学教学课件》5-1酸碱平衡
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质量作用定律
质量作用定律是描述化学反应速率与反应物浓度关系的定律，在酸 碱平衡中，反应速率与反应物浓度之间也存在类似的关系。
电离平衡
电离平衡是描述弱电解质在水中离解程度的一种平衡状态，弱酸或 弱碱的电离平衡受到质子转移的影响。
缓冲溶液
缓冲溶液是一种能够抵抗外来少量强酸或强碱而保持自身pH值基本 不变的溶液，其原理是利用了酸碱对的缓冲作用。
3. 观察并记录酸碱反应过程 中的现象；
4. 根据实验数据计算酸碱反 应的平衡常数。
实验结果和实验结论
实验结果：通过实验测定不同条 件下的酸碱反应平衡常数，可以
得出以下结论
1. 酸碱反应的平衡常数与温度 有关，温度越高，平衡常数越大；
2. 酸碱反应的平衡常数与浓度 有关，浓度越大，平衡常数越大；
实验结果和实验结论
01
3. 在一定条件下，酸碱反应可以达到平衡状态，此 时反应物和生成物的浓度不再发生变化。
02
实验结论：通过本实验的研究，可以得出以下结论
03
1. 酸碱反应是一种可逆反应，存在平衡状态；
实验结果和实验结论
2. 酸碱反应的平衡常数与温度、浓度 等因素有关；
3. 通过实验测定不同条件下的酸碱反 应平衡常数，可以了解酸碱反应的规 律和特点。
《大学分析化学教学 课件》5-1酸碱平衡
目录
• 酸碱平衡的基本概念 • 酸碱平衡的移动 • 酸碱平衡的计算 • 酸碱平衡的应用 • 酸碱平衡的实验研究
01
酸碱平衡的基本概念
酸和碱的定义
酸
在水溶液中能电离出氢离子（H+） 的物质。酸具有给出质子的能力， 能与碱发生中和反应。
碱
酸碱平衡课件
机体内的酸碱平衡调节
解释人体失调对身体的影响以及引起失调的原 因。
结语
酸碱平衡对于生命的重要性是不可忽视的。在未来，研究酸碱平衡的应用前景以及寻找更好的调节方法将是一 个重要的方向。
酸碱平衡对生命的重要 性
强调酸碱平衡对于人类健康 和正常生理功能的重要性。
酸碱平衡PPT课件
# 酸碱平衡PPT课件大纲
引言
酸碱平衡是生命中一个重要的概念，涉及到化学和生理学的知识。了解酸碱平衡的基本概念对于 人类的健康至关重要。
酸碱平衡的概念
介绍酸碱平衡的基本定义和意义。
酸碱物质的分类
解释酸碱物质的不同种类以及它们的性质。
酸碱指示剂的应用
探讨酸碱指示剂在化学实验和生活中的应用。
酸碱计算
了解如何计算pH值以及酸碱离子浓度，同时探讨强酸强碱与弱酸弱碱的区别和计算方法。
pH值的计算
介绍计算pH值的公式和步骤。
酸碱离子浓度的计算
探讨如何计算酸碱溶液中的离子浓度。
酸碱反应
学习酸碱中和反应的化学方程式，观察酸碱反应的实验演示，并了解酸碱反应在日常生活中的应用，如洗 涤剂中的酸碱反应。
酸碱平衡的应用前景
展望酸碱平衡研究在医学、 环境保护和其他领域的应用 前景。
酸碱平衡研究的未来方 向
提出酸碱平衡研究的未来方 向和发展重点。
1
酸碱中和反应的化学方程式
探索酸碱中和反应的化学方程式和反应机制。
2
酸碱反应的实验演示
通过实验演示酸碱反应的特性和变化。
3
酸碱反应的应用
探讨酸碱反应在洗涤剂等产品中的应用，以及其对环境和健康的影响。
酸碱平衡调节
了解人体内酸碱平衡的调节机制，探讨酸碱平衡失调的症状和原因，以及酸碱平衡调节在临床中的应用。
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14
1、活度和活度系数
15
活度（理想浓度）
( i )=γi[ i ] 式中：( i )—活度（理想浓度） [ i ]—浓度 与温度和 压力无关 γi—活度系数
浓度：容积摩尔浓度（mol· -1） L 重量摩尔浓度（mol · -1） kg
16
在很浓的溶液中，活度系数反映对理想行 为的偏离
这种偏离是由什么因素引起的？
• Bij为离子i和j间的相互作用项，mj为离子j重量摩尔
浓度，I为离子强度 •适用于I＜1.0 mol/L •参阅J.Solution Chem.4,249-245(1975)
Geochem.Cosmochim.Acta 47,2121-2129标度（infinite dilution refrence state）、
• 确定优势物种方法的基础是平衡溶液没 有“记忆”，即溶液一旦达到平衡，就 不可能知道溶液配制时投加了什么物质， 以及投加的次序。由于我们只要知道溶 液的优势酸碱物种，所以只要保证溶液 的酸碱物种组成与实际平衡溶液相同， 就不会得出错误的结论。
60
• 例如，某溶液在平衡时含3×10-3M的 HOCl，1 ×10-3M的OCl- 和1 ×10-3M的 Na+。 •可以确定的是溶液中加了4 ×10-3M的 TOTOCl
3
环境化学
环境分
析化学
环境污
染化学
污染生
态化学
污染控
制化学
大 气 环 境 化 学
水 环 境 化 学
土 壤 环 境 化 学
4
• 《环境分析化学》：通过对环境中各要素的监 测分析，研究和评价环境质量；
• 《环境污染化学》：研究污染物在环境中的来 源、特征、迁移、转化和归宿过程的规律；
5
• 《污染生态化学》：研究化学污染物引起生态
47
用γ-Al2O3吸附水中天然有机物时溶液pH对去除率影响
48
酸碱在水处理过程中的重要作用
• 控制溶液pH • 控制固体物质的沉淀和溶解 • 控制溶解物种对氧化物颗粒的亲和力
改变气体的溶解度 催化水中的许多反应 影响化学物质对生命体的作用
49
一、基础知识
分布系数
质子平衡式
50
分布系数
42
离子介质标度
• 用浓度商：更准确地说，在离子介质标 度中，平衡常数可定义为：溶液组成接 近纯离子介质溶液时，平衡浓度商的极 限值L。 低反应物
浓度条件
[H ][B ] K ≈L [HB]
c
43
混合常数
• 由于pH计测得的为H+的活度，故常用到 这种常数。
(H )[B ] K [HB]
40
平衡常数
• 热力学常数：根据的是活度，而不是浓度， 活度的标度是无限稀释的参考状态； • 表观的或化学计量的平衡常数：以浓度商 表示，适用于给定离子强度的介质 • 条件常数：只适用于特定的条件下（例如 给定的pH值）。
41
无限稀释标度
• 用活度商 例对反应 HB=H++B(H )(B) K (HB)
21
经验式
22
Langelier式
-5 I=2.5×10
TDS
适用于TDS＜1000mg/L
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Kemp式（1）
I=2.5×10-5(TDS-20)
20为天然水中常见硅的浓度
24
Kemp式（2）
I=2.5×10-5(Ec)g
Ec为电导率（20℃）(μS·cm-1) g为系数（0.55~0.70范围，平均取0.67）
用极限定律的扩展式计算的各种离子的活度系数
34
极限定律的扩展式 Davis式 专属相互作用模式
几种模式差别有多大？
35
用CaCl2配制的Ca2+溶液， 用三种模式计算的活度系数
36
37
• 在三种模式中，专属离子对模式 （specific ion interation [SIT]）最复杂， 但与实验数据符合得最好 • 在低离子强度，其它两种模式也能得到 满意的结果
水处理过程化学
1
《环境化学》
在化学科学基本理论和方法的基础上，以 化学物质（主要是污染物）引起的环境 问题为研究对象，以解决环境问题为目 标发展起来的一门新兴学科。
2
《环境化学》的主要内容和任务 • 研究化学物质在环境介质中的存在、化 学行为及其对环境（生态系统）和人体 健康产生影响的途径、机制和风险； • 探讨缓解或消除它们已经造成的影响或 防止可能发生影响的方法和途径。
25
高浓海水、盐水
0.03592 0.00068 I 0.00714 S S 2 1.80655 (1.80655)
S为水的盐度，例如海水S=3.5%
26
活度系数γ与I的关系
27
Debye-Hűckel limiting law -logγi=AZ2√I
•考虑水溶液中离子间静电作用和离子热运动 •适用于I≤0.005mol/L • A是一个与温度和溶剂有关的常数,对25℃的 水溶液 A=0.5
(1)离子的总电场
(2)溶液中离子和水的相互作用
(3)专属的离子相互作用（离子对和配位、
缔合作用）
17
活度的标度
• 无限稀释标度(Infinite Dilution Scale)： 所有溶质的浓度趋近于零时，某一化合 态的活度系数趋近于1；
当(cA+∑ci)
0时γA
1
• 离子介质标度(Ionic Medium Scale)： 在一定离子强度的介质中，当某一化合态 的浓度趋近于零时，其活度系数趋近于1。
• 计算通常是根据离子介质标度进行，亦 即在计算共存化合物在平衡状态下浓度 时，应用以浓度项表示的表观平衡常数 （适用于该种介质的）。 • 应用与介质相联系的常数，在化学计量计 算中就回避了活度系数，只有适用于所考 虑介质的平衡常数已知时，才能用这种方 法。 20
2、离子强度I（或μ）
1 n 2 I ci z i 2 i 1
• 自学，讲课，习题 • 考试：开卷 成绩评定： 必须完成所有作业 成绩=考试 (80%)+习题(20%)
11
第一章水处理过程中化学平衡
• 化学热力学基础及其应用
• 非理想状态的修正和平衡常数
• 影响化学平衡的因素
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电解质溶液非理想状态的修正 和平衡常数
13
理想状态和非理想状态
• 理想状态：离子的行为互相独立 • 非理想状态：离子的行为不互相独立
61
几种试剂投加方法
• HOCl+NaOH
•NaOCl+HCl
•HOCl+ NaOCl
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确定优势物种方法
• 先按照惰性盐—碱类物质次序加入所有除H+以 外的试剂，最后投加H+；
54
简单问题质子条件式的写法 （以Na2CO3为例）
得H+数 -1 OH0 H2O CO32+1 H+ HCO3+2 H2CO3
•PBE： [H+]+[HCO3-]+2[H2CO3]=[OH-]
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较复杂问题
例：向水中加入1×10-2M的HAc和3×10-3M 的Na2CO3，请写出该溶液的质子条件式 •系统中存在的共轭酸碱对： H3O+ /H2O/ OHH2CO3/ HCO3-/ CO32HAc/Ac• 参考水准物质： H2O
58
问题
• 在上述例题中，参考水准物质选择H2O、 Ac-和 HCO3-，或者选择H2O、CO32-和 HAc/Ac-是否可以？
• 研究PBE，可以发现，参考水准物质在 PBE中并不出现，如果不选择优势物种 作为参水准物质，会给计算带来麻烦。 • 如何选择参考水准物质比较方便？
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优势物种的确定
31
Davis式
log i AZ ( 0.2 I ) 1 I
2
I
• 在较高浓度时Davis式更接近实验数据 • 适用于I≤0.5mol/L
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专属相互作用模式 Specific interaction model log γPitzer=log γExt.D-H+∑BijImj
2
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质子平衡式
Proton Balance Equation
• 质子参考水准：水中大量存在并参与质子 转移的物质。水是其中之一，每一共轭酸 碱对只能选其一； • 写出零水准物质所有得质子和失质子产物； • 根据得失质子相等的原则，写出质子条件 式。
条件式中各物质浓度前应乘以从零水准 物质变为该物质所得或失质子数。
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二元酸
[H ]2 H 2A 2 [H ] ka [H ] ka1 ka2
1
HA
A 2
k a [H ]
1
[H ] k a [H ] k a k a
1 1
2
2
ka ka
1 2 1
[H ] k a [H ] k a k a
1
2
9
教材和参考书
• V. L. Snoeyink, D. Jenkins，蒋展鹏等译,
水化学
• L. Benefield et. al., Process Chemistry for Water and Wastewater Treatment • W. 斯塔姆 ，J. 摩尔根，水化学
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教学安排
44
互相关系
H B K K HB HB K K B
c
-
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第二章 酸碱化学
• • • • • 基础知识 酸碱平衡的解析解法 酸碱平衡图（pC-pH图）解酸碱平衡问题 水环境中的碳酸盐体系 缓冲强度