溶液中的质子酸碱平衡
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溶液中的质子酸碱平衡
影响活度系数r大小的因素: 1）溶液的浓度：浓度大，活度a偏离浓度c越 大，r越小；浓度小，a和c越接近，r越接近于1。 2）离子的电荷：电荷高，离子氛作用大，a和 c偏离大，r越小；电荷低，离子氛作用小，a 和c接近，r接近于 1。
Note：讨论问题，有时要用到a和r，但是在本章的计
Note：
1). 溶液中的离子分布可看成是很多离子氛交错在一起 的复杂系统。 2). 用动态的观点看待离子氛，是一个统计平均的结果。 3). 离子氛的存在使强电解质溶液的电离度(表观电离度) 并非100％，导电性降低、依数性比完全电离时小。 4). 除离子氛外，在浓溶液中，还存在离子缔合现象， 阴阳离子形成离子对作为独立单元而运动。 5). 强电解质只有无限稀释时才能完全忽略离子间的相 互作用。
弱电解质 指在溶液中部分电离的化合物 如： 弱酸、弱碱等
Note：电解质的强弱除了与本身性质有关外， 还与溶剂的性质有溶液关中的。质子酸碱平衡
1.电解质溶液的依数性
各种电解质溶液的△Tf
cB mol·l-1
△Tf（实验值）/K NaCl K2SO4 HCl HAc
理论计 算值
0.10 0.050 0.010
强电解质完全电离，为何其表观电 离度不是100％？
溶液中的质子酸碱平衡
2.强电解质溶液理论
(1).理论要点：
①强电解质在水溶液中完全电离，但由于离子间的 相互作用，离子的行动不完全自由。
②离子之间存在以库仑力为主的相互作用力，在中 心离子周围形成带相反电荷的“离子氛”。
③通电时，正电荷离子向负极运动，而其“离子氛” 向正极运动，使得离子的运动速度减慢，导电性 减弱。
第9章 溶液中的质子酸碱平衡
9.1电解质在水溶液中的状况 9.2酸碱质子理论 9.3水的解离平衡和pH 9.4弱酸、弱碱的解离平衡 9.5缓冲溶液
溶液中的质子酸碱平衡
9.1 电解质在水溶液中的状况
1 电解质溶液的依数性 2 强电解质溶液理论
溶液中的质子酸碱平衡
强电解质与弱电解质
电解质
强电解质 指在溶液中完全电离为离子的化合物 如：强酸、强碱及大多数盐类
溶液中的质子酸碱平衡
离子强度与活度系数的关系：
I 越大↑，相互作用↑，活度系数↓； I 越小↓，活度系数↑（γ→1）；
溶液中的质子酸碱平衡
9.2 酸碱质子理论
1 酸碱的定义 2 酸碱反应的实质 3 质子酸碱的强弱
溶液中的质子酸碱平衡
酸碱理论发展历史
• 酸碱的早期定义： 酸：有酸味，能使蓝色石蕊变红 碱：有涩味，能使红色石蕊变蓝
H2O
H + + Ac -
H+
+
HPO
24
H+
+
PO
34
H + + NH 3
H + + OH-
两性物质：既能给出质子，又能接受质子的物质。 如 ： H 2 溶O 液,中H 的C 质子O 酸3 - 碱,平衡H S - 等 。
2.酸碱反应的实质：
酸碱反应的实质是两个共轭酸碱对之间质 子的传递反应。
H+
• 酸碱电离理论（Arrhenius, 1887） • 酸碱质子理论（Bronsted-Lowry, 1923） • 酸碱电子理论（Lewis, 1923） • 软硬酸碱理论（Pearson, 1963）
溶液中的质子酸碱平衡
1.酸碱的定义：
酸：能给出质子H+ 的分子或离子。 如 HCl, HAc, NH4+, HCO3–
溶液中的质子酸碱平衡
➢ 离子的行动为什么不完全自由 ——离子氛 ➢实际发挥作用的浓度怎样计算 ——活度和活 度系数 ➢离子的相互作用大小如何衡量 ——离子强度
溶液中的质子酸碱平衡
(2).离子氛
在溶液中每一个离子都被带相反电荷且分布不均 匀的其它离子包围，形成一个球对称的离子氛。
离子氛示意图
溶半液中径的：质～子酸1碱0－平1衡0 m
碱：能接受质子H+的分子或离子。 如OH-, Ac-, NH3, CO32–
酸即是质子给体 proton donor 碱即是质子受体 proton acceptor
溶液中的质子酸碱平衡
共轭酸
H+ ＋ 共轭碱
conjugate acid
conjugate base
HAc
H
2
PO
4
HPO
24
NH
+ 4
酸1 ＋ 碱2
碱1 ＋ 酸2
酸碱反应的方向则取决于溶液中两种酸释放质子能力的 强弱及两种碱接受质子能力的强弱。一般反应方向是由 强酸与强碱发生反应，向生成弱的共轭碱和共轭酸方向
进行。
溶液中的质子酸碱平衡
①HF在水溶液中的电离反应是由给出质子的半反应和接 受质子的半反应组成的。
HF(aq) H+ + H2O(l) HF(aq) + H2O(l)
电 离 度 ＝ 已 经 原 电 有 离 分 的 子 分 总 子 数 数 1 0 0 ％
cB
mol·l-1
NaCl
表观电离度α值
HCl
HAc
0.10
0.87
0.91
0.011
c 0.050
0.89
0.92
0.020
α
0.010
0.93
0.97
0.048
0.0050 0.94
0.99
0.060
思考题
算中，如不特殊指出，则认为 a = c ，r = 1。
溶液中的质子酸碱平衡
(4).离子强度
➢ 衡量溶液中离子与它的离子氛之间的作用强弱。 ➢ 离子浓度越大，离子所带电荷越高，离子与 离子wk.baidu.com之间的作用越强。
I=1/2Σcizi2
I：离子强度(mol·L-1) ci：i离子的浓度(mol·L-1) Zi ：i 离子的电荷数
H+ + F－(aq) H3O+(aq) H3O+(aq) + F－(aq)
溶液中的质子酸碱平衡
(3).活度与活度系数
活度：又称有效浓度，是指电解质溶液中实际 上可起作用的离子的浓度，即扣除了离子间相 互作用的浓度，以a (activity)表示。活度和浓 度c的关系为：
a= r×c
a：活度（有效浓度） r ：活度系数。活度系数反映了电解质溶液中 离子间相互牵制作用的大小，一般r<1，a<c。
0.347 0.176 0.0359
0.458 0.239 0.0515
0.355 0.179 0.0366
0.188 0.0949 0.0195
0.186 0.0930 0.0186
0.0050 0.0180 0.0266 0.0185 0.00986 0.00930
依数性公溶式液中的：质子△酸碱T平衡f ＝ iKf cB
影响活度系数r大小的因素: 1）溶液的浓度：浓度大，活度a偏离浓度c越 大，r越小；浓度小，a和c越接近，r越接近于1。 2）离子的电荷：电荷高，离子氛作用大，a和 c偏离大，r越小；电荷低，离子氛作用小，a 和c接近，r接近于 1。
Note：讨论问题，有时要用到a和r，但是在本章的计
Note：
1). 溶液中的离子分布可看成是很多离子氛交错在一起 的复杂系统。 2). 用动态的观点看待离子氛，是一个统计平均的结果。 3). 离子氛的存在使强电解质溶液的电离度(表观电离度) 并非100％，导电性降低、依数性比完全电离时小。 4). 除离子氛外，在浓溶液中，还存在离子缔合现象， 阴阳离子形成离子对作为独立单元而运动。 5). 强电解质只有无限稀释时才能完全忽略离子间的相 互作用。
弱电解质 指在溶液中部分电离的化合物 如： 弱酸、弱碱等
Note：电解质的强弱除了与本身性质有关外， 还与溶剂的性质有溶液关中的。质子酸碱平衡
1.电解质溶液的依数性
各种电解质溶液的△Tf
cB mol·l-1
△Tf（实验值）/K NaCl K2SO4 HCl HAc
理论计 算值
0.10 0.050 0.010
强电解质完全电离，为何其表观电 离度不是100％？
溶液中的质子酸碱平衡
2.强电解质溶液理论
(1).理论要点：
①强电解质在水溶液中完全电离，但由于离子间的 相互作用，离子的行动不完全自由。
②离子之间存在以库仑力为主的相互作用力，在中 心离子周围形成带相反电荷的“离子氛”。
③通电时，正电荷离子向负极运动，而其“离子氛” 向正极运动，使得离子的运动速度减慢，导电性 减弱。
第9章 溶液中的质子酸碱平衡
9.1电解质在水溶液中的状况 9.2酸碱质子理论 9.3水的解离平衡和pH 9.4弱酸、弱碱的解离平衡 9.5缓冲溶液
溶液中的质子酸碱平衡
9.1 电解质在水溶液中的状况
1 电解质溶液的依数性 2 强电解质溶液理论
溶液中的质子酸碱平衡
强电解质与弱电解质
电解质
强电解质 指在溶液中完全电离为离子的化合物 如：强酸、强碱及大多数盐类
溶液中的质子酸碱平衡
离子强度与活度系数的关系：
I 越大↑，相互作用↑，活度系数↓； I 越小↓，活度系数↑（γ→1）；
溶液中的质子酸碱平衡
9.2 酸碱质子理论
1 酸碱的定义 2 酸碱反应的实质 3 质子酸碱的强弱
溶液中的质子酸碱平衡
酸碱理论发展历史
• 酸碱的早期定义： 酸：有酸味，能使蓝色石蕊变红 碱：有涩味，能使红色石蕊变蓝
H2O
H + + Ac -
H+
+
HPO
24
H+
+
PO
34
H + + NH 3
H + + OH-
两性物质：既能给出质子，又能接受质子的物质。 如 ： H 2 溶O 液,中H 的C 质子O 酸3 - 碱,平衡H S - 等 。
2.酸碱反应的实质：
酸碱反应的实质是两个共轭酸碱对之间质 子的传递反应。
H+
• 酸碱电离理论（Arrhenius, 1887） • 酸碱质子理论（Bronsted-Lowry, 1923） • 酸碱电子理论（Lewis, 1923） • 软硬酸碱理论（Pearson, 1963）
溶液中的质子酸碱平衡
1.酸碱的定义：
酸：能给出质子H+ 的分子或离子。 如 HCl, HAc, NH4+, HCO3–
溶液中的质子酸碱平衡
➢ 离子的行动为什么不完全自由 ——离子氛 ➢实际发挥作用的浓度怎样计算 ——活度和活 度系数 ➢离子的相互作用大小如何衡量 ——离子强度
溶液中的质子酸碱平衡
(2).离子氛
在溶液中每一个离子都被带相反电荷且分布不均 匀的其它离子包围，形成一个球对称的离子氛。
离子氛示意图
溶半液中径的：质～子酸1碱0－平1衡0 m
碱：能接受质子H+的分子或离子。 如OH-, Ac-, NH3, CO32–
酸即是质子给体 proton donor 碱即是质子受体 proton acceptor
溶液中的质子酸碱平衡
共轭酸
H+ ＋ 共轭碱
conjugate acid
conjugate base
HAc
H
2
PO
4
HPO
24
NH
+ 4
酸1 ＋ 碱2
碱1 ＋ 酸2
酸碱反应的方向则取决于溶液中两种酸释放质子能力的 强弱及两种碱接受质子能力的强弱。一般反应方向是由 强酸与强碱发生反应，向生成弱的共轭碱和共轭酸方向
进行。
溶液中的质子酸碱平衡
①HF在水溶液中的电离反应是由给出质子的半反应和接 受质子的半反应组成的。
HF(aq) H+ + H2O(l) HF(aq) + H2O(l)
电 离 度 ＝ 已 经 原 电 有 离 分 的 子 分 总 子 数 数 1 0 0 ％
cB
mol·l-1
NaCl
表观电离度α值
HCl
HAc
0.10
0.87
0.91
0.011
c 0.050
0.89
0.92
0.020
α
0.010
0.93
0.97
0.048
0.0050 0.94
0.99
0.060
思考题
算中，如不特殊指出，则认为 a = c ，r = 1。
溶液中的质子酸碱平衡
(4).离子强度
➢ 衡量溶液中离子与它的离子氛之间的作用强弱。 ➢ 离子浓度越大，离子所带电荷越高，离子与 离子wk.baidu.com之间的作用越强。
I=1/2Σcizi2
I：离子强度(mol·L-1) ci：i离子的浓度(mol·L-1) Zi ：i 离子的电荷数
H+ + F－(aq) H3O+(aq) H3O+(aq) + F－(aq)
溶液中的质子酸碱平衡
(3).活度与活度系数
活度：又称有效浓度，是指电解质溶液中实际 上可起作用的离子的浓度，即扣除了离子间相 互作用的浓度，以a (activity)表示。活度和浓 度c的关系为：
a= r×c
a：活度（有效浓度） r ：活度系数。活度系数反映了电解质溶液中 离子间相互牵制作用的大小，一般r<1，a<c。
0.347 0.176 0.0359
0.458 0.239 0.0515
0.355 0.179 0.0366
0.188 0.0949 0.0195
0.186 0.0930 0.0186
0.0050 0.0180 0.0266 0.0185 0.00986 0.00930
依数性公溶式液中的：质子△酸碱T平衡f ＝ iKf cB