无机化学课件：第三章 酸碱反应和沉淀反应

水的离子积
lg KW
rGm
2.303RT
79.89 103 J .mol 1 2.303 8.314J .mol 1 K 1 298.15K
13.99
pH lg[c(H ) / c ]
pH
lg[
K
w
c( OH
)
c
]
c(H )
lg
K
w
K
w
c(OH
(c )2 )
[ lg c( OH )
c ( c
)
K
a
pH lg
(c
/
c
)
K
a
1 2
[(PKa
P(c / c )]
如果c
/
K
a
500 .
则要用—元二次方程式求根公式计算
c(H+)=?
同理可推得对弱碱液中
POH
1 2
[PKb
P(c
/ c )]
PH
14
1 2
[
PKb
P(c / c
)]
例1.计算25℃时，0.1mol·L-1HOAc溶液中c（H+），pH值和HOAc的解离度
第三章 酸碱反应和沉淀反应
3.1 水的电离和溶液的酸碱性 3.2 弱电解质的离解反应 3.3 盐类水解反应 3.4 沉淀反应
3.1 水的解离反应和溶液的酸碱度
一.电离理论（阿累尼乌斯提出）
1、酸碱的概念
(1)能溶于水却且能电离出H 的含H物质为酸：
HF
,
HCl
,
H
2
SO4
,
H
3
PO4
,
HAc等；
三、弱酸或弱碱溶液中离子浓度的计算
以 弱 酸 为 例 ， 设 HA 的 起 始 浓 度 为 c
若
K
i
(HA)
K
w
，且c（HA）浓度值不是很小，则水的
离解可忽略。
HA
H+ + A-
平衡浓度/mol·L-1 c-c(H+) c(H+) c(H+)
如果 则：
c / c
K
a
500
c-c(H+)≈c
K
a
[c(H
) / c ][c( A c(HA) / c
)
/
c
]
[c(H ) / c ]2 c(HA) / c
[c
c2 c(
(H H
) )]
c
c2(H ) c c
c(H )
c c
K
a
c(H ) / c
c c
K
a
/ c
pH lg
(c
/
c
)
K
a
1 2
[(PKa
P(c / c )]
c c
K
i
[c( A ) / c ][c(B ) / c ]
c( AB) / c
(c )(c ) c(1 )
1 c
2
(
1
)
c ( c
)
K
i
( 2 1
c ) (c
)
若
c / c Ki
500,
则解离度 5%,
1 1
K
i
(
c c
) 2
Ki c / c
上式表示，AB的浓度c越小，解离度α越大——稀释定律。
K
a
K
w
所以可忽略水的解离
(
K
HOAc
1.810 5 )
c / c
K
a
0.1 1.8105
5.56103 5560 500
HA
H+ + OAc-
平衡浓度/mol·L-1 c-c(H+) c(H+) c(H+)
可作近似计算
K
a
[ c( H ) / c ][c( OAc ) / c c( HOAc ) / c
/
c
]
pK
百度文库 w
pOH
14
pOH
三、溶液酸碱性及测定：
1、溶液酸碱性：25O C时，酸性：c( H ) 1 107 m ol L1 碱性：c( H ) 1 107 m ol L1 中性：c( H ) 1 107 mol L1
2、溶液酸碱性测定：
（1）酸碱指示剂——一些有色的有机弱酸或弱碱，其颜色 会在一定的pH值范围内保持，从而确定溶液的pH值。指示 剂发生颜色变化的pH的范围，称指示剂变色范围。 甲基橙：3.1（红）橙 4.4（黄） 石蕊：5.0（红）紫 8.0（蓝） 酚酞：8.2（无色）粉红 10.0（红）
则有：
K
i
(
HA)
[c(
H
) / c ][c( A c(HA) / c
)
/
c
]
K
a
为弱酸，
K
b
为弱碱，
K
i
表示弱电解度解离程度。
K
i
≤10-4的电解质称弱电解质；
K
i
=10-2～10-3称中强电解质。
lg
K
i
rGm
2.303RT
它与温度有关，多数弱电解质温度对
K
i
影响小，故一般不考虑。
(2)能溶于水且能电离出OH 的为碱,
NaOH ,Ca(OH )2等
2、酸碱中和： H+ + OH- = H2O
电离理论的不足：NH3和HCl的中和反应为： NH3 + HCl =
NH4Cl 质子理论,电子理论（Lewis）
质子理论
(a)能提供质子的分子和离子都为酸（质子给体） （ b）能接受质子的分子和离子都为碱（质子受体）
NH3 为分子碱：NH3 + HCl = NH4Cl , NH4+ 为离子酸：NH4+ = NH3 + H+ ,
HCl H Cl , HCl为分子酸 H Cl HCl,Cl为离子碱
质子理论不局限于水溶液，在非水体系气相和有 机溶剂中同样适用。
局限性：无法解释不含质子的物质如酸性SO3和碱 性CaO等参加的酸碱反应。 电子理论（Lewis）
（1）酸：能接受孤对电子的物质都为酸。HCl，H2SO4。 （2）碱：能提供可供利用的孤对电子的任何物质都为碱。
NH3，CaO 不受溶液、离子等条件的限制；在有机化学中应用更为广泛
二、水的解离
H2O(l)
H+（aq）+OH-（aq）
T 298.15K
KW [ c( H ) / c ] [ c( OH ) / c ] 1.0 10-14
]
[ c( H ) / c ] 2 c( HOAc ) / c
c2( H ) c( HOAc ) c
c2( H ) c c
c( H )
c
c
K
a
0.1 1.8 105 moI L1 1.34 103 moI L1
pH lg c( H ) / c lg 1.34 103 3 lg 1.34 3 0.13 2.87
（2）pH试纸 ——滤纸用多种指示剂的混合液浸透， 晾干而成，在不同的pH溶液中显示不同颜色，将之 与标准色列比较即可测定溶液的pH值。
（3）酸度计 ——用仪器测定pH值，更精确。
3.2 弱电解质的解离反应：
一、解离平衡和解离平衡常数
如一元弱酸HA，在水溶液中有平衡：
HA（aq）
H+(aq)+A-（aq）
二、解离度和稀释定律
解离部分弱电解质浓度 未解离前弱电解质浓度 100%
在温度和浓度相同条件下， 越小，电解质越弱。
K
i
与关系
设AB型弱电解度的起始浓度为c，AB的解离度为 ，则
AB(aq) A+(aq)+B-(aq)
开始浓度/mol·L-1 c
0
0
变化浓度/mol·L-1 -c
c c
平衡浓度/mol·L-1 c- c