期末-大学无机化学总结

4.2.2 电极电势的能斯特方程式
对于任意给定的电极，电极反应通式为 a(氧化态)+ne-
b(还原态)
离子浓度对电极电势的影响，可从热力学推导而得如下结论:
RT [c(氧化态） /c ] ln b nF [c(还原态） /c ]
又如，T=298.15K时:
a
(4.4a)

1 nm =10-9 m
分散相
高分子溶 液 胶 体 分 散 系 溶胶
均相
1～ 100nm
缔合 胶体 乳状液 悬浮液
非 均 相
＞ 100nm
粗粒 分散系
影响聚沉作用的一些因素
电解质的影响有如下一些规律： （1）聚沉能力主要决定于与胶粒带相反电荷的离子 的价数
异电性离子为一、二、三价的电解质，其聚沉
值的比例约为： 相当于
HCO3- + H2O
H2CO3 + OH-
14 [H2CO3][O H ] Kw 8 10 K b2 2.24 10 7 K (4.46 10 ) a1 [HCO 3 ]
29

K b1

Kb2
10 且
2
cb
Kb 1
500
4
[O H ] K b1 cb1 2.14 10 0.100
（3.15）
[H3O ][A ] ca α ca α ca α 2 Ka [HA] ca ( 1 - α) 1 - α
上式称为稀释定律
由此近似公式，由此可先求得α ，再由 [H+]= ca α来求[H+]。
21
（2）当ca/Ka≥500或α﹤5%时，1－α≈1， 上式可变为 Ka= ca· α2 或


q 0 . 05916 c Re d lg p n c Ox
T=298K
nE lg K 0.05916


区别
各符号的意义？
德布罗意公式：
ห้องสมุดไป่ตู้
h mv
2. 测不准原理 不可能同时测得电子的精确位置和精确动量。
测不准关系式：
h X P 4
第五章 胶体
第二节 溶胶
盐效应(salt effect) 加入不含相同离子的强电解质，而使难
溶电解质的溶解度增大的效应。
[共轭碱 ] pH p Ka lg [共轭酸 ]
一、缓冲容量
第四章
缓冲溶液
第二节 缓冲溶液pH的计算
单位体积（1L or 1mL）缓冲溶液的pH 改变一 个单位时所需加入的一元强酸或强碱的物质的 量。
高分子胶体物质:ρB = 70 g.L-1
晶体
细胞内外
>>胶体 血管内外
第三章
一、主要观点（main points ）
电解质溶液
第一节 强电解质溶液理论
1923年，P.Debye和E.Huckle提出了离子互 吸学说，又称强电解质溶液理论。
二
一
强电解质溶
液中，有球 带有相反电 荷的离子还 能相互缔合 成离子对。
Ka2
[H3O ][A ] [HA ]

2
24
水的质子自递平衡 H2O+H2O H3O+ +OHKw=[H3O+]· [OH-] 在上述三个平衡中,[H3O+]是同一个值。
(1)当Ka· ca≥20Kw时,可忽略水的质子自递平衡 (2)当Ka1 /Ka2 ≥102 时,其水溶液中[H+]或其他 离子浓度的计算,可忽略第二步的质子传递反应 所产生的H+，当作一元弱酸处理，则 [H+]≈[HA-]， [H2A]≈c(H2A) (即平衡浓度约等于起始浓度)。
4.63 10 (mol L )
pOH = 2.33 pH = 14.00-2.33 = 11.67.
3
1
30
四．两性物质溶液
两性物质有HCO3-、H2PO4-、HPO42-、 NH4Ac和氨基酸(以NH3+· CHR· COO-为代表)等， 它们在溶液中既能给出质子又能接受质子，根 据具体情况分为三种类型。
lg r A z z
第三章
电解质溶液
I
盐效应 (salt effect) 极限稀释公式 ——P.Debye-E.Huckle
仅适用于二元电解质的极稀溶液 A：298K时的水溶液中为0.509
加入不含相同离子的强电解质，而使难
溶电解质的溶解度增大的效应。
第三章 电解质溶液
第五节 难溶强电解质的沉淀溶解平衡
△Tf = Kf .bB
沸点升高
凝固点降低
施加于溶液液面上、恰能制止渗透过程进 行的压力称为该溶液的渗透压力，简称渗 透压( ) 反向渗透 = cBRT 渗透压与溶液物质的量浓度及绝对温度 成正比，而与溶质及溶剂的种类无关。
第二章
稀溶液的依数性
第三节 溶液的渗透压
溶液的渗透压是溶液中所有溶质质点贡献的 总和，因此—— 对于非电解质的稀溶液： = bB RT
26

2
例3-12 计算0.10mol· L-1邻苯二甲酸(C8H6O4)溶液的 pH,并求[C8H6O4-]，[C8H6O42-]和[OH-] 。 解： 已知Ka1 =1.3×10-3，Ka2= 3.9×10-6 c(C8H6O4)=0.10mol· L-1 , 则Ka1 /Ka2 ≥102 ca/Ka1<500， 可按一元酸的近似式计算：Ka1= caα2/(1－α) 1.3×10-3 = 0.100 α 2/(1－α ) 解一元二次方程，得α =10.8% 则 [H+]=ca α =1.08×10-2mol· L-1,pH=1.96 [C8H6O4-]=[H+]=1.08×10-2mol· L-1 [C8H6O42-]= Ka2 =3.9×10-6mol· L-1 [OH-]=Kw/[H+]=9.3×10-13mol· L-1
总浓度一定时，在1-10最大
一般，正常的缓冲比范围： 1:10缓冲比 10:1 缓冲作用的有效区间(缓冲范围); pH=pKa ± 1 缓冲比一定时，总浓度越大，缓冲容量越大
分散系分类及特征
分散相粒子大小 (直径) ＜1nm 分子(离子) 分散系 真溶液 性质 均相，热力学稳定系统 扩散快，透滤纸和半透膜 均相，热力学稳定系统 扩散慢，透滤纸不透半透膜 非均相，热力学不稳定系统 扩散慢，透滤纸不透半透膜 均相，热力学稳定系统 扩散慢，透滤纸不透半透膜 非均相，热力学不稳定系统 不透滤纸和不透半透膜
α
K a ca
此式为稀释定律的最简式。 由此计算
[H ] ca α ca K a / ca K a ca （3.16）
一般地，当Ka· ca≥20Kw，且ca/Ka≥500时， 可采用最简式计算。
22

对于一元弱碱溶液，同理可得简化公式：
[O H ] K b cb
使用稀释定律公式应注意 ①仅适用于稀释，即单一电解质存在时。 ②当弱酸(或弱碱)的Ka· ca(或Kb· cb)≥20Kw， 且ca /Ka (cb / Kb)≥500时，或α ﹤5%时。
对于电解质的稀溶液：
= i bB RT
i——校正因子 i是溶质的一个分子在溶液中能产生的粒子数
第二章
稀溶液的依数性
第三节 溶液的渗透压
mB RT MB V
尽可能小
K f .mB MB Tf .mA
尽可能大
高分子 物质
渗透压法
小分子 物质
凝固点降低法
第二章 （一）渗透浓度(osmolarity)
两种电现象的相互关系
（液体静止，固体粒子运动）
电泳
（固相静止，液体移动）
电渗
外加电场的作用,由于固相和液相的相对移动而引起因电而动电动 现象(electrokinetic phonmena)
（1）当Ka· ca ≥ 20Kw时，可忽略水的质子 自递平衡，只考虑酸的质子传递平衡 HA + H2O 平衡时 ca(1- α) H 3 O+ + A ca· α ca· α
形对称的离
子氛。
第三章
电解质溶液
第一节 强电解质溶液理论
二、离子的活度和活度因子（activity and activity factor） 在电解质溶液中实际上可起作用的离子浓度
离子的有效浓度（ B ）
B
def
cr
B .cB/c = . c B r
c: 标准态的物质的量浓度（1molL -1） cr：物质B的相对浓度，是一个单位为1的量 活度：没有量纲的物理量
稀溶液的依数性
单位体积溶液中所含渗透活性物质的物 质的量
nos cos V
Unit: molL-1 / mmolL-1
产生渗透效应的 溶质粒子
非电解质溶液： cOS= cB 电解质溶液： cOS= icB
第二章
稀溶液的依数性
第三节 溶液的渗透压
（四）晶体渗透压和胶体渗透压 晶体渗透压： 由低分子晶体物质产生 胶体渗透压： 由高分子胶体物质产生 血浆中低分子晶体物质: ρB = 7.5 g.L-1
0.0591 6V
n
[c(氧化态） / c ]a (4.4b) lg b [c(还原态） /c ]
式(4.4a)和(4.4b)称为电极电势的能斯特方程
第九章 氧化还原反应与电极电势
第三节 电极电势Nernst方程式及影响因素
三、Relationship of E and K
nFE lg K 2.303 RT
医科化学
期末复习
学员旅一营一连九班 ----***制作
绪论 当溶液为极稀水溶液时：cB 第一章 bB
几种常用组成标度
组成标度
物质的量浓度

符号 cB(mol/l) xB(1)
摩尔分数 质量分数
B
摩尔质量浓度
nB bB mA
mB B V
质量浓度
蒸气压下降
△ P=K . bB △Tb = Kb . bB
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例3-13 计算0.100mol· L-1Na2CO3溶液的pH值。
解： Na2CO3溶液是多元弱碱CO32-溶液
CO32- + H2O

HCO3- + OH-
K b1
14 [OH ][HCO 3 ] K w 5 10 2.14 10 2 K a2 (4.68 10 11 ) [CO 3 ]
100 :1.6 :0.14
1 1
6
1 : 2
6
1 : 3
6
这表示聚沉值与异电性离子价数的六次方成反比
2015-6-30
这一结论称为Schulze-Hardy规则
14
§9-6 憎液溶胶的胶团结构
如在稀KI溶液中缓慢加入 少量AgNO3稀溶液, 得到AgI溶 胶(负溶胶), 过剩的KI则起稳定 剂的作用.
③ ca或 cb为起始浓度。
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三、多元酸碱溶液
多元弱酸的水溶液是一种复杂的酸碱平 衡系统,其质子传递反应是分步进行的。 例如二元酸H2A,其第一步质子传递反应为 H2A + H 2O HA- + H3O+ [H3O ][HA ] K a1 [H2 A] 第二步质子传递反应为 HA- + H2O A2- + H3O+
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(3)若ca/Ka1 ≥ 500，则
[H ] K a1[H 2 A] K a1 c(H 2 A)
该式是忽略了多元酸的第二级解离和水 的解离，近似地按一元弱酸处理，计算[H+]的 近似公式，而[HA-]≈[H+]。 A2-是第二步质子传递的产物，即
[H3O ][A ] K a2 [HA- ] 多元酸的第二级解离很弱(Ka1很小),溶液中的 [H+]主要是第一级解离，按一元弱酸计算所得， 所以[H+]≈[HA-]，故[A2-]≈Ka2, [OH-]=Kw/[H+]。
规律
胶核
胶粒 [(AgI)m nI－ (n－x)K+] x－,xK+
胶团 胶粒 [(AgI)m nAg+ (n－x)NO3-] x+, x NO3胶核
如在AgNO3稀溶液中缓慢 加入少量KI 稀溶液, 得到AgI溶 胶(负溶胶), 过剩的AgNO3则起 稳定剂的作用.
胶团
固态微粒更易于吸附那些构成该固态微粒的元素的离子, 这样 有利于胶核的进一步长大. 在同一个溶胶中, 每个固体微粒所含分子个数 m及其所吸附的 离子个数 n 都不一定是相等的. 00-7-28 15 整个胶团是电中性的, 总电荷数应为零, n = ( n－x ) + x
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因此，对于多元弱酸溶液可以归纳为 (1)当多元弱酸的Ka1» Ka2» Ka3、Ka1 /Ka2 ≥102 时，可当作一元弱酸处理，以求算[H+]。
(2)多元弱酸第二步质子传递平衡所得的共轭 碱的浓度近似等于Ka2，与酸的浓度关系不大， 如H3P04溶液中，[HPO42-]=Ka2 。 (3)多元弱酸第二步及以后各步的质子传递平 衡所得的相应共轭碱的浓度都很低。多元弱碱 在溶液中的分步解离与多元弱酸相似，根据类 似的条件，可按一元弱碱溶液计算其[OH-]。