大专无机化学-电解质溶液和离子平衡

电离平衡
逆、等、动、定、变 分子离解成离子和离子结合成分子的过程 可逆 达到平衡时二者的速率相等 动态平衡 达到平衡时体系中分子和各离子的浓度保 持恒定 条件改变时平衡状态会改变
一元弱酸弱碱的离解平衡
对于水溶液中的一元弱酸HA，有
HA
Ka
θ
H + +A +
{c(H =
)/cθ }{c(A - )/cθ } c(HA)/cθ
关键：酸过量抓住氢离子进行计算！ 关键：酸过量抓住氢离子进行计算！
小结
电解质的定义
强电解质， 强电解质，弱电解质
水的电离
离子积，溶液中H+和OH-的浓度关系 离子积，溶液中 外加酸碱、 外加酸碱、温度对水的电离度的影响
pH的测定 pH的计算
一元弱酸弱碱在水溶液中
1、 一元弱酸HA溶于水后，存在哪些趋势？ 一元弱酸HA溶于水后，存在哪些趋势？ HA溶于水后 电离成H （1）HA电离成 +、A-离子 ） 电离成 （2）离子结合成 ）离子结合成HA分子 分子 2、在HA分子刚溶于水时，哪种趋势占优势？为 在 分子刚溶于水时， 分子刚溶于水时 哪种趋势占优势？ 什么？ 什么？ HA电离的趋势大，因为HA的浓度大 电离的趋势大，因为HA的浓度大 电离的趋势大 HA 3、HA水溶液中都有哪些粒子？ 、 水溶液中都有哪些粒子 水溶液中都有哪些粒子？ HA、H+、A-、OH-，H2O 、
Kθ
{c(H =
+
) / cθ } {c(OH - ) / cθ } c ( H 2 O ) /cθ
1
c '(H + ) c '(OH - ) = c ' ( H 2O )
c = 1mol L
θ
c '(A) = c(A)/cθ
水的电离
水是极弱电解质
H2 0 H++OH-
c '(H + ) c '(OH - ) Kθ = c ' ( H 2O )
电解质
强电解质
在水溶液中理论上100%离解成离子的化合物 离解成离子的化合物 在水溶液中理论上 强酸、强酸的酸式根、强碱、 强酸、强酸的酸式根、强碱、大部分盐 某些金属氧化物
弱电解质
在水溶液中不能全部离解成离子的化合物
强弱电解质的区分不是靠物质的溶解度,而 是物质溶解部分的电离情况
几种典型的强电解质
1、影响水电离的因素有哪些？ 、影响水电离的因素有哪些？
水的温度越高电离程度越大, 水的温度越高电离程度越大 KWθ越大 温度越高电离程度越大 溶液的酸碱性——电解质的稀溶液 电解质的稀溶液 溶液的酸碱性
2、在纯水中，水电离出来的c’(H+)和c’(OH-)离 、在纯水中，水电离出来的 和 离 子浓度是否相等？ 子浓度是否相等？ 实验测得， ℃ 纯水中H 实验测得，25℃时，纯水中 +和OH-浓度均 为10-7molL-1
θ KW = c '(H + ) c '(OH - ) = 107 ×107 = 1014
水的离子积
问题与讨论
1、温度不变，在水中加入少量强酸后，水的离子积是否发 、温度不变，在水中加入少量强酸后 水的离子积是否发 强酸 离子积 生改变？ 生改变？ 2、温度不变，在水中加入少量强碱后，水的离子积是否 、温度不变，在水中加入少量强碱后 水的离子积是否 强碱 离子积 发生改变？ 发生改变？ 3、在稀酸碱溶液中，水电离出来的H+和OH-浓度是否相等？ 、在稀酸碱溶液中，水电离出来的 浓度是否相等？ 4、求1mol/L盐酸溶液中水电离出来的 +浓度为多少？ 、 盐酸溶液中水 盐酸溶液中 电离出来的H 浓度为多少？
pH=-lg c’(H+) =-lg[(1×10-1+1×10-4)/(1+1)] =-lg(5×10-2+5×10-5) ≈ -lg(5×10-2) =2-lg5 =1.3
关键：抓住氢离子进行计算！ 关键：抓住氢离子进行计算！
pH值的计算 值的计算—— 强碱与强碱混合 值的计算 值等于9和 值等于 值等于11的两种 在25℃时，pH值等于 和pH值等于 的两种 ℃ 值等于 NaOH溶液等体积混合 值等于多少？ 溶液等体积混合pH值等于多少 溶液等体积混合 值等于多少？
c '(H + )c '(A - ) = c '(HA)
Kaθ：弱酸的离解常数，与温度有关，与浓度无关 弱酸的离解常数，与温度有关，
同理，对于水溶液中的一元弱碱BOH，有
BOH Kb
θ
B+ +OH +
{c(B )/c }{c(OH )/c } = c '(B )c '(OH ) =
θ
-
θ
+
-
c(BOH)/cθ
c’(H+)=1×10-7 =c’(OH-) × c’(H+)＞1×10-7>c’(OH-) ＞ × c’(H+)＜1×10-7<c’(OH-) ＜ ×
溶液的酸碱性
1、如果c’(H+)不等于 、如果 不等于c’(OH-)则溶液一定呈现酸碱性。 则溶液一定呈现酸碱性。 不等于 则溶液一定呈现酸碱性 2、在水中加酸会抑制水的电离. 、在水中加酸会抑制水的电离 3、c’(H+)/c’(OH-)的值越大则酸性越强。 、 的值越大则酸性越强。 的值越大则酸性越强 4、任何水溶液中都有H+和OH-。 、任何水溶液中都有 某温度下，纯水中 某温度下，纯水中c(H+)=2.0×10-7 mol/L ,则 × 则 2.0×10-7 × 此时溶液中的c(OH-)为：____________ mol/L 。 此时溶液中的 为 若温度不变，滴入稀盐酸使 若温度不变，滴入稀盐酸使c(H+)=5.0×10-6 mol/L ， × 8.0×10-9 × 则c(OH-)为：____________ mol/L 。 为
pH值的测定方法 值的测定方法
测定方法：酸碱指示剂法、 试纸法 试纸法、 计法等 计法等。 测定方法：酸碱指示剂法、pH试纸法、pH计法等。 酸碱指示剂一般是弱的有机酸或弱的有机碱， 酸碱指示剂一般是弱的有机酸或弱的有机碱，他们 的颜色变化是在一定的pH值范围内发生的 值范围内发生的。 的颜色变化是在一定的 值范围内发生的。 指示剂发生颜色变化的pH值范围叫做指示剂的变色 指示剂发生颜色变化的 值范围叫做指示剂的变色 范围。 范围。 pH 石蕊 酚酞 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
电离平衡
在一定条件（温度、浓度） 在一定条件（温度、浓度）下，当电解质分子 电离成离子的速度和离子重新结合成分子的速 的速度和离子重新结合成分子 电离成离子的速度和离子重新结合成分子的速 相等时 电离就达到了平衡状态 平衡状态。 度相等时，电离就达到了平衡状态。
V
v电离
V(电离 V(分子化 电离)= 分子化 分子化) 电离 处于平衡状态 处于平衡状态 v分子化 t
的溶液pH=7 如: c’(H+)=1×10-7的溶液 × pOH= -lg c’(OH-) 常温下 pH+ pOH =14
c '(H ) c '(OH ) = KW
+ -
θ
pH+pOH=pKW
θ
溶液的pH值与酸碱性 溶液的 值与酸碱性
常温下，溶液的酸碱性跟 的关系 的关系： 常温下，溶液的酸碱性跟pH的关系：
溶液的酸碱性
无论是纯水、 无论是纯水、酸溶液中还是碱溶液中都同时 θ 存在H 存在 +和OH-，而且 KW = c '(H + ) c '(OH - ) 的 关系始终成立 关系始终成立 常温下，溶液的酸碱性跟 浓度的关系： 常温下，溶液的酸碱性跟H+和OH-浓度的关系：
中性溶液 酸性溶液 碱性溶液
橙 色
甲基橙 红色
黄色
浅红色
红色 紫色 无色
蓝色 红色
pH值的测定方法
pH的测定方法
pH试纸：多种指示剂，可以在不同精度下 测定溶液的pH
pH值的测定方法
pH计：通过电学系统，利用电化学原理直 接测出溶液pH的电子仪器，使用方便，快 速、准确
pH值的计算
计算：室温下0.05mol/L HCl溶液的pH和 pOH值
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
100 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13 10-14
溶液的pH值 溶液的 值——正误判断 正误判断
1、一定条件下 pH值越大，溶液的酸性越强。 、 值越大， 值越大 溶液的酸性越强。 2、用pH值表示任何溶液的酸碱性都很方便。 、 值表示任何溶液的酸碱性都很方便。 值表示任何溶液的酸碱性都很方便 3、强酸溶液的pH值一定大。 、强酸溶液的pH值一定大。 pH值一定大 4、pH值有可能等于负值。 、 值有可能等于负值 值有可能等于负值。 5、pH值相同的强酸和弱酸中 、 值相同的强酸和弱酸中 值相同的强酸和弱酸中c’(H+)相同。 相同。 相同
HCl → H + +Cl+ c(H ) ≤ 0.05mol/L
pH=-lgc'(H + )=-lg0.05=1.3
θ pOH=pKW pH=14-1.3=12.7
c(OH - )=10-14 /0.05=2 ×10-13
pH值的计算 值的计算—— 强酸与强酸混合 值的计算 值等于1的盐酸溶液和 值等于4的 在25℃时，pH值等于 的盐酸溶液和 值等于 的 ℃ 值等于 的盐酸溶液和pH值等于 硫酸溶液等体积混合pH值等于多少 值等于多少？ 硫酸溶液等体积混合 值等于多少？
化学综合
第四课 电解质溶液与离子平衡
电解质
电解质（electrolyte） 定义：
在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物，例 在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物， 化合物 如酸、碱和盐等。 如酸、碱和盐等。
判断：下列物质是否是电解质？
HCl 蔗糖 醋酸 NH3 NaOH BaSO4 NaCl SO3 铜 石墨
c’(OH-)=(1×10-5+1×10-3)/(1+1) × × pOH=-lg c’(OH-) pOH=-lg[(5×10-6)+(5×10-4)] ≈-lg (5×10-4) × × × =4-lg5 =3.3 pH=14- pOH=14-3.3=10.7
关键：抓住氢氧根离子进行计算！ 关键：抓住氢氧根离子进行计算！
中性溶液
c’(H+)=1×10-7=c’(OH-) × pH =7 c’(H+)＞1×10-7>c’(OH-) ＞ ×wk.baidu.compH＜7 ＜ c’(H+)＜1×10-7<c’(OH-) ＜ × pH＞7 ＞
酸性溶液
碱性溶液
溶液的pH值与 溶液的 值与H+浓度 值与
pH c’(H+)
酸 性 增 强 碱 性 增 强
c '(BOH)
Kbθ：弱碱的离解常数，与温度有关，与浓度无关 弱碱的离解常数，与温度有关，
离解常数
离解常数的大小表示弱电解质的离解程度 Kaθ或Kbθ越大，离解程度越大，该弱电解质 相对越强 10-2> Kaθ或Kbθ>10-3，中强电解质 10-4> Kaθ或Kbθ，弱电解质 10-7> Kaθ或Kbθ，极弱电解质
溶液的pH
表示溶液酸碱性的强弱。 1、意义： 、意义： 表示溶液酸碱性的强弱。
c’(H+)和c’(OH-)可以表示溶液的酸碱性，但其值太小， 可以表示溶液的酸碱性， 和 可以表示溶液的酸碱性 但其值太小， 书写、 书写、使用不便
来表示。 的负对数来表示 2、表示： 用c’(H+)的负对数来表示。 、表示： pH= -lg c’(H+)
HCl→H++ClHNO3 →H++NO3H2SO4 →H++HSO4HSO4- →H++SO42NaOH → Na++OHBa(OH)2 → Ba2++2OHBaSO4 → Ba2++SO42KCl →K++Cl-
水的电离
纯水以什么形式存在？
H2O+H2O H2 O H3O++OHH++OH-
上式的标准平衡常数： 上式的标准平衡常数：
极大部分水仍以水分子形式存在，可将c’(H2O) 极大部分水仍以水分子形式存在，可将 ’ 看作一个常数
θ c '(H + ) c '(OH - ) = K θ c ' ( H 2 O ) = KW
在一定温度下，水中c’(H+)和c’(OH-)的乘积 为一个常数，叫做水的离子积，用KWθ表示
水的电离
pH值计算 值计算—— 强酸与强碱混合 值计算 在25℃时，100mlO.6mol/L的盐酸与等体积 ℃ 的盐酸与等体积 0.4mol/L的氢氧化钠溶液混合后 溶液的pH值等 的氢氧化钠溶液混合后,溶液的 值等 的氢氧化钠溶液混合后 溶液的 于多少？ 于多少？
NaOH+HCl=NaCl+H2O 0.04 0.06 pH=-lg c’(H+) =-lg[0.02/(0.1+0.1)] =-lg10-1=1