第四章 电解质溶液 中医药专业无机化学课件

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。 例如：醋酸的电离平衡如下式所示：
HAc
H + + Ac-
在平衡状态下，弱电解质在水溶液中的电离程度的 大小可以定量地用电离度来表示：
lg Na0.50 12 9 (10.0 1 .15 50.3 00.1)5
0.1192
Na 0.76
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N a N a b N a0 .0m 76 k o 1 g l
lgS4 2 O 0 .5
0 ( 2 9 )2 ( 0 .15 0 .3 0 0 .1)5 10 .15
SO42 0.33
第四章 电离平衡
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 全部以离子状态存在； 包括：离子型化合物(如NaCl、KCl)和强极性键化 合物(如HCl)。
例如： NaCl HCl
Na+ + ClH+ + Cl-
（离子型化合物） （强极性分子）
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一些酸在水溶液中的Ka和pKa值(25℃)
酸HA
Ka (aq) pKa (aq) 共轭碱A-
H3O+
/
/
H2O
H2C2O4 5.6×10-2
1.25
HC2O4-
H3PO4 6.9×10-3
2.16
H2PO4-
酸
HC2O4- 1.5×10-4
3.81
C2O4-
碱
HAc 1.75×10-5 4.756
2
0.02moklg1
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三、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。
wk.baidu.com
（4-4）
一般说来，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。
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习惯上把1-1型电解质的离子平均活度系数定义为 正离子和负离子的活度系数的几何平均值，即：
S4 2 O S4 2 O b S4 2 O 0 .3 3 0 .05
0.01m 65oklg1
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第二节 弱电解质溶液的电离平衡
一． 弱酸、弱碱的电离平衡及其平衡常数
HA(aq)
A-(aq) + H+(aq)
Ka
[H ][A ] [HA]
Ka称为酸电离常数。
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a. Ka是水溶液中酸强度的量度，表示酸 在水中释放质子能力的大小。
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电离度：符号为α是指在一定温度下当电离达到平 衡时，已电离的分子数与分子总数之比。
已分 电子 离总 分数 子 10数0% （4-1）
在相同浓度下，不同电解质的电离度大小反映了 电解质的相对强弱，电解质愈弱，电离度就愈小。
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范特霍夫建议引用校正系数i，公式变为：
icBRT∏i ′称是作电等解渗质系稀数溶；液的渗透压； p Tb Tf i （4-2） p Tb Tf
HA
H+ + A-
开始时c： c
平衡时c： c – cα
0
0
cα cα
则有： Ka[H [ H ][A ]A ]c(cc)2 1c 2
α 很小时，1 － α≈1， ∴ Ka≈c α2
K a （4-10） c
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Ka c2或
Ka c
同理对于弱碱 可推导出→：
Kb c2或
Kb 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。
γ γγ
式中的γ＋和γ－分别表示正、负离子的活度系数
lgγ0.509zi21II0.3I0（4-5）
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例2.计算0.05mol·Kg-1Na2SO4溶液的离子强度以及 Na+和SO42-的活度系数及活度。
解：
I 1 2
i
bi
zi
21[0.0 5(2)20.112] 2
0.15moklg1
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
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例1：0.01mol·L-1HCl和0.01mol·L-1CaCl2等体积混合 后溶液的离子强度。
解：两溶液是等体积混合，实际浓度减半
I1 2(c1z12c2z22)1 2i cizi2
1
[0.005×(+1)2+0.005×(+2)2+0.015×(-1)2]
b. Ka值愈大，酸性愈强。其值大于10时 为强酸。
HAc ＞ HClO ＞ HCN Ka 1.75×10-5 3.9×10-8 6.2×10-10
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类似地，碱有下列电离平衡
NH3·H2O(aq)
NH4+(aq) + OH-(aq)
Kb
[NH4][OH] [NH3 H2O]
Kb是碱解离平衡常数。Kb的大小表示碱接受质子 能力的大小，Kb值愈大，碱性愈强。
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三、酸碱平衡的移动
1. 同离子效应：在弱电解质的溶液中，加入具有
2. 相同离子的易溶强电解质，使得弱电解质电离
度
3例. 如：降低H的现Ac象。 H Ac
NaAc
Na Ac
加入Ac-平衡左移， HAc的电离度降低
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(1) HAc水溶液＋甲基橙（橘红色）
加入 NaAc(s) → 黄色
HAc(aq)
H+(aq) + Ac-(aq)
加入Ac-使 HAc 电离度降低。
Ac-
性
H2CO3 4.5×10-7
6.35
HCO3-
性
增
H2PO4- 6.1×10-8
7.21
HPO42-
增
强
HCO3- 4.7×10-11 10.33
CO32-
强
HPO42- 4.8×10-13
12.32
PO43-
H2O
1.0×10-14
14.00
OH-
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二.电离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
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如：计算0.2mol·kg-1的NaCl溶液的凝固点降低值。 假设NaCl不电离，则i =1：
Tf iKfbB0.2 1.8 6 1
0.37K2
如果NaCl百分之百电离，则i =2:
T f 0.21.8 620.77K4
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二、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。
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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1 2 到(的c 1 所z1 有2 离子c2 产z2 生2的 静 电)力 影1 2 响。i cizi2
用公式表示如下：
I1 2(b1z12b2z22)1 2i bizi2 （4-3）