第三章2节单相离子反应

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c (s)/ c Ka= x /c ——— c(a)/c c (a)/ c x /c = c(H+) /c = Ka ——— c(s)/c c (a)/ c -lg{c(H+)/c } = -lg Ka -lg ——— c(s)/c
令 pH =
-lg{c(H+)
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2. 一元弱碱解离平衡
NH3· H2O(aq) ⇌ NH4+(aq)+OH-(aq) Kb

[c(NH4 = c(NH3· H2O) /c
+)/c][c(OH-)/c]
式中:Kb —弱碱标准解离常数,简称弱碱解 离常数.

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(1)温度一定时，一种一元弱电解质解离平衡 有一个标准解离平衡常数。不同的弱电解 质有不同的标准解离平衡常数值。解离常
Ka1={[c(H+/c)]· [c(HCO3-)/c}/[c(H2CO3)/c]
=4.210-7 二级解离 HCO3- ⇌ H+ + CO32-
={[c(H+)/c]· Ka2 [c(CO32-)/c}/[c(HCO3-)/c]
=4.710-11
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设：H+一级解离浓度为x，二级解离浓度为y。
Kb={[(0.05+x)/1]· (x/1)}/[(0.05-x)/1]=1.810-5
x =1.810-5 , c (OH–)=1.810-5 mol· dm-1
α’=(1.8 10-5/0.05)100%=0.036%
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同离子效应(common ion effect):在弱电
/c }，

pKa = -lgKa
c (a)/ c pH = pKa- lg ———— c(s) /c
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缓冲溶液pH计算公式
弱酸-弱酸盐缓冲溶液的pH值
一级解离 H2CO3 ⇌ H+ + HCO3平衡c/mol· dm-3 0.1- x x +y x - y
二级解离 平衡c /mol· dm-3 HCO3- ⇌ H+ + CO32x-y x+y y
-7 K = [(x+y)/1]· [(x-y)/1]/[(0.1x)/1]=4.2 10 a1
HS (aq)
-
+ [c(H )/c ][c(HS )/c ]
c(H2S) /c
-

=1.010-7
二级解离：HS (aq) ⇌ H+ (aq) + S2- (aq)
Ka2=
+ 2[c(H )/c ][c(S )/c ]
c(HS ) /c
-

=7.110-19
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例题：试计算室温时0.1mol· dm-3H2CO3水， 溶液中c(H+)、c(HCO3-)、c(CO32-)各为多 少？ 解: 一级解离 H2CO3 ⇌ H+ + HCO3-
数值越大的电解质解离越强。
(2) 标准解离平衡常数只是温度的函数， 即 若温度不变，仅浓度变化，K值不变。
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3. 多元弱电解质的解离平衡
* 分级解离
* 诸级各有一个解离常数，
且K1 >>K2 ……
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例： H2S气体溶解于水的解离平衡：
一级解离：H2S(aq) ⇌
Ka1=
H+ (aq) +
3.2 单相离子反应
3.2.1 弱电解质的解离 3.2.2 同离子效应与缓冲溶液
3.2.3 配离子的反应
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3.2.1 弱电解质的解离
1.一元弱酸解离平衡
HAc (aq) ⇌ H +(aq) + Ac-(aq)
+)/c][c(Ac-)/c] [ c (H Ka= c(HAc) /c
式中：Ka —弱酸标准解离常数，简称解离 常数。
解质溶液中，加入含有相同离子的易溶强电
解质，使弱电解质的解离度降低的现象称为 同离子效应。
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2.缓冲溶液
缓冲溶液(buffer solution):能减弱外来少 量酸 、碱或稀释的影响，而使系统 pH值保 持相对稳定的溶液为缓冲溶液。 例如：NH3 · H2O-NH4Cl 溶液； HAc-NH4 Ac 溶液。
x>> y
2 / 0.1- x K = x a1
x-y x+y x
-4 K <10 a1
0.1- x 0.1
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x =2.0510-4 c(H+) c(HCO3-) 2.0510-4 mol· dm-3
Ka2 =[(x+y)/1]· (y/1) /[(x-y)/1]=4.710-11 -3 = 4.710-11 mol· -3 c(CO32-) K mol· dm dm a2
α =(1.34 10-3/0.1) 100%=1.34%
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例题: 在上述溶液中加入等体积0.1mol· dm-3的 NH4Cl溶液, 氨水的解离度为多少？ 解：氨水的解离式同前，但氨水的浓度减少 一半。
NH3 · H来自百度文库O ⇌ NH4+ + OH–
平衡 c /mol· dm-1 0.05-x 0.05+ x x
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3.2.2 同离子效应与缓冲溶液
1. 同离子效应
例题:25℃，0.1mol· dm-3 氨水的解离度为多 少？ NH3 · H2O ⇌ NH4+ +OH–
平衡 c /mol· dm-3 0.1-x
Kb=[(
x
x
x /1)· (x/1)]/[(0.1-x)/1]=1.810-5
x =1.3410-3 , c (OH–)= 1.3410-3 mol· dm-1
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缓冲作用原理
例：在 NH3 · H2O-NH4Cl系统中：
NH4Cl NH4+ + ClNH3 · H2O ⇌ NH4+ + OH– -----(1)
(较大量) (较大量)
* 在溶液里加入少量酸，即加入H+ ，使 (1)平衡向右移动； * 在溶液里加入少量碱，即加入OH-,使 (1)平衡向左移动；
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缓冲溶液pH值计算
平衡 c
mol· dm-3
HAc (aq) ⇌ H+ (aq) + Ac- (aq) c(a)-x x c(s)+x
+ {c(H )/c }{c(Ac )/c }
Ka= —————————— {c(HAc)/c } (x /c ){[c(s)+x]/c } = ———————— {[c(a)-x]/c } 同离子效应使x很小,因此: c(s)+x ≈ c(s), c(a)-x ≈ c(a)