溶液中的质子酸碱平衡1－大学化学基础课件

溶液中的质子酸碱平衡1－大学化学基础课件内容摘要：

溶液中的质子酸碱平衡1－大学化学基础课件 第 9章 溶液中的质子酸碱平衡电解质分为 强电解质 (弱电解质 (电解质 是指在水溶液中完全电离为离子的化合物弱电解质 则指在溶液中部分电离的化合物§ 1. 强电解质的电离一 1 L 浓度为 0. 1蔗糖溶液中，能独立发挥作用的溶质的粒子数目是。 但是对于电解质溶液，情况则有所不同。 首先讨论强电解质的情形。 以 液为例，在 1L 的溶液中， 发挥作用的粒子的数目并不是 ，也不是。 而是随着 浓度的不同，其粒子数目呈现出规律性的变化，见下面的表格 : ( 际粒子数是 i 表中可以看出 水溶液发生解离。 有两个问题需要解决： 一是怎样解离 ，是 K + 1) 还是 K+ + 2)液的导电性，说明解离的方式是 (2)第二个问题是解离得是否彻底。 表上的数据说明这种解离是不完全的。 理由是没有得到 2 倍的粒子。 以上是 1887 年 出电离学说时的观点。 进一步的研究表明，在 水溶液中根本不存在 子。 这一问题的提出，促进了电解质溶液理论的发展。 强电解质 理论上 100%电离1 0 0 %分子的总数已电离的分子数但数据表明： 对于一些强电解质 ， 如 其电离度接近 100%； 电解质溶液越浓 ， 电离度越小。 为什么电解质在水溶液中是完全离解而实验数据又表现不完全离解的现象。 二、 强电解质溶液理论1923 年，荷兰人 德国人 出了强电解质溶液理论，成功地解释了前面提出的矛盾现象。 观点： 强电解质在溶液中是 完全电离的 ， 但是由于离子间的相互作用 ， 每一个离子都受到相反电荷离子的束缚 ， 这种离子间的相互作用使溶液中的离子并不完全自由 ， 我们称这种现象为 存在离子氛。 其表现是：溶液导电能力下降 ， 电离度下降 ， 依数性异常。 1. 离子氛离子氛示意图注意：1）由于离子氛的存在，离子的活动受到限制，正负离子间相互制约。 2）溶液的浓度越大，离子氛的作用就越大，离子的真实浓度就越得不到正常发挥。 1 摩尔的离子不能发挥 1 摩尔离子的作用。 3） 强电解质水溶液中的离子只有在无限稀释时才能完全忽略离子间的相互作用。 2、活度与活度系数活度： 是指有效浓度，即单位体积电解质溶液中表现出来的表观离子有效浓度，即扣除了离子间相互作用的浓度。 以 a （ 示。 活度系数活度 a , 它能更真实地体现溶液的行为1） 溶液的浓度 :浓度大，活度 a 偏离浓度 c 越远， 度小， a 和 c 越接近，。 2） 离子的电荷 :电荷高，离子氛作用大， a 和 c 偏离大，。 电荷低，离子氛作用小， a 和 c 接近，。 讨论问题，有时要用到 a 和但是在本章的计算中，如不特殊指出，则认为 a = c , 1。 弱电解质的溶液中，也有离子氛存在: = 1: = 1: = 1a溶液无限稀时中性分子溶剂活度影响活度系数 实验方法来求得电解质溶液离子的 平均活度因子 r±1 离子的活度因子r 离子强度I = ½ 液中第 i 种离子的浓度， i 种离子的电荷离子强度 I 表示了离子在溶液中产生的电场强度的大小。 离子强度越大，正负离子间作用力越大。 表明 ： 离子强度越大 ， 离子间相互作用越显著 ，活度系数越小； 离子强度越小 ， 活度系数约为 1。 稀溶液接近理想溶液 ， 活度近似等于浓度。 离子电荷越大，相互作用越强，活度系数越小。 20 91 )i a （适用于。 : 3 ( 2 5 C )1,: , : n )2m(i 离子强度 离子电荷常数 与温度、介电常数有关离子体积参数 单位 可查p 3 8 9 附表I I I。 在极稀溶液 ，可用以下公式 适用浓度的范围不超过 凡是能释放出质子（ H+）的任何含氢原子的分子或离子的物种。 （质子的给予体）碱： 凡是能与质子（ H+）结合的分子或离子的物种。 （质子的接受体） 酸碱质子理论一、 + +碱 2442 3424 34 2333 252362 O)H)(e(H 422252 O)(H)e(H H+ + 酸（质子给予体 - : 碱 （质子接受体 为 共轭碱 ， - 的 共轭酸为 共轭酸碱对 ( of H+ + H+ + + H+ + + + 2O)63+ H+ + H)(2+仅相差一个质子 的一对酸、碱才为共轭酸碱对例： c ，的共轭酸 c 为一对共轭酸碱。 酸 H+ + 碱酸碱存在着对应的相互依存的关系；物质的酸性或碱性要通过给出质子或接受质子来体现注意： 酸和碱可以是分子 ， 也可以是阳离子或阴离子 有的酸和碱在某对共轭酸碱中是碱 ， 但在另一对共轭酸碱对中是酸； 质子论中不存在盐的概念 ， 它们分别是离子酸或离子碱在某一共轭酸碱对中是酸，而在另一共轭酸碱对中是碱的分子或离子称为 两性物质(2 H+ H+两性物质：既能给出质子，又能接受质子的物质。 等。 如：H,H C O,) O H ) ( H ,H 定要在具体的反应中根据质子得失关系来判断。 质子论的酸碱反应 of 特别是在水中 )H+ 是不能以游离状态单独存在的（在水溶液中，H+的平均寿命是 10水溶液中的实际反应 H+ + + 1 碱 1碱 2 酸 2总反应 + 碱半反应( 酸碱解离反应是质子转移反应 ，如 水是两性物质，它的自身解离反应也是质子转移反应。 H+酸 (1) 碱 (2) 酸 (2) 碱 (1)HF( H+ + F (+ + l) F(+ l) + F (l)+l) +(98K) =( ( (× 9.9 H 9 8 K )( 14w : 水的质子自递常数（水的离子积常数 ) 盐类水解反应也是离子酸碱的质子转移反应。 例如 (1)碱 (2)酸 (2)碱 (1)H+ (1) 碱 (2) 酸 (2) 碱 (1)H+ + + 非水溶液中的酸碱反应，也是离子酸碱的质子转移反应。 例如 +液氨中的酸碱中和反应：H+ H C a C l 2 N H N a N H 24 ( 1 ) ( 2 ) ( 2 ) )1( 碱酸碱酸( 1 ) ( 2 ) ( 2 ) )1( 质子酸碱的强度取决于 （ 1）酸碱本身释放质子和接受质子的能力（ 2）溶剂接受和释放质子的能力例如： 水中为弱酸， 但在液氨中为强酸。 酸碱的强弱 用 电离平衡常数） 来表征在水溶液中，酸碱的强、弱用其电离平衡常数（或称质子传递常数）来表示。 定义： 酸 + 碱 + O H3酸碱 酸的质子传递常数 (of 的解离常数 (2O 或简写 H+3a A cHH A cH A c( K+ 简写 H+4HH + 或简写 H+2223a SSHS + 酸 + O H的质子传递常数，轭酸碱对常数的相互关系+a b w( H ) ( A ) ( H A ) (O H )( H。