【北京大学】《分析化学》第三章--电解质溶液--特等奖课件
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例如：醋酸的电离平衡如下式所示：
HAc
H + + Ac-
北京大学
《分析化学》
一、离子氛与离子强度 中心离子周围的那些异号离子群叫做离子氛。
-
-
-
+
-
-
+
+
+
-
+
+
北京大学
《分析化学》
的离量子度强，度稀表：溶示溶液当液中溶中，液存b中在B 含的C有离B 多子种所离产子生时的，电每场一强种度
离I子受12到(的c1所z1有2 离子c2产z2生2 的静电)力影12响。i ci zi 2
北京大学
《分析化学》
③电离平衡常数与电离度的关系
以HA表示一种弱酸，设：浓度为c 、电离度为α
HA
H+ + A-
开始时c： c
平衡时c： c – cα
0
0
cα cα
则有：
K
θ a
cH cA cHA
(cα)2 cα2 c cα 1 α
α 很小时，1 － α≈1，
∴ KaΘ≈c α2
α
K
θ a
cHAc百度文库
0.10
=1.74×10-4 = 0.0174%
结论：0.10mol·L-1HAc溶液cH+= 1.32×10-3 mol·L-1
=1.32%；
因同离子效应， cH+= 1.74×10-5 mol·L-1
=0.0174%；均降低为原来的1/76。
北京大学
《分析化学》
若在上【例3】的HAc溶液中加入强电解质NaCl 由于离子强度的影响，要准确计算电离度，必须 用活度求算：
即
K
θ a
aH aAc aHAc
由于HAc分子不带电荷，受离子强度影响极小，其 活度仍可由浓度代替，故上式变为：
北京大学
《分析化学》
K
θ a
aH aAc cHAc
γ c H H γ c Ac Ac cHAc
在弱电解质的溶液中，加入与弱电解质不具有相同 离子的强电解质，使弱电解质的电离度略有增大的 效应称作盐效应。
解： HA(aq)
H+(aq) + A-(aq)
开始时： 0.10 平衡时： 0.10 - cH+
0
0.10
cH+
0.10+cH+
K
θ a
cH
(0.10
c H
)
0.10 - cH
cH
北京大学
《分析化学》
cH 1.74 105 mol L1
α cH 100% 1.74 10-5 100%
lgγ 0.509 zi21 I I 0.30I
北京大学
《分析化学》
【例1】 计算0.010mol·kg-1 NaCl溶液的离子强度，活度 系数以及活度。
解： I = 1/2[ b(Na+)z2(Na+)+b(Cl-)z2(Cl-)]
= 1/2[0.010×(+1)2+0.010× (-1)2]
全部以离子状态存在； 包括：离子型化合物如NaCl、KCl
强极性键化合物如HCl
例如： NaCl HCl
Na+ + ClH+ + Cl-
（离子型化合物） （强极性分子）
北京大学
《分析化学》
弱电解质：在水溶液中只有少部分电离成阴、阳 离子，大部分以分子状态存在。
特点：电离过程可逆，在溶液中存在一个动态的电 离平衡；如HAc、HCN、NH3·H2O等。
通常0.1 mol·kg-1溶液中: 强电解质α>30%； 弱电解质α≤5%；
北京大学
《分析化学》
②电离平衡常数
HAc(ag)
Ac- (ag) + H+ (ag)
K
θ a
cH cAc cHAc
KaΘ称为酸电离平衡常数。
北京大学
《分析化学》
碱有下列电离平衡
NH3·H2O(aq)
NH4+(aq) + OH-(aq)
c
北京大学
《分析化学》
K
θ a
c α2或α
K
θ a
c
同理对于弱碱 可推导出→：
Kbθ c α2或α
K
θ b
c
稀释定律：弱电解质溶液的电离度与其浓度的平方 根成反比，浓度越小，电离度越大。
北京大学
《分析化学》
⑤酸碱平衡的移动
HAc
NaAc
H Ac
Na Ac
加入Ac-平衡左移， HAc的电离度降低
《分析化学》
第一章 电解质溶液
第一节 电解质在溶液中的电离 第二节 缓冲溶液 第三节 溶液的pH值计算 第四节 沉淀―溶解平衡
北京大学
《分析化学》
强、弱电解质
电解质
可溶性电解质 难溶性电解质
强电解质 弱电解质
说明:电解质的强弱与溶剂有关(一般以水作溶剂)
北京大学
《分析化学》
强电解质：在水溶液中能完全电离成离子的化合物 特点：电离不可逆，不存在电离平衡，在水溶液中
北京大学
《分析化学》
二、多元弱酸的电离
以H2S水溶液为例：
一级电离： H2S
= 0.010 mol·kg-1
lg γ
0.509 (1)2
0.01
1 0.01
0.30 0.01
γ 0.90
a γ bB 0.90 0.010 0.0090 mol kg1
北京大学
《分析化学》
弱电解质溶液的电离平衡
一、一元弱酸(碱)的电离平衡
HAc
H+ + Ac-
①电离度：达电离平衡时，已电离的分子数和分子 总数之比。单位为1，一般用百分率表示
Kbθ
c c NH
4
OH
cNH3 H2O
KbΘ是碱电离平衡常数。
北京大学
《分析化学》
注：a. KaΘ、 KbΘ只是温度的函数，一般为常温； b. KaΘ、 KbΘ是水溶液中酸碱强度的量度， 通常KΘ越大相应酸碱的强度越大； HAc ＞ HClO ＞ HCN KaΘ 1.75×10-5 3.9×10-8 6.2×10-10 c. 一般把KΘ≤10-4的电解质称为弱电解质； KΘ=10-2~10-3的电解质称为中强电解质； d. pKaΘ = - lgKaΘ pKaΘ 越大，酸越弱；
用公式表示如下：
I
1 2
(b1z12
b2 z22
)
1 2
i
bi zi2
I —离子强度
bi —各个离子的质量摩尔浓度 zi —各离子的电荷数
北京大学
《分析化学》
二、活度与活度系数 活度：电解质溶液中离子实际发挥作用的浓度
ai bi
γ叫做活度系数，由于ai < bi，所以γ< 1。 活度系数表示溶液中离子之间的相互牵制作用的大小。
同离子效应：在弱电解质的溶液中，加入具有相同 离子的易溶强电解质，使得弱电解质电离度降低的 现象。
北京大学
《分析化学》
【例3】在0.10mol·L-1HAc溶液中加入一定量固体NaAc 使NaAc的浓度等于0.10mol·L-1, 求该溶液的pH 值和HAc的电离度。
已知0.10mol·L-1HAc的 =1.32%,KaΘ=1.74×10-5
HAc
H + + Ac-
北京大学
《分析化学》
一、离子氛与离子强度 中心离子周围的那些异号离子群叫做离子氛。
-
-
-
+
-
-
+
+
+
-
+
+
北京大学
《分析化学》
的离量子度强，度稀表：溶示溶液当液中溶中，液存b中在B 含的C有离B 多子种所离产子生时的，电每场一强种度
离I子受12到(的c1所z1有2 离子c2产z2生2 的静电)力影12响。i ci zi 2
北京大学
《分析化学》
③电离平衡常数与电离度的关系
以HA表示一种弱酸，设：浓度为c 、电离度为α
HA
H+ + A-
开始时c： c
平衡时c： c – cα
0
0
cα cα
则有：
K
θ a
cH cA cHA
(cα)2 cα2 c cα 1 α
α 很小时，1 － α≈1，
∴ KaΘ≈c α2
α
K
θ a
cHAc百度文库
0.10
=1.74×10-4 = 0.0174%
结论：0.10mol·L-1HAc溶液cH+= 1.32×10-3 mol·L-1
=1.32%；
因同离子效应， cH+= 1.74×10-5 mol·L-1
=0.0174%；均降低为原来的1/76。
北京大学
《分析化学》
若在上【例3】的HAc溶液中加入强电解质NaCl 由于离子强度的影响，要准确计算电离度，必须 用活度求算：
即
K
θ a
aH aAc aHAc
由于HAc分子不带电荷，受离子强度影响极小，其 活度仍可由浓度代替，故上式变为：
北京大学
《分析化学》
K
θ a
aH aAc cHAc
γ c H H γ c Ac Ac cHAc
在弱电解质的溶液中，加入与弱电解质不具有相同 离子的强电解质，使弱电解质的电离度略有增大的 效应称作盐效应。
解： HA(aq)
H+(aq) + A-(aq)
开始时： 0.10 平衡时： 0.10 - cH+
0
0.10
cH+
0.10+cH+
K
θ a
cH
(0.10
c H
)
0.10 - cH
cH
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《分析化学》
cH 1.74 105 mol L1
α cH 100% 1.74 10-5 100%
lgγ 0.509 zi21 I I 0.30I
北京大学
《分析化学》
【例1】 计算0.010mol·kg-1 NaCl溶液的离子强度，活度 系数以及活度。
解： I = 1/2[ b(Na+)z2(Na+)+b(Cl-)z2(Cl-)]
= 1/2[0.010×(+1)2+0.010× (-1)2]
全部以离子状态存在； 包括：离子型化合物如NaCl、KCl
强极性键化合物如HCl
例如： NaCl HCl
Na+ + ClH+ + Cl-
（离子型化合物） （强极性分子）
北京大学
《分析化学》
弱电解质：在水溶液中只有少部分电离成阴、阳 离子，大部分以分子状态存在。
特点：电离过程可逆，在溶液中存在一个动态的电 离平衡；如HAc、HCN、NH3·H2O等。
通常0.1 mol·kg-1溶液中: 强电解质α>30%； 弱电解质α≤5%；
北京大学
《分析化学》
②电离平衡常数
HAc(ag)
Ac- (ag) + H+ (ag)
K
θ a
cH cAc cHAc
KaΘ称为酸电离平衡常数。
北京大学
《分析化学》
碱有下列电离平衡
NH3·H2O(aq)
NH4+(aq) + OH-(aq)
c
北京大学
《分析化学》
K
θ a
c α2或α
K
θ a
c
同理对于弱碱 可推导出→：
Kbθ c α2或α
K
θ b
c
稀释定律：弱电解质溶液的电离度与其浓度的平方 根成反比，浓度越小，电离度越大。
北京大学
《分析化学》
⑤酸碱平衡的移动
HAc
NaAc
H Ac
Na Ac
加入Ac-平衡左移， HAc的电离度降低
《分析化学》
第一章 电解质溶液
第一节 电解质在溶液中的电离 第二节 缓冲溶液 第三节 溶液的pH值计算 第四节 沉淀―溶解平衡
北京大学
《分析化学》
强、弱电解质
电解质
可溶性电解质 难溶性电解质
强电解质 弱电解质
说明:电解质的强弱与溶剂有关(一般以水作溶剂)
北京大学
《分析化学》
强电解质：在水溶液中能完全电离成离子的化合物 特点：电离不可逆，不存在电离平衡，在水溶液中
北京大学
《分析化学》
二、多元弱酸的电离
以H2S水溶液为例：
一级电离： H2S
= 0.010 mol·kg-1
lg γ
0.509 (1)2
0.01
1 0.01
0.30 0.01
γ 0.90
a γ bB 0.90 0.010 0.0090 mol kg1
北京大学
《分析化学》
弱电解质溶液的电离平衡
一、一元弱酸(碱)的电离平衡
HAc
H+ + Ac-
①电离度：达电离平衡时，已电离的分子数和分子 总数之比。单位为1，一般用百分率表示
Kbθ
c c NH
4
OH
cNH3 H2O
KbΘ是碱电离平衡常数。
北京大学
《分析化学》
注：a. KaΘ、 KbΘ只是温度的函数，一般为常温； b. KaΘ、 KbΘ是水溶液中酸碱强度的量度， 通常KΘ越大相应酸碱的强度越大； HAc ＞ HClO ＞ HCN KaΘ 1.75×10-5 3.9×10-8 6.2×10-10 c. 一般把KΘ≤10-4的电解质称为弱电解质； KΘ=10-2~10-3的电解质称为中强电解质； d. pKaΘ = - lgKaΘ pKaΘ 越大，酸越弱；
用公式表示如下：
I
1 2
(b1z12
b2 z22
)
1 2
i
bi zi2
I —离子强度
bi —各个离子的质量摩尔浓度 zi —各离子的电荷数
北京大学
《分析化学》
二、活度与活度系数 活度：电解质溶液中离子实际发挥作用的浓度
ai bi
γ叫做活度系数，由于ai < bi，所以γ< 1。 活度系数表示溶液中离子之间的相互牵制作用的大小。
同离子效应：在弱电解质的溶液中，加入具有相同 离子的易溶强电解质，使得弱电解质电离度降低的 现象。
北京大学
《分析化学》
【例3】在0.10mol·L-1HAc溶液中加入一定量固体NaAc 使NaAc的浓度等于0.10mol·L-1, 求该溶液的pH 值和HAc的电离度。
已知0.10mol·L-1HAc的 =1.32%,KaΘ=1.74×10-5