溶液中平衡的计算

1.表征物质溶解性的物理量： 溶解度 溶度积 S Ksp g/100g AmBn(s) mol/L(竞赛） 与温度和溶液中的离子浓度有关 只与温度有关
mAn+ aq) + nBm-(aq)
Ksp=[An+]m.[[Bm-]n 溶解度和Ksp的关系：
适用于一定温度下的饱和溶液
Ksp=Sm+n.mm.nn
Ka2 = 7.1x10-15
例5.在PH=1时 S(CaF2)=5.4x10-3mol/L, Ksp,CaF2=3.4x10-11,求HF的电离常数
例6.AgCl、AgBr、AgI的Ksp分别为1.7x10-10、5x10-13、8x10-17.将0.001mol的 NaI、0.002mol的NaBr、0.003mol的NaCl、0.004mol的AgNO3溶于水配成0.1L溶 液，问达平衡后，各离子的浓度为多少？
例3.通过计算判断BaCO3能否溶于盐酸溶液？CuS是否溶于H2SO4溶液 Ksp,BaCO3 =8x10-9 H2CO3 H2 S Ka1 =4x10-7 Ka1 = 1.3x10-7 Ksp,CuS = 8x10-36 Ka2 =4x10-11 Ka2 = 7.1x10-15 如何溶解CuS沉淀？
例4.某溶液中Pb2+和Zn2+的浓度均为0.2mol/L,在室温下通入H2S气体使之饱 和（0.1mol/L),然后加入HCl调节离子浓度，求只产生PbS沉淀而不产生ZnS 沉淀时的PH范围. Ksp,PbS =4x10-26 Ksp,ZnS = 1x10-20
H2 S
Ka1 = 1.3x10-7
路易斯酸 路易斯碱
路易斯碱 路易斯酸
弱电解质中离子浓度的计算
1.一元弱电解质的电离计算
常温下某一元弱酸HA的电离常数为Ka,试计算C0 mol/L的HA中的氢离子浓度
若C0/Ka<380,则应精确计算
适用范围：不太弱，不太稀的弱电解质
常温下某一元弱酸HB的电离常数为Ka=1x10-10,试计算10-5 mol/L的HB中的氢离子浓度
（3）.盐效应 向PbSO4的饱和溶液中加入Na2SO4固体，PbSO4的溶解度减小。当[Na2SO4]>0.4mol/L时 PbSO4的溶解度又逐渐增大。为什么？
（4）.酸盐效应 CaC2O4(s) Ca2+(aq) + C2O42-(aq)
若在此平衡体系中加入盐酸，会引起 C2O42-减小， 沉淀溶解平衡正向移动，溶解度增大。 已知：Ksp,CaC2O4 =8.7x10-9 H2C2O4 Ka1= 5x10-2 Ka2 = 5x10-5 饱和H2C2O4溶液的浓度为约为0.1mol/L.试计算在饱和H2C2O4溶液中，加和盐酸调节 PH=3和PH=4两种情况下CaC2O4的溶解度。
Kb(NH3.H2O)=2x10-5
NH2CH2COO- + H+
+NH
Ka=4.3x10-3 Kb=6.0x10-5
CH COO+ OH 3 2
沉淀溶解平衡的计算 AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq)
难溶电解质的饱和溶液中，难溶物质离解成离子的速率和离子重新结合 沉淀的速率相等而达到的一种平衡状态，称为沉淀溶解平衡。
3.沉淀溶解平衡的计算：
例1：为了获得Ni(OH)2,试求在0.010mol/L的Ni(NO3)2溶液中[OH-]的最小值。
Ksp,Ni(OH)2=1.6x10-14 例2：将AgNO3溶液滴加到含Cl-和CrO42-的溶液中，[Cl-]=[CrO42-]=0.1mol/L 问（1）哪种离子先沉淀？（2)当Ag2CrO4开始沉淀时，[Cl-]为多少？ Ksp,AgCl=1.8x10-10 Ksp, Ag2CrO4 = 1.2x10-12
对于一元弱碱：POH = Pkb+lg([共轭酸]/[共轭碱])
POH = PKb + lg([NH4+]/[NH3.H2O])=5-lg2=4.7,PH=10.3 稀释10倍后，PH=10.3 缓冲溶液
4.盐效应 往弱电解质的溶液中加入与弱电解质没有相同离子的强电解质时，由于溶
液中离子总浓度增大，离子间相互牵制作用增强，使得弱电解质解离的阴、
（2）.同离子效应： 加入含难溶盐的离子的电解质，难溶盐的溶解度会减小。 Ksp,PbSO4=1x10-8 在c(SO42-)=10-3 mol/L的溶液中，S（PbSO4)=?
在c(SO42-)=10-2 mol/L的溶液中，S（PbSO4)=? Na2CO3.3H2O2（过碳酸钠）既有碱的性质，又有强氧化性，Na2CO3饱和溶液中加入 30%的H2O2溶液，再加入NaCl固体，有晶体析出，过滤，洗涤，干燥可得粗产品。 加入NaCl固体的作用是什么？
酸碱理论及溶液中平衡的计算
酸碱理论简介 弱电解质中离子浓度的计算 水解平衡的计算 沉淀溶解平衡的计算
酸碱理论简介 1.酸碱电离论（阿累尼乌斯）
酸的强弱的表征方法：
电离常数（离解常数）：只与温度有关，与浓度及溶液中存在的其它微粒无关
电离度（离解度）：
与温度、浓度及溶液中的其它微粒浓度有关
2.酸碱质子理论（布朗斯特） 凡是能给出氢离子的物种（正离子、负离子、分子），叫做质子酸 凡是能接受氢离子的物种（正离子、负离子、分子），叫做质子碱 HAc------AcNH4+------NH3 共轭酸 碱 酸 共轭碱 HCO3------H2CO3 HCO3----CO32-
阳离子结合形成分子的机会减小，从而使弱电解质分子浓度减小，离子浓度相
应增大，解离度增大，这种效应称为盐效应。在0.1mol/LHAc溶液中加入
0.1mol/LNaCl溶液，氯化钠完全电离成钠离子和氯离子，使溶液中的离子总数 骤增，离子之间的静电作用增强。这时醋酸根离子和氢离子被众多异号离子包 围，醋酸根离子跟氢离子结合成HAc的机会减少，使HAc的电离度增大（可从 1.34%增大到1.68%）。
Henderson-Hasselbach方程（亨德森-哈赛尔巴尔赫
方程）
已知：NH3.H2O的Kb= 2x10-5,0.1mol/dm3的NH3.H2O和0.1mol/dm3的NH4Cl溶液 的PH为多少？。将此溶液稀释10倍后PH为多少？ 对于一元弱酸：PH = Pka+lg([共轭碱]/[共轭酸])
5.无机含氧酸的强度规则（Pauling规则）
含氧酸可以表示为XOm（OH)n
（1）多元弱酸的各级电离常数之比约为1:10-5:10-10 （2）m越大，酸越强。 m和Ka1的大致关系: 0 – 小于（等于）10-7； 1-- --约为10-2 2-----约为103 3-----约为108 练习：已知H3PO2和H3PO3的一级电离常数均约为10-2,试画出这两种 酸的分子的结构式。
水解平衡的计算 Ac-+H2O Kh = HAc +OH-
Ka
Kw = Ka = Kb
[HAc] .[OH-]
[Ac-]
0.1mol/L的NaAc溶液的PH为多少？已知Ka(CH3COOH)=2x10-5
0.1mol/L的NH4Ac溶液的PH为多少？已知Ka(CH3COOH)=2x10-5
试计算：0.1mol/L的NH2CH2COOH溶液的PH=? 已知 +NH3CH2COO+NH -+H O CH COO 3 2 2
溶解度越大是否Ksp的越大？ 同一类型的难溶电解质，其Ksp越大，溶解度越大。 化学式 AgCl AgBr AgI Ag2CrO4 Ksp 1.5x10-10 7.7x10-13 1.5x10-16 9.0x10-12 沉淀颜色 白色 浅黄色 黄色 砖红色
2.影响难溶电解质溶解性的因素： （1）.温度 ：大多数难溶电解质温度越高，溶解度越大。
思考：在水溶液中，HClO4、HNO3都是完全电离。 但为什么说HClO4是最强的酸（超强酸）？ 根据酸碱质子理论，一种物质在某种溶液中 拉平效应和区分效应： 表现出的酸或碱的强度，不仅与酸碱的本质 有关，也与溶剂的性质的有关。 盐酸、硝酸和高氯酸在冰醋酸中酸强度是不 同的（即酸性不同），但以水为溶剂时，则 难于区分他们的酸强度（可认为他们都是强 酸，酸性一样）。这是由于水对质子有较大 的亲和力，从而掩盖了这些酸给出质子能力 的差异，而把这些酸不同的强度拉平了 在以H2O为溶剂时，HNO3完全电离、CH3COOH部分电离，H2O称为它们的区分溶剂。 在以乙醇为溶剂时，HNO3、CH3COOH都会完全电离，乙醇称为他们的拉平溶剂。
.NH4NO3和NaNH2以液氨为溶剂的体系中发生反应： NH4NO3 + NaNH2 = NaNO3 + 2NH3
4.电子论(路易斯酸碱理论）
A +
路Fra Baidu bibliotek斯酸
：B → A ： B
路易斯碱
凡是是接受电子对的物种，称为路易斯酸， 凡是能给出电子对的物种，称为路易斯碱 NH3 + H+ = NH4+ Ag+ +2NH3 = [Ag(NH3)2]+
共轭碱
酸
酸
共轭碱
； 。
酸性越强，其共轭碱的碱性就 碱性越强，其共轭酸的酸性就越
优点：把酸碱反应的范围扩大到了某些气相反应、自偶电离、盐类的水解等 局限：反应体系中必需要有氢元素参与、对于某些无氢元素反应体系就无能 为力。
3.溶剂论 能离解出溶剂特征正离子的，叫做此溶剂的酸； 能离解出溶剂特征负离子的，叫做此溶剂的碱 液氨的电离：2NH3 NH4+ + NH2-
自己推导一元弱碱中[OH-]的计算。
2.二元弱酸的电离计算 H2 A H+ + HAKa1 ①
例：H2S 的Ka1= 1.1x10-7;Ka2=1x10-14. 饱和H2S溶液的浓度为0.1mol/dm3.
则有：
可以通过控制PH来控制溶液中[S2-]
HA-
H+ + A2-
Ka2 ②
①+②得：H2A [ H+]2.[A2-]
向0.02mol/L的CaCl2溶液中加入等体积的0.02mol/L的H2C2O4,再加入盐酸调节PH,若 没有沉淀生成，则溶液中的c(H+)应满足什么条件？
（5）.配位效应
AgCl(s)
Ag+(aq) + Cl-(aq)
“配离子”,使Ag+浓度
AgCl饱和溶液中滴中氨水，Ag++2NH3=[Ag(NH3)2]+ 减小，AgCl的溶解度增大。
2H+ + A2H3PO4溶液中如何控制PO43-的浓度？
[H2A]
= Ka1.Ka2
3.同离子效应 HA H+ + A- ,向溶液中加入NaA固体，电离平衡逆向移动，称为同离子效应
已知：CH3COOH的Ka= 2x10-5,0.1mol/dm3的CH3COOH和0.1mol/dm3的CH3COONa溶液 的PH为多少？ 对于一元弱酸：PH = Pka+lg([共轭碱]/[共轭酸]) 对于一元弱碱：POH = Pkb+lg([共轭酸]/[共轭碱])