人卫5版-第五章酸碱平衡与沉淀溶解平衡 PPT课件
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无机化学 Inorganic chemistry
第 五 章 酸碱平衡与沉淀-溶解平衡
无机化学 Inorganic chemistry
目 的 要 求
1、掌握酸碱质子理论及其应用； 2、熟悉同离子效应对弱酸/弱碱解离 平衡的影响；掌握溶液pH的基本计算 （重点是一元弱酸、一元弱碱）； 3、掌握难溶电解质的沉淀平衡、溶 度积及其与溶解度的关系、溶度积规 则。了解影响沉淀平衡的因素。
Brønsted- Lowry Acid-base Theory
无机化学 Inorganic chemistry
（一）酸碱的定义:
酸：能给出质子(H+)的物质 1 （proton donor） 碱：能与质子(H+)结合的物质 1 （proton acceptor）
两性物质（amphiprotic species）: 既能给出质子、又能接受质子(H+) 的物质
H+
H+
HCl + NH3
NH4+ + Cl-
无机化学 Inorganic chemistry
H+
H+
NH4+ + H2O
H3O+ + NH3
说明：NH4+的水解反应极不完全。
无机化学 Inorganic chemistry
（二）酸碱的强弱 酸碱的强弱不仅取决于酸碱本身 释放或接受质子的能力,同时也取决 于溶剂接受或释放质子的能力。
pH = -lgαH
稀溶液中
+
-lg[H+] -lg[OH-]
pOH = -lgαOH
稀溶液中
-
∵ [H+][OH-] = 1.0×10-14 ∴ pH + pOH = 14
三 共 轭 酸 碱 解 离 常 数 的 关 系
无机化学 Inorganic chemistry
( )
HB + H2O Ka =
[B-][H3O+] [HB]
B- + H3O+
B- + H2O Kb = = [HB][OH-]
HB + OH-
[B-]
[HB][OH-]
[B-]
×
[H3O+]
[H3O+]
=
Kw
Ka
无机化学 Inorganic chemistry
Ka ·Kb = Kw
1、已知某物质酸的Ka，即可求得其 共轭碱的Kb；反之亦然。 2、Ka 与Kb成反比，说明共轭酸碱的 强度是相互制约的。（p72 表5-2）
通常以水作为溶剂来比较各种酸 和碱释放或接受质子的能力。
无机化学 Inorganic chemistry
HA(aq) + H2O(aq)
[ A ] [ H 3O ] θ θ c c Ka [HA] θ c
A-(aq) +H3O+(aq)
[A-][H3O+] Ka = [HA]
Baidu Nhomakorabea
+ H HAc H+
Ac-
Acid（酸）
Base（碱）
Conclusion 酸和碱可以是中性分子 HCO3( neutral molecules) 、阴 H2PO4HPO42离子（negative ions）或阳 离子（ positive ions）
H2O
Acid(酸)
Base(碱)
无机化学 Inorganic chemistry
第一节
酸（Acid）和碱（Base）
Traditional Definition
Arrhenius Definition
Bronsted-Lowry Definition
无机化学 Inorganic chemistry
一、 酸碱质子理论
（Proton Theory of Acid and Base）
无机化学 Inorganic chemistry
酸碱反应的实质
H+ H+
HAc + H2O 酸1 碱2
H3O+ + Ac酸2 碱1
酸碱反应的实质是两个共轭酸碱对 之间的质子传递反应（protolysis reaction）。
无机化学 Inorganic chemistry
在酸碱反应中，可用酸碱相对强弱来 判断反应的方向。通常，酸碱反应总 是较强的酸与较强的碱作用，向着生 成较弱的酸和较弱的碱的方向进行。 例如：
[OH-][H3O+] = K [H2O]2 = Kw Kw称为水的质子自递平衡常数 （Autoprotolysis equilibrium constant） 或水的离子积（ionic product ）。
无机化学 Inorganic chemistry
在297K的纯水中： Kw= [H3O+][OH-] = 1.00×10-14 (适用于一切稀水溶液) [H3O+] = [OH-]= √Kw = √1.00×10-14 = 1.00×10-7mol· L-1
无机化学 Inorganic chemistry
（二）水 溶 液 的 pH 中性溶液： [H+] = [OH-] = 1.0×10-7mol· L-1
酸性溶液：
[H+] ＞ 1.0×10-7mol· L-1 ＞[OH-] 碱性溶液：
[H+] ＜ 1.0×10-7mol· L-1 ＜ [OH-]
无机化学 Inorganic chemistry
Ka 称为酸度常数或酸解离常数，表示酸 在水中给出质子能力的大小。 Ka 越大， Ka 的大小与温度有关。 酸性越强。
无机化学 Inorganic chemistry
B(aq) + H2O(aq)
BH+(aq) + OH-(aq)
Kb =
[BH+][OH-]
[B]
Kb称为碱度常数或碱解离常数，表示碱 在水中接受质子能力的大小。 Kb 越大， 碱性越强。
即：酸越弱，其共轭碱越强； x 碱越弱，其共轭酸越强。
在仅相差一个质子的酸碱之间，存在一 种通过质子相互联系和转化的关系，这 种关系称为酸碱共轭关系。 具有这种关系的酸碱称为共轭酸碱对 （conjugate acid-base pair ），如：
HAc — AcNH4+ — NH3 H2O — OHH3O+ — H2O
H2CO3 — HCO3HCO3- — CO32H2PO4- — HPO42HPO42- — PO43-
无机化学 Inorganic chemistry
第二节
酸碱平衡
一、水的质子自递平衡 （一）水的质子自递反应 （Autoprotolysis equilibrium）：
H+
H 2O + H 2 O
OH- + H3O+
无机化学 Inorganic chemistry
K=
[OH-][H3O+] [H2O][H2O]
第 五 章 酸碱平衡与沉淀-溶解平衡
无机化学 Inorganic chemistry
目 的 要 求
1、掌握酸碱质子理论及其应用； 2、熟悉同离子效应对弱酸/弱碱解离 平衡的影响；掌握溶液pH的基本计算 （重点是一元弱酸、一元弱碱）； 3、掌握难溶电解质的沉淀平衡、溶 度积及其与溶解度的关系、溶度积规 则。了解影响沉淀平衡的因素。
Brønsted- Lowry Acid-base Theory
无机化学 Inorganic chemistry
（一）酸碱的定义:
酸：能给出质子(H+)的物质 1 （proton donor） 碱：能与质子(H+)结合的物质 1 （proton acceptor）
两性物质（amphiprotic species）: 既能给出质子、又能接受质子(H+) 的物质
H+
H+
HCl + NH3
NH4+ + Cl-
无机化学 Inorganic chemistry
H+
H+
NH4+ + H2O
H3O+ + NH3
说明：NH4+的水解反应极不完全。
无机化学 Inorganic chemistry
（二）酸碱的强弱 酸碱的强弱不仅取决于酸碱本身 释放或接受质子的能力,同时也取决 于溶剂接受或释放质子的能力。
pH = -lgαH
稀溶液中
+
-lg[H+] -lg[OH-]
pOH = -lgαOH
稀溶液中
-
∵ [H+][OH-] = 1.0×10-14 ∴ pH + pOH = 14
三 共 轭 酸 碱 解 离 常 数 的 关 系
无机化学 Inorganic chemistry
( )
HB + H2O Ka =
[B-][H3O+] [HB]
B- + H3O+
B- + H2O Kb = = [HB][OH-]
HB + OH-
[B-]
[HB][OH-]
[B-]
×
[H3O+]
[H3O+]
=
Kw
Ka
无机化学 Inorganic chemistry
Ka ·Kb = Kw
1、已知某物质酸的Ka，即可求得其 共轭碱的Kb；反之亦然。 2、Ka 与Kb成反比，说明共轭酸碱的 强度是相互制约的。（p72 表5-2）
通常以水作为溶剂来比较各种酸 和碱释放或接受质子的能力。
无机化学 Inorganic chemistry
HA(aq) + H2O(aq)
[ A ] [ H 3O ] θ θ c c Ka [HA] θ c
A-(aq) +H3O+(aq)
[A-][H3O+] Ka = [HA]
Baidu Nhomakorabea
+ H HAc H+
Ac-
Acid（酸）
Base（碱）
Conclusion 酸和碱可以是中性分子 HCO3( neutral molecules) 、阴 H2PO4HPO42离子（negative ions）或阳 离子（ positive ions）
H2O
Acid(酸)
Base(碱)
无机化学 Inorganic chemistry
第一节
酸（Acid）和碱（Base）
Traditional Definition
Arrhenius Definition
Bronsted-Lowry Definition
无机化学 Inorganic chemistry
一、 酸碱质子理论
（Proton Theory of Acid and Base）
无机化学 Inorganic chemistry
酸碱反应的实质
H+ H+
HAc + H2O 酸1 碱2
H3O+ + Ac酸2 碱1
酸碱反应的实质是两个共轭酸碱对 之间的质子传递反应（protolysis reaction）。
无机化学 Inorganic chemistry
在酸碱反应中，可用酸碱相对强弱来 判断反应的方向。通常，酸碱反应总 是较强的酸与较强的碱作用，向着生 成较弱的酸和较弱的碱的方向进行。 例如：
[OH-][H3O+] = K [H2O]2 = Kw Kw称为水的质子自递平衡常数 （Autoprotolysis equilibrium constant） 或水的离子积（ionic product ）。
无机化学 Inorganic chemistry
在297K的纯水中： Kw= [H3O+][OH-] = 1.00×10-14 (适用于一切稀水溶液) [H3O+] = [OH-]= √Kw = √1.00×10-14 = 1.00×10-7mol· L-1
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（二）水 溶 液 的 pH 中性溶液： [H+] = [OH-] = 1.0×10-7mol· L-1
酸性溶液：
[H+] ＞ 1.0×10-7mol· L-1 ＞[OH-] 碱性溶液：
[H+] ＜ 1.0×10-7mol· L-1 ＜ [OH-]
无机化学 Inorganic chemistry
Ka 称为酸度常数或酸解离常数，表示酸 在水中给出质子能力的大小。 Ka 越大， Ka 的大小与温度有关。 酸性越强。
无机化学 Inorganic chemistry
B(aq) + H2O(aq)
BH+(aq) + OH-(aq)
Kb =
[BH+][OH-]
[B]
Kb称为碱度常数或碱解离常数，表示碱 在水中接受质子能力的大小。 Kb 越大， 碱性越强。
即：酸越弱，其共轭碱越强； x 碱越弱，其共轭酸越强。
在仅相差一个质子的酸碱之间，存在一 种通过质子相互联系和转化的关系，这 种关系称为酸碱共轭关系。 具有这种关系的酸碱称为共轭酸碱对 （conjugate acid-base pair ），如：
HAc — AcNH4+ — NH3 H2O — OHH3O+ — H2O
H2CO3 — HCO3HCO3- — CO32H2PO4- — HPO42HPO42- — PO43-
无机化学 Inorganic chemistry
第二节
酸碱平衡
一、水的质子自递平衡 （一）水的质子自递反应 （Autoprotolysis equilibrium）：
H+
H 2O + H 2 O
OH- + H3O+
无机化学 Inorganic chemistry
K=
[OH-][H3O+] [H2O][H2O]