医用基础化学课件第二章电解质溶液
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第二章 电解质溶液
第一节 强电解质溶液理论 第二节 酸碱质子理论 第三节 酸碱溶液pH的计算
医学ppt
1
本章学习要求
❖ 了解强电解质理论的基本内容 ❖ 掌握质子理论、共轭酸、共轭碱 的概念 ❖ 熟悉弱酸 弱碱 酸常数Ka 碱常数Kb 的概念 ❖ 熟练掌握酸碱 pH 值计算
医学ppt
2
第一节 强电解质溶液理论
5
影响解离度大小的因素
➢ 本性：电解质的结构 ➢ 外因：溶剂性质、溶液温度、溶液浓度
医学ppt
6
电解质
解离度
HCl
92%
HNO3 NaOH
92% 84%
NaCl
84%
KNO3
83%
>30% 强电解质
根据 0.1mol·L-1 电解 质溶液的α判断强弱:
α
医学ppt
5~30% 中强电解质
7
<5% 弱电解质
上，提出了软硬酸碱（H医S学ApptB）原则。
13
电离理论
阿仑尼乌斯(S.A. Arrhenius) 以极大 的胆魄冲破了权威们的束缚，提出了电 离理论，为物理化学的发展作出重大贡 献，荣获1903年诺贝尔化学奖。
酸：解离出的阳离子全是H+的物质 碱：解离出的阴离子全是OH-的物质 酸碱反应实质： H+ 和OH-的中和反应
酸碱反应进行的方向
H + H A c +H 2O
H 3O + + A c-
相对较强的酸和相对较强的碱反应生成相 对较弱的碱和相对较弱的酸
医学ppt
20
小结：
➢ 扩大了酸和碱的范围，没有盐的概念
➢ 扩大了酸碱反应的范围，解释了在气相或非 水溶剂中进行的酸碱反应
➢ 将酸碱强度和质子传递反应结合起来，把 酸或碱的性质和溶剂的性质联系起来
1811年，提出氢才是一切酸所不可缺少的元素。
1883年，瑞典化学家阿仑尼乌斯提出了酸碱的电离
理论。
1905年美国科学家佛兰克林提出的酸碱溶剂理论。
1923年，丹麦化学家布朗斯特和英国化学家劳瑞提
出的酸碱质子理论。
同一年，美国化学家路易斯提出的酸碱电子理论。
1963年，美国化学家皮尔逊在酸碱电子理论的基础
医学ppt
21
二、水溶液中的质子传递平衡 （一）水的质子自递反应 在水分子间发生质子传递反应
H+
H2O + H2O 酸1 碱2
H3O+ +OH酸2 碱1
水的质子自递 平衡常数，也 称水的离子积
（三）酸碱强度
共轭酸碱对中酸碱的强度是相互制约的
➢ 与酸碱本性有关
HCl 和其H共共2C轭轭O碱酸3 碱的碱对性中越酸弱的，酸反性之越亦强然则。 ➢ 与溶剂有关HCl和Cl－，OH－和H2O
HAc 在水中表现为弱酸 在液氨中表现为强酸
HNO3 H2O中 HAc中
强酸 弱酸
医学ppt
纯H2SO4中19 碱
一、电解质和非电解质 电解质：在水溶液中或在熔融状态下能导
电的化合物
根据电离程度大小，可将电解质分为：
强电解质 完全电离 强酸、强碱、大多数盐
弱电解质 不完全电离 弱酸、弱碱、部分盐
医学ppt
3
电离平衡
强电解质在水溶液中完全电离
弱电解质在水溶液中的电离是可逆的
HAc ＋ H2O
Ac－ ＋ H3O+
酸、碱可以是阳离子医学、ppt 阴离子和中性分子16
共轭酸
酸
HCl
H2O HCO3－
H2CO3
共轭碱
碱 ＋ H＋
Cl－ + H+ 酸
OH－ + H+ CO32－+ H+
碱 半 反
HCO3－+ H+ 应
酸碱之间存在共轭关系
共轭酸碱对：只相差一个质子的一对酸碱
两性物质：既能给出质子又能接受质子的物质
酸碱质子理论中没有医盐学ppt的概念
17
(二) 酸碱反应的实质
H +
H A c+H 2O
酸1
碱2
H3O+ + OH-
HCl + H2O NH4+ + H2O H2O + Ac-
结论：
H 3O + + A c-
酸2
碱1
H2O + H2O 中和反应
H3O+ + Cl- 解离反应 H3O+ + NH3 水解反应
HAc + OH-
酸碱反应实质是两对共轭医酸学p碱pt 对之间的质子传递反18 应
➢ 溶液极稀时，离子间相互作用越弱，γi → 1
➢ 弱电解质溶液，溶液中无其它强电解质存在 时，其离子浓度很小， γi → 1
➢ 某离子的γi 除受其自身浓度和电荷的影响，
还受溶液中其它离子的浓度及电荷的影响
医学ppt
12
1789年，提出氧元素是酸的必要成分，所有酸必须
含有氧，酸是非金属的氧化物。
电离平衡：正、逆反应速率相等时，弱电
解质分子和离子间达到的动态平衡
医学ppt
4
解离度
解离度：电解质达到电离平衡时，已电离 的分子数和原有的分子总数之比
α已原解有离分的子分总子 1数0数 0%
已解离的电解质浓度 α 电 解 质 的 原 始 浓10度0%
解离度可通过测定电解质溶液的电导或依
数性来测定
医学ppt
➢ 任何强电解质在水溶液中都是以离子形式存 在，其理论解离度应为100%。 ➢ 电导实验和依数性的测定结果似乎证明强电 解质并不是完全解离。
医学ppt
8
一、离子相互作用理论
+
1. 强电解质在水中 完全电离
2. 离子间通过静电力 相互作用，在中心离 子周围形成异性离子 群，即离子氛
阳离子 离子氛示意图
3. 离子氛和离子对限
阴离子
制了离子运动
医学ppt
9
由于离子氛的影响，实验测得的强电解质的解离 度并不是真正意义的解离度，因此这种解离度被称 为“表观解离度”(apparent dissociation degree)。
离子浓度越大，离子所带电荷越多，离子间 的相互作用越强，表观电离度越小。
离子浓度越小，离子所带电荷越少，离子氛 影响越小，表观解离度越大，越接近100%。
医学ppt
10
二、离子的活度和活度因子
活度：电解质溶液中，实际上可起作用的离 子浓度
符号：a 活度与浓度的关系：
ai = γห้องสมุดไป่ตู้ ·ci
γ i : 离子的活度系数，是溶液中离子间相互作用
力大小的反映，通常小医学于ppt 1
11
讨论：
➢ 溶液越浓，离子电荷越高，离子间相互作用 越大，γi 越小，活度和浓度差距越大
局限：
非水体系、气相的酸碱医学p反pt 应无法解释
14
质子理论
布朗斯特 ( 1879 — 1947) 和 劳瑞 ( 1874 — 1936)
医学ppt
15
第二节 酸碱质子理论
一、质子理论 （一）酸碱的定义 酸：凡是能给出质子H＋的物质 HCl H3O+ H2O HCO3－ 碱：凡是能接受质子H＋的物质 OH－ Cl－ H2O HCO3－
第一节 强电解质溶液理论 第二节 酸碱质子理论 第三节 酸碱溶液pH的计算
医学ppt
1
本章学习要求
❖ 了解强电解质理论的基本内容 ❖ 掌握质子理论、共轭酸、共轭碱 的概念 ❖ 熟悉弱酸 弱碱 酸常数Ka 碱常数Kb 的概念 ❖ 熟练掌握酸碱 pH 值计算
医学ppt
2
第一节 强电解质溶液理论
5
影响解离度大小的因素
➢ 本性：电解质的结构 ➢ 外因：溶剂性质、溶液温度、溶液浓度
医学ppt
6
电解质
解离度
HCl
92%
HNO3 NaOH
92% 84%
NaCl
84%
KNO3
83%
>30% 强电解质
根据 0.1mol·L-1 电解 质溶液的α判断强弱:
α
医学ppt
5~30% 中强电解质
7
<5% 弱电解质
上，提出了软硬酸碱（H医S学ApptB）原则。
13
电离理论
阿仑尼乌斯(S.A. Arrhenius) 以极大 的胆魄冲破了权威们的束缚，提出了电 离理论，为物理化学的发展作出重大贡 献，荣获1903年诺贝尔化学奖。
酸：解离出的阳离子全是H+的物质 碱：解离出的阴离子全是OH-的物质 酸碱反应实质： H+ 和OH-的中和反应
酸碱反应进行的方向
H + H A c +H 2O
H 3O + + A c-
相对较强的酸和相对较强的碱反应生成相 对较弱的碱和相对较弱的酸
医学ppt
20
小结：
➢ 扩大了酸和碱的范围，没有盐的概念
➢ 扩大了酸碱反应的范围，解释了在气相或非 水溶剂中进行的酸碱反应
➢ 将酸碱强度和质子传递反应结合起来，把 酸或碱的性质和溶剂的性质联系起来
1811年，提出氢才是一切酸所不可缺少的元素。
1883年，瑞典化学家阿仑尼乌斯提出了酸碱的电离
理论。
1905年美国科学家佛兰克林提出的酸碱溶剂理论。
1923年，丹麦化学家布朗斯特和英国化学家劳瑞提
出的酸碱质子理论。
同一年，美国化学家路易斯提出的酸碱电子理论。
1963年，美国化学家皮尔逊在酸碱电子理论的基础
医学ppt
21
二、水溶液中的质子传递平衡 （一）水的质子自递反应 在水分子间发生质子传递反应
H+
H2O + H2O 酸1 碱2
H3O+ +OH酸2 碱1
水的质子自递 平衡常数，也 称水的离子积
（三）酸碱强度
共轭酸碱对中酸碱的强度是相互制约的
➢ 与酸碱本性有关
HCl 和其H共共2C轭轭O碱酸3 碱的碱对性中越酸弱的，酸反性之越亦强然则。 ➢ 与溶剂有关HCl和Cl－，OH－和H2O
HAc 在水中表现为弱酸 在液氨中表现为强酸
HNO3 H2O中 HAc中
强酸 弱酸
医学ppt
纯H2SO4中19 碱
一、电解质和非电解质 电解质：在水溶液中或在熔融状态下能导
电的化合物
根据电离程度大小，可将电解质分为：
强电解质 完全电离 强酸、强碱、大多数盐
弱电解质 不完全电离 弱酸、弱碱、部分盐
医学ppt
3
电离平衡
强电解质在水溶液中完全电离
弱电解质在水溶液中的电离是可逆的
HAc ＋ H2O
Ac－ ＋ H3O+
酸、碱可以是阳离子医学、ppt 阴离子和中性分子16
共轭酸
酸
HCl
H2O HCO3－
H2CO3
共轭碱
碱 ＋ H＋
Cl－ + H+ 酸
OH－ + H+ CO32－+ H+
碱 半 反
HCO3－+ H+ 应
酸碱之间存在共轭关系
共轭酸碱对：只相差一个质子的一对酸碱
两性物质：既能给出质子又能接受质子的物质
酸碱质子理论中没有医盐学ppt的概念
17
(二) 酸碱反应的实质
H +
H A c+H 2O
酸1
碱2
H3O+ + OH-
HCl + H2O NH4+ + H2O H2O + Ac-
结论：
H 3O + + A c-
酸2
碱1
H2O + H2O 中和反应
H3O+ + Cl- 解离反应 H3O+ + NH3 水解反应
HAc + OH-
酸碱反应实质是两对共轭医酸学p碱pt 对之间的质子传递反18 应
➢ 溶液极稀时，离子间相互作用越弱，γi → 1
➢ 弱电解质溶液，溶液中无其它强电解质存在 时，其离子浓度很小， γi → 1
➢ 某离子的γi 除受其自身浓度和电荷的影响，
还受溶液中其它离子的浓度及电荷的影响
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12
1789年，提出氧元素是酸的必要成分，所有酸必须
含有氧，酸是非金属的氧化物。
电离平衡：正、逆反应速率相等时，弱电
解质分子和离子间达到的动态平衡
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4
解离度
解离度：电解质达到电离平衡时，已电离 的分子数和原有的分子总数之比
α已原解有离分的子分总子 1数0数 0%
已解离的电解质浓度 α 电 解 质 的 原 始 浓10度0%
解离度可通过测定电解质溶液的电导或依
数性来测定
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➢ 任何强电解质在水溶液中都是以离子形式存 在，其理论解离度应为100%。 ➢ 电导实验和依数性的测定结果似乎证明强电 解质并不是完全解离。
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8
一、离子相互作用理论
+
1. 强电解质在水中 完全电离
2. 离子间通过静电力 相互作用，在中心离 子周围形成异性离子 群，即离子氛
阳离子 离子氛示意图
3. 离子氛和离子对限
阴离子
制了离子运动
医学ppt
9
由于离子氛的影响，实验测得的强电解质的解离 度并不是真正意义的解离度，因此这种解离度被称 为“表观解离度”(apparent dissociation degree)。
离子浓度越大，离子所带电荷越多，离子间 的相互作用越强，表观电离度越小。
离子浓度越小，离子所带电荷越少，离子氛 影响越小，表观解离度越大，越接近100%。
医学ppt
10
二、离子的活度和活度因子
活度：电解质溶液中，实际上可起作用的离 子浓度
符号：a 活度与浓度的关系：
ai = γห้องสมุดไป่ตู้ ·ci
γ i : 离子的活度系数，是溶液中离子间相互作用
力大小的反映，通常小医学于ppt 1
11
讨论：
➢ 溶液越浓，离子电荷越高，离子间相互作用 越大，γi 越小，活度和浓度差距越大
局限：
非水体系、气相的酸碱医学p反pt 应无法解释
14
质子理论
布朗斯特 ( 1879 — 1947) 和 劳瑞 ( 1874 — 1936)
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15
第二节 酸碱质子理论
一、质子理论 （一）酸碱的定义 酸：凡是能给出质子H＋的物质 HCl H3O+ H2O HCO3－ 碱：凡是能接受质子H＋的物质 OH－ Cl－ H2O HCO3－