水溶液中的化学反应和水体保护

HAc(aq) + H2O(l) === H3O+ (aq) + Ac- (aq)
K
0 a
(
HAc)

C eq H
/
C
0

C
eq Ac
C eq HAc
/
C0
/C0
可简写为
K a (HAc)

C C eq eq H Ac C eq HAc
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HAc(aq) + H2O(l) === H3O+ (aq) + Ac- (aq)
K 不随浓度的变化而变化, 但解离度 α随浓度变化。
K 也符合多重平衡规则。例：
H 2CO3 HCO3 H HCO3 CO32 H
H 2CO3 CO32 2H
Ka1 Ka2
Ka = Ka1Ka2
共轭酸碱的解离常数的关系为: KaKb = KW
始:
C0ຫໍສະໝຸດ Baidu
0
0
平衡: C0 － X
X
X
K a (HAc)

C C eq eq H Ac C eq HAc
X2
C0 X
当 K < 10-4 时, (C0－X) ≈ C0
通式:
X

C eq H

KaC0
解离度


C eq H

KaC0
Ka
C0
C0
C0
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外加题
根据酸碱质子理论 , CO32-是 ___碱___ , 其共轭__酸__ 是__H__C_O_3_- _; H2PO4-是 _两__性__物__质__, 它的共轭酸是 _H__3P_O__4 _ , 共轭碱是 __H_P_O__42_- _ ,
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同理，一元弱碱的有关公式：
始: 平衡:
NH3(aq) +
H2O(l)
===
NH
4
(aq)
+
OH (aq)
C0 C0 － X
0
0
X
X
通式:
X

C eq OH


KbC0
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对解离常数的几点讨论：
K 表示解离倾向的大小，对同类型的酸或碱 K 能表示 酸或碱强弱。例：KHAc=1.76×10-5 KHClO=2.95 ×10-8
- 237.18 - 79.37
△G(298) = 27.09 kJ/mol
- 157.29
ln
Kb

G298 RT

27.09103 8.314 298.15
10.93
Kb 1.79105
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（1） 一元弱酸 pH 的关计算: (以HAc为例)
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二、酸碱的解离常数：
解离常数： 除少数强酸强碱外，大多数酸和碱溶液中存在着 解离平衡，其平衡常数 K 叫做解离常数。 Ka ____ 酸的解离常数；Kb ____ 碱的解离常数
NH3(aq) +
H2O(l)
===
NH
4
(aq)
+
OH(aq)
△f G(298) - 26.57
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NH
4
(aq)
+
H2O(l) ==K=a= NH3(aq) + H3O+
C C NH 3 H3O K a
C NH
4
COH COH
KW Kb
∴ KaKb = KW
质子酸:
CH
KaC0
KW Kb
C0
质子碱:
COH
强酸对应弱碱，弱酸对应强碱。 酸碱可以是分子，也可以是离子或离子团。 质子理论把电离、中和、水解都归结为酸碱反应。
电离： HAc + H2O === H3O+ + Ac中和： HAc + NH3 === NH4+ + Ac-
水解：Ac- + H2O === HAc + OH-
HS-、H2O、H2PO4- 、HPO42-、HCO3-是两性物质。
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外加题
已知298K时浓度为0.01mol/L 某一元弱酸的pH值为 4.00, 则该酸的解离常数为 ___1_.0_×__1_0_-6_ , 当把该酸溶液 稀释后, 其pH值将变 __大____ , 解离度α将变 ___大__ , 其 解离常数Ka __不_变____ 。
第五章 水溶液中的化学 反应和水体保护
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§5、1 弱酸弱碱溶液 §5、2 沉淀溶解反应和配位反应 §5、3 相平衡和非水溶液中的化学反应 §5、4 水质与水体保护
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§5、1 弱酸弱碱溶液及其应用
一、酸碱理论 二、酸碱的解离常数 三、同离子效应和缓冲溶液 四、PH 的测定
NH4+ (aq) ＝NH3 (aq) + H+ (aq) H2PO4- (aq) ＝ HPO42- (aq) + H+ (aq) HCO3- (aq) ＝ CO32- (aq) + H+ (aq)
酸
碱 + H+
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对质子理论的几点讨论： 酸碱成共轭关系。酸 === 碱 + 质子，
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一、酸碱理论：
1. 酸和碱的概念 电离理论：解离时所生成的正离子全部都是H+的化合
物叫做酸；解离时所生成的负离子全部都
是OH-的化合物叫做碱。
例：HCl、HNO3、HAc、HF 都是酸。 NaOH、KOH、Ca(OH)2 都是碱。
优点：直观、易懂。
缺点：有局限性。例HCl 在苯中不电离，但它是酸。
KbC0
KW Ka
C0
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例题
计算0.100 mol.dm-3HAc溶液中的H+浓度及其pH值。
解：查表:
Ka=1.76×10-5
CH KaC0
1.76105 0.100 1.33103mol / L
pH = -lgC(H+) = 2.88
C eq H

K a C0
解离度


C eq H
长期把 NH3．H2O 写成 NH4OH 。
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酸碱质子理论（质子传递理论）
凡能给出质子的物质（分子或离子）都是酸；
凡能接受质子的物质（分子或离子）都是碱。
酸是质子的给予体，碱是质子的受予体。
例： HCl (aq) ＝ Cl- (aq) + H+ (aq)
HAc (aq) ＝ Ac- (aq) + H+ (aq)