无机化学-第五章酸碱平衡课件

度为 0.95%，求c(OH－), pH和氨的解离常数。
解： NH3(aq) + H2O(l)
NH
+ 4
(aq)
+
OH- (aq)
c0 /mol·L-1
0.200
0
0
ceq 0.200(1– 0.95%) 0.200×0.95% 0.200×0.95%
/mol·L-1 c(OH- ) = 0.200×0.95% mol·L-1=1.9×10-3 mol·L-1
HAc
H 2 CO 3
NH
+ 4
H2O
碱性：ClO
4
HSO
4
H
2
PO
4
Ac -
HCO
3
NH3
OH -
§ 5.2 水的解离平衡和溶液的pH
5.2.1 水的解离平衡 5.2.2 溶液的pH
5.2.1 水的解离平衡
H2O (l) H+ (aq) + OH－(aq)
KW
=
c(H3O+ ) c
c(OH- ) c
0
0
cα cα
c 2 Ka = 1-
当c/ Ka ≥400时，误差 可达5%以下，可近似计算。
1- 1
{ } Ka（HA）= c 2
=
K a（HA ）
{c}
稀释定律：在一定温度下(Ka 为定值)，某弱 电解质的解离度随着其溶液的稀释而增大。
2. 一元弱碱的解离平衡
例：已知25℃时， 0.200mol·L-1氨水的解离
② 水是两性物质，它的自身解离反应 也是质子转移反应。
H+
H2O(l)+H2O(l) 酸(1) 碱(2)
H3O+(aq) +OH－(aq) 酸(2) 碱(1)
③ 盐类水解反应也是离子酸碱的质子 转移反应。例如NaAc水解：
H+
Ac－+H2O OH－ + HAc 碱(1) 酸(2) 碱(2) 酸(1)
既能给出质子，又能接受质子的物质。
如：HSO
4
,
[Fe(OH)(H
2O)5
]2+
,
HCO
3
,
H
2
O,
HS
-等。
① 酸碱解离反应是质子转移反应。
HF(aq) H+ + F－(aq)
H+ + H2O(l) H3O+(aq)
HF(aq) + H2O(l) 酸(1) 碱(2)
H3O+(aq) + F－(aq) 酸(2) 碱(1)
{c(HAc)}
)}
1.8×10-5 = x 2 0.10 - x
x=1.3×10－3
c(H3O+) = c(Ac－) = 1.3×10－3 mol·L-1 c(HAc)=(0.10-1.3×10－3)mol·L-1≈0.10mol·L-1
KW= { c (H3O+)}{c(OH－)}
c(OH－) =7.7×10－12 mol·L-1
5.1.2 酸碱质子理论的基本概念
酸：凡是能释放出质子（H+）的任何 分子或离子。
（质子的给予体） 碱：凡是能与质子（H+）结合的分子 或离子。 （质子的接受体）
酸
HAc
H
2
PO
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4
HPO
24
NH
+ 4
[CH 3 NH 3 ]+
[Fe(H 2O) 6] 3+
[Fe(OH)(H 2O) 5 ]2+
H+ +碱
pH
=
-lg{c(H
O+
3
)}
=
2.89
解离度(a)
α
已解离的浓度 = 初始浓度 100%
=
c0
- ceq c0
100%
醋酸的解离度α = 1.310-3 100% = 1.3%
0.10
α与 Ka的关系：
HA(aq) 初始浓度/mol·L-1 c 平衡浓度/mol·L-1 c– cα
H+(aq) + A－(aq)
5.3.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡
1.一元弱酸的解离平衡 HA (aq)+H2O(l) H3O+(aq)+A－(aq)
Ka (HA ) =
[c(H3O+ ) / c ][c(A－) / c [c(HA) / c ]
]
Ka (HA )
=
{c(H
3O+ )}{c(A-
{c(HA)}
)}
Ka 越大，酸性越强。
H + + Ac -
H+
+
HPO
24
H+
+
PO
34
H + + NH 3
H + + CH 3 NH 2
H + + [Fe(OH)(H 2O) 5]2+
H + + [Fe(OH) 2 (H 2O) 4]+
酸
H+ + 碱
例：HAc的共轭碱是Ac－ ，
Ac－的共轭酸是HAc，
HAc和Ac－为一对共轭酸碱。 两性物质：
NH4Cl水解：
H+
NH
+ 4
+
H2O
H3O+ + NH3
酸(1) 碱(2) 酸(2) 碱(1)
5.1.3 酸和碱的相对强弱
酸和碱的强度是指酸给出质子的能力和 碱接受质子的能力的强弱。
HCl > HAc >HCN
酸越强，其共轭碱越弱； 碱越强，其共轭酸越弱。
酸性：HClO 4 H2SO4 H3PO4
pH =14 - pOH =14 - (-lg1.9×10-3) =11.27
K
b(
NH3
)
=
{c(NH
+ 4
)}
{c(OH-
{c(NH3 )}
)}
=
(1.910-3 )2 0.200 -1.910-3
根据
KW
={c(H
O+
3
)}{c(OH
-
)}=
1.0×10-14
即 - lg c(H+ ) - lg c(OH- ) = - lg KW = 14
pH + pOH = pKW = 14
§ 5.3 弱酸、弱碱的解离平衡
5.3.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡 5.3.2 多元弱酸的解离平衡 5.3.3 盐溶液的酸碱平衡
或 KW ={c(H3O+ )}{c(OH- )}
KW — 水的离子积常数，简称水的离子积。
25℃纯水：c(H+)= c(OH－)=1.0×10-7mol·L-1
KW =1.0×10-14
100℃纯水：KW =5.43×10-13 T ， KW
5.2.2 溶液的pH
pH = -lg{c(H3O+ )} 令 pOH = -lg{c(OH- )}
例：计算25℃时，0.10 mol·L-1 HAc溶液中
的H3O+, Ac－, HAc,OH－浓度及溶液的pH。
解：
HAc(aq)+H2O(l) H3O+(aq)+Ac－(aq)
初始浓度/mol·L-1 0.10
0
0
平衡浓度/mol·L-1 0.10－x
x
x
Ka
(HAc)
=
{c(H
O+
3
)}{c(Ac-
第五章 酸碱平衡
§ 5.1 酸碱质子理论概述 § 5.2 水的解离平衡和溶液的pH § 5.3 弱酸、弱碱的解离平衡 § 5.4 缓冲溶液 § 5.5 酸碱指示剂 § 5.6 酸碱电子理论 § 5.7 配位化合物 § 5.8 配位反应与配位平衡
§ 5.1 酸碱质子理论概述
*5.1.1 历史回顾 5.1.2 酸碱质子理论的基本概念 5.1.3 酸和碱的相对强弱