第三章-酸碱解离平衡-PPT课件.ppt

1、1第三章第三章 酸碱解离平衡酸碱解离平衡2第三节第三节 酸碱理论酸碱理论第二节第二节 弱电解质溶液弱电解质溶液第一节第一节 强电解质溶液强电解质溶液第四节第四节 水电解平衡和溶液的水电解平衡和溶液的PHPH值值3电解质电解质强电解质和弱电解质强电解质和弱电解质可溶性电解质可溶性电解质难溶性电解质难溶性电解质强电解质强电解质弱电解质弱电解质4二、离子的活度和活度因子二、离子的活度和活度因子一、强电解质溶液理论要点一、强电解质溶液理论要点第一节第一节 强电解质溶液强电解质溶液5 强电解质强电解质(strong electrolyte)：在水溶液中在水溶液中能完全解离成离子的化合物。能完全解离成离子

2、的化合物。 特点：特点：1、不可逆性；不可逆性； 2、导电性强；、导电性强；NaCl Na+ + Cl-例如：例如：（离子型化合物）（离子型化合物） HCl H+ + Cl-（强极性分子）（强极性分子）6 从一些实验结果表明，强电解质在溶液中从一些实验结果表明，强电解质在溶液中得解离度都小于得解离度都小于100%。实验测得几种强电解质溶液的解离度实验测得几种强电解质溶液的解离度（298K，浓度为，浓度为0.1mol L-1）物质物质 解离度解离度(%) 物质物质 解离度解离度(%) HCl 92 NaCl 84HNO3 92 KNO3 83NaOH 847强电解质溶液理论要点强电解质溶液理论要

3、点 1923年年Debye P和和Hckel E提出了电解质提出了电解质离子相互作离子相互作用理论用理论(ion interaction theory）。）。 其要点为：其要点为：强电解质在水中是全部解离的；强电解质在水中是全部解离的； 离子间通过静电力相互作用，每一个离子都被周围电离子间通过静电力相互作用，每一个离子都被周围电荷相反的离子包围着，形成所谓离子氛（荷相反的离子包围着，形成所谓离子氛（ion atmosphere )。8 由于由于离子氛的存在离子氛的存在，离子间相互作用而互相牵制，离子间相互作用而互相牵制，使溶液中的离子使溶液中的离子不能百分之百地发挥离子应有的效能不能百分之百地

4、发挥离子应有的效能。使溶液中自由离子的浓度降低。使溶液中自由离子的浓度降低。离子对模型离子对模型离子氛模型离子氛模型9离子的活度和活度因子离子的活度和活度因子 活度活度(activity)：它是电解质溶液中实际上能起作用它是电解质溶液中实际上能起作用的离子浓度。符号为的离子浓度。符号为a，单位为，单位为1。 活度活度a aB B与摩尔浓度与摩尔浓度c cB B的关系为：的关系为：a aB B = = c cB B / /c cB 式中式中B称为溶质称为溶质B的活度因子的活度因子(activity factor) , c 为标准摩尔浓为标准摩尔浓度（即度（即 1molL-1）。）。10实验方法只

5、能得到电解质溶液离子的平均活度因子实验方法只能得到电解质溶液离子的平均活度因子。对于阳离子对于阳离子 a+ = c对于阴离子对于阴离子 a- = c 对于阳离子对于阳离子 a+ = +c对于阴离子对于阴离子 a- = -c11（2）通常把中性分子的活度因子视为）通常把中性分子的活度因子视为1。（1）当溶液中的离子浓度很小时，活度接近浓度，即）当溶液中的离子浓度很小时，活度接近浓度，即 B 1。（3）对于弱电解质，因其离子浓度很小，）对于弱电解质，因其离子浓度很小， B 1 。 溶液愈稀，离子间的距离愈大，离子间的牵制作用愈弱，溶液愈稀，离子间的距离愈大，离子间的牵制作用愈弱，离子氛和离子对出现

6、的机会愈少，活度与浓度间的差别就愈小。离子氛和离子对出现的机会愈少，活度与浓度间的差别就愈小。规规 律律12其定义为：其定义为： 式中，式中， ci和和 zi分别为溶液中第分别为溶液中第i 种离子的物质种离子的物质的量浓度和该离子的电荷数的量浓度和该离子的电荷数. I 的单位为的单位为molL-1。离子强度离子强度(ionic strength)niiizczczczcI1223322221121.)(2113平均活度因子与溶液的离子强度关系：平均活度因子与溶液的离子强度关系：式中，式中， z 和和z分别为正、负离子所带的电荷数，分别为正、负离子所带的电荷数，A 为常数，为常数，I 是以是以m

7、olL-1为单位时离子强度的值。只适用于离子强度小于为单位时离子强度的值。只适用于离子强度小于0.02molL-1的极稀溶液的极稀溶液Debye-Hckel 公式公式-lg-A zzI14 计算下列溶液的离子强度：计算下列溶液的离子强度： (1)0.10molL-1NaNO3溶液；溶液； (2)0.10molL-1Na2SO4溶液；溶液； (3)0.020molL-1KBr+0.030molL-1ZnSO4溶液。溶液。 解：解： (1)0.10molL-1NaNO3溶液；溶液；例例 3-2c21)(NO2)(NO)(Na2)(Na33zczI1)(L(0.10mol1)(L(0.10mol21

8、21211L0.10mol15（2）0.10molL-1Na2SO4溶液；溶液；cc21)(SO2)(SO)(Na2)(Na2424zzI12121(0.20mol L)(1)(0.10mol L)(2) 21L0.30mol（3)0.020molL-1KBr+0.030molL-1ZnSO4溶液溶液)(Br2)(Br)(K2)(Kcc21zzI21211)(L(0.020mol1)(L(0.020mol211L0.14molcc)(SO2)(SO)(Zn2)(Zn2424zz222)(L(0.030mol2)(L(0.030mol212116试计算试计算0.010molL-1NaCl溶液在溶

9、液在25的离子强度、活度因的离子强度、活度因子、活度和渗透压力。子、活度和渗透压力。解：解：cc21)(Cl2)(Cl)(Na2)(NazzI1)(L(0.010mol1)(L(0.010mol2121211L0.010mol由计算可知，对于由计算可知，对于11价型的强电解质在数值上等于浓度。价型的强电解质在数值上等于浓度。zzIlg0.5090.509( 1) ( 1)0.0100.051 =0.8917a= bB /b 0.0089)L/(1molL0.010mol0.89111(NaCl)L0.0089molc 根据根据 i cBRTi 21JL1kPa298.15KKmol8.314J

10、L0.0089mol211144.1kPa 实验测得实验测得值为值为43.1kPa，与上述用离子活度计算的，与上述用离子活度计算的值值比较接近，与不考虑活度时的计算值比较接近，与不考虑活度时的计算值(49.6kPa)相差较大。相差较大。18第二节第二节 弱电解质溶液弱电解质溶液1、弱电解质的离解平衡弱电解质的离解平衡2 2、弱电解质离解平衡的移动、弱电解质离解平衡的移动19 弱电解质弱电解质(weak electrolyte) (weak electrolyte) ：在水溶液中在水溶液中只有少部分分子解离成阴、阳离子，大部分以分子只有少部分分子解离成阴、阳离子，大部分以分子状态存在。状态存在。

11、特点：特点：1、可逆性可逆性，存在一个动态的，存在一个动态的解离平衡解离平衡； 2、导电性弱导电性弱。例如：醋酸的解离平衡如下式所示：例如：醋酸的解离平衡如下式所示： HAcH + + Ac-20 解离度解离度(degree of ionization)：符号为：符号为 是指在一定温度下当解离达到平衡时，已解离的分是指在一定温度下当解离达到平衡时，已解离的分子数与解离前分子总数之比。子数与解离前分子总数之比。 在平衡状态下，弱电解质在水溶液中的解离程度的在平衡状态下，弱电解质在水溶液中的解离程度的大小可以定量地用大小可以定量地用解离度解离度来表示：来表示：()100已离解的弱电解质分子数离解度

12、溶液中原有的弱电解质分子总数电解质愈弱，解离度就愈小电解质愈弱，解离度就愈小!21 解离度的大小可解离度的大小可通过测定电解质溶液通过测定电解质溶液的依数性如的依数性如Tf、Tb或或 等求得。等求得。BbbbKTBffbKTBBRT cK c渗透22弱电解质的离解平衡弱电解质的离解平衡（Dissocation equilibrium of weak electrolyte）( (一）一元弱酸、弱碱的解离平衡一）一元弱酸、弱碱的解离平衡(二）二） 多元弱酸或弱碱的离解多元弱酸或弱碱的离解23 弱电解质在水溶液中只有一部分电离，弱电解质在水溶液中只有一部分电离，始终始终存在着分子与离子之间的电离平

13、衡。存在着分子与离子之间的电离平衡。以以HAc为例，其离解方程式为：为例，其离解方程式为：24弱电解质分子与其离子之间的平衡弱电解质分子与其离子之间的平衡。弱电解质的离解平衡弱电解质的离解平衡（Dissocation equilibrium of weak electrolyte）用用Ka 表示弱酸的离解常数表示弱酸的离解常数用用Kb 表示弱碱的离解常数（例如：一元弱碱氨水）表示弱碱的离解常数（例如：一元弱碱氨水）K与弱电解与弱电解质的本性和质的本性和温度有关与温度有关与浓度无关浓度无关25( (一）一元弱酸、弱碱的解离平衡一）一元弱酸、弱碱的解离平衡设设HAc的浓度为的浓度为c，离解度为，离

14、解度为a，达到平衡后，达到平衡后：1HAcAcH2cccccKc - c c c 26奥斯特瓦尔德奥斯特瓦尔德(Ostwald)稀释定律稀释定律(dilution law)当当K很小时很小时,也很小，可认为也很小，可认为1- 1，2 cK cK 或或：只有当只有当a5，或，或c/K500时才能使用上式时才能使用上式（此时误差小于（此时误差小于2）27例例 在在25时，已知时，已知( (1)0.100molL-1 HAc溶液的解离度为溶液的解离度为1.32%；(2)0.0100molL-1HAc溶液的解离度为溶液的解离度为4.1%，求求HAc的解离常数的解离常数解：解：(1) 521076.10

15、132.01)0132.0(100.01cK2(2)521075.1041.01)041.0(100.01cK228 某浓度为某浓度为0.1mol/L的一元弱酸的一元弱酸,其离解度其离解度1=0.2%,若若将该溶液稀释将该溶液稀释,则其离解度将增加到则其离解度将增加到2=0.4%,计算稀释计算稀释后后,该弱酸溶液的浓度该弱酸溶液的浓度.解解: : c c1 11 12 2= = c c2 22 22 2即即: 0.1: 0.1(0.2)(0.2)2 2 = = c c2 2(0.4)(0.4)2 2 c2=0.025(mol/L)即稀释后该一元弱酸的浓度为即稀释后该一元弱酸的浓度为0.025m

16、ol/L.29 多元弱酸多元弱酸( (或弱碱或弱碱) )在水溶液中的离解是分步进在水溶液中的离解是分步进行的，称为分级离解。行的，称为分级离解。 例如例如: : H3PO4，其离解分三步完成，每一步都其离解分三步完成，每一步都有相应的离解平衡，每一级解离都有其对应的解离有相应的离解平衡，每一级解离都有其对应的解离常数。常数。30343421a107.52POHPOHHK842242a106.23POHHPOHK1324343a102.2HPOPOHK第三级离解第三级离解HPO42- H+ + PO43-第二级离解第二级离解H2PO4- H+ HPO42-H3PO4 H+ H2PO4-第一级离解

17、第一级离解312 弱电解质离解平衡的移动弱电解质离解平衡的移动32影响解离平衡的因素影响解离平衡的因素1 1、温度、温度( (影响并不显著影响并不显著) )2 2、同离子和盐的影响同离子和盐的影响33同离子效应同离子效应（common ion effect) 在弱电解质溶液中，加入一种与该弱电解质具在弱电解质溶液中，加入一种与该弱电解质具有相同离子的强电解质时，有相同离子的强电解质时，弱电解质的解离度会降弱电解质的解离度会降低。低。这种现象叫作同离子效应。这种现象叫作同离子效应。HAc H+ + Ac- NaAc Na+ + Ac- 34例例4 25时时lL浓度为浓度为0.100molL-1

18、HAc溶液中加入溶液中加入0.100molL-1 NaAc后后( (设溶液总体积不变设溶液总体积不变) )，HAc的解的解离度有何变化离度有何变化? ?（已知（已知25时醋酸的时醋酸的Ka=1.7610-5）52a1.76 101.33 101.33%0.100Kc3536 因为因为HAc的解离度很小，加入的解离度很小，加入NaAc后，由于同离子效应，使后，由于同离子效应，使HAc的解离度更小，则的解离度更小，则x很小。因此，很小。因此，51076. 1100. 0100. 0 xHAc0.100 x0.100molL-1 Ac0.100 x0.100molL-1x=1.7610-5故故：10

19、0.01076.1H5caHAc的解离度由原来的的解离度由原来的1.33%降低到降低到0.0176%。37在弱电解质溶液中加入与弱电解质无关的强在弱电解质溶液中加入与弱电解质无关的强电解质盐类时，电解质盐类时，该弱电解质的解离度会增大，该弱电解质的解离度会增大，这种现象称为盐效应。这种现象称为盐效应。盐效应盐效应(salt effect)38例例5 在在0.100molL-1HAc溶液中，加入溶液中，加入NaCl使其浓使其浓度为度为0.100molL-1，计算，计算HAc的解离度的解离度解解: : 由于溶液中有强电解质由于溶液中有强电解质NaCl存在，离子浓度较大，这存在，离子浓度较大，这时应

20、用活度代替浓度计算，即时应用活度代替浓度计算，即HAcAcHKa39 在离子强度不太大的溶液中，可假设未解离的在离子强度不太大的溶液中，可假设未解离的HAc的活度与其的活度与其浓度相等，即它的活度系数为浓度相等，即它的活度系数为1 1。又因。又因+=rc，-=rc， H=Ac，则上式可写成：则上式可写成：HAc离解产生的离解产生的H和和Ac浓度很小，溶液的离子强度主要浓度很小，溶液的离子强度主要是由是由NaCl引起的。引起的。2211(0.100 10.100 1 )0.100(mol L )2I40当当I0.100molL-1时，时，H、Ac等一价离子的平均活度系等一价离子的平均活度系数数r

21、 =0.785a31HAc1.76 100.100H 1.70 10 ()0.78Kmol L321.70 101.70 101.70%0.100Hc加入加入NaCl后使后使HAc的离解度从的离解度从1.33%增大到增大到1.70%。 -lg-A zzI41二、酸碱电子理论（自学）二、酸碱电子理论（自学）一、酸碱质子理论一、酸碱质子理论第三节第三节 酸酸 碱碱 理理 论论42 1887年阿仑尼乌斯（年阿仑尼乌斯（S.Arrhenius）对酸碱的本）对酸碱的本质提出了看法，即酸碱电离理论。他认为：质提出了看法，即酸碱电离理论。他认为：1、凡是解离出的阳离子全部是、凡是解离出的阳离子全部是H的物质

22、叫酸（的物质叫酸（acid）2、凡是解离出的阴离子全部是、凡是解离出的阴离子全部是OH-的物质叫碱（的物质叫碱（base）3、酸碱反应的实质、酸碱反应的实质H 和和OH-结合生成水结合生成水酸酸 碱碱 电电 离离 理理 论论43酸碱酸碱电离理论的优点电离理论的优点解释了一部分含有解释了一部分含有H H+ +或或OHOH- -的物质在水溶液中的酸碱性的物质在水溶液中的酸碱性酸碱电离酸碱电离理论的局限理论的局限u1 1、把酸碱反应只局限于、把酸碱反应只局限于中；中；u2 2、必须含有可解离的、必须含有可解离的H H+ +或或OHOH- -；44 1923年，年，J.N.Bronsted和和T.M.

23、Lowry分别提分别提出了酸碱质子理论出了酸碱质子理论，他们认为：他们认为：凡能给出质子凡能给出质子(H+)的分子或离子都是酸的分子或离子都是酸(acid)。凡能接受质子凡能接受质子(H+)的分子或离子都是碱的分子或离子都是碱(base)。酸碱质子理论酸碱质子理论45HClH+ + Cl -HAcH+ + Ac - 酸酸H+ + 碱碱H2CO3H+ + HCO3 -酸碱半反应酸碱半反应共轭酸碱对共轭酸碱对酸与碱的关系酸与碱的关系46（1 1）质子理论是相对的。）质子理论是相对的。（2 2）酸和碱可以是分子，也可以是离子；）酸和碱可以是分子，也可以是离子；（4 4）质子理论中无盐的概念，）质子理

24、论中无盐的概念，不给出质子，又不给出质子，又不结合质子的物质为不结合质子的物质为（3 3）既可给出质子，又可结合质子的物质为两）既可给出质子，又可结合质子的物质为两性物质性物质( (如如HCOHCO3 3- -和和H H2 2O)O)酸碱质子理论的优点酸碱质子理论的优点47 例如例如HAc在水溶液中的存在两个酸碱半反应：在水溶液中的存在两个酸碱半反应：酸碱半反应酸碱半反应1 HAcH+ + Ac-酸酸1 碱碱1酸碱半反应酸碱半反应2 H+ + H2OH3O+碱碱2 酸酸2酸碱半反应式酸碱半反应式: 酸酸H+ + 碱碱酸碱反应的本质酸碱反应的本质48H+酸酸1 碱碱2 酸酸2 碱碱1共轭共轭共轭

25、共轭HAc + H2OH3O+ + Ac- 两式相加得：两式相加得： 酸碱反应的实质就是两对共轭酸碱对之间的酸碱反应的实质就是两对共轭酸碱对之间的质子传递反应质子传递反应。49u酸或碱的强度是指它们给出或接受质子的能力酸或碱的强度是指它们给出或接受质子的能力H+HAc + H2OH3O+ + Ac-酸酸 碱碱 的的 强强 度度K越大，则给出（接受）质子能力就越强越大，则给出（接受）质子能力就越强50共轭酸碱对的共轭酸碱对的K Ka a与与K Kb b的关系的关系 (1) (1) 酸和碱的解离平衡常数酸和碱的解离平衡常数HB + H2O B- + H3O+酸酸HB与水的质子传递反应达到平衡时与水

26、的质子传递反应达到平衡时K-3aH O B HB碱碱B B- -与水的质子传递反应达到平衡时与水的质子传递反应达到平衡时 B- + H2O HB + OH-K-bHB OH B 51例如对于例如对于HAcHAc与其共轭碱与其共轭碱AcAc则有则有HAcH2OH3O+_+AcHAcAcOH-3a KHAcH2O_+AcOH_AcOHHAc-b K AcHAcOHHAcAcOH3b,Aca,HAcKK 则可以得到则可以得到 Ka Kb = H3O+OH- = Kw共轭酸碱对的共轭酸碱对的Ka与与Kb的关系的关系52共轭酸共轭酸 HA Ka(aq) pKa(aq) 共轭碱共轭碱AH2C2O4H2SO

27、3H3PO4HFHCOOHHAcH2CO3H2PO4-HCO3-HPO42-H2O5.910-21.410-26.910-36.310-41.810-41.710-54.510-76.210-84.710-112.410-121.010-141.231.852.163.203.754.766.357.0510.3312.3214表表33在水溶液中的共轭酸碱对和在水溶液中的共轭酸碱对和pKa值（值（25 oC ）HC2O4-HSO3-H2PO4-F-HCOO-Ac-HCO3-HPO42-CO3 2 -PO43-OH-酸酸性性增增强强碱碱性性增增强强53酸性增强酸性增强拉平效应和区分效应拉平效应和

28、区分效应54 将各种不同强度的酸拉平到溶剂化质子（在这里是水化将各种不同强度的酸拉平到溶剂化质子（在这里是水化质子质子H3O+）水平的效应称为）水平的效应称为拉平效应拉平效应(leveling effect)。具。具有拉平效应的溶剂称为有拉平效应的溶剂称为拉平性溶剂拉平性溶剂。而冰醋酸可把上述这些酸的强度区分开来，溶剂的这种作而冰醋酸可把上述这些酸的强度区分开来，溶剂的这种作用称为用称为区分效应区分效应(differentiating effect)，这种溶剂便称为，这种溶剂便称为区区分溶剂分溶剂。拉平效应和区分效应拉平效应和区分效应55一、水的解离平衡一、水的解离平衡二、溶液的二、溶液的PH

29、PH56H+H2O + H2O H3O+ + OH-OHOHOHOH22-3 K水的质子自递反应的平衡常数：水的质子自递反应的平衡常数：水的解离平衡水的解离平衡57232H O OH H OwKK水是极弱的电解质，式中的水是极弱的电解质，式中的H2O可看作是一常数，将可看作是一常数，将它与它与K 合并，得：合并，得：简写为简写为: :H OH wK K w 称为称为水的质子自递平衡常数水的质子自递平衡常数(proton self-transfer constant) ，又称又称水的离子积水的离子积(ion product of water) 水的质子自递平衡和水的离子积水的质子自递平衡和水的离

30、子积58 在水溶液中同时存在在水溶液中同时存在H+和和OH-，它们的含量不同，它们的含量不同，溶液的酸碱性也不同。，溶液的酸碱性也不同。 pHpH：定义为氢离子活度的负对数值：定义为氢离子活度的负对数值。 在稀溶液中，可用浓度的数值代替活度。在稀溶液中，可用浓度的数值代替活度。 HpHlga pH = -lgH+水溶液的水溶液的pH59 （lgH+）（）（lgOH- ）=lg KwpH + pOH = pKw= 14 (25 oC)由于由于 H+OH- Kw对对 H+OH- Kw 两边取负对数得：两边取负对数得：水溶液的水溶液的pH60H2O + H2O H3O+ + OH-HAAOH3a K

31、Kw=H3O+OH- HA + H2O H3O+ + A-H+3+Ka H+2 -(KaCa+Kw) H+ - KaKw=0 (精确公式精确公式)质子平衡等式为：质子平衡等式为： H3O+= A-+ OH- 一元弱酸或弱碱溶液一元弱酸或弱碱溶液61 HA + H2O H3O+ + A-c)-(cccK2 11HAAOHaaaa3a 由此近似公式，由此可由此近似公式，由此可先求得先求得“” ，再由，再由H+= ca 来求来求H+。平衡时平衡时 ca(1- ) ca ca 当当时，只考虑酸的质子传递平衡时，只考虑酸的质子传递平衡 242aaaaCKKKH 1、忽略水的质子自递平衡、忽略水的质子自递

32、平衡62当当ca/Ka500或或5%时，时，11Ka= ca 2/(1-a) ca 2 或或Kcaa由此计算由此计算aaaHcKc 对于一元弱碱溶液，对于一元弱碱溶液， Kbcb20Kw，且，且cb / Kb 500可可得最简计算公式：得最简计算公式： bbOHcK 2、忽略酸的解离、忽略酸的解离63 计算计算0.100molL-1CH2ClCOOH(一氯乙酸一氯乙酸)溶液的溶液的pH。Ka=1.4010-3解：解：Kaca=1.4010-30.100 20Kwca/Ka = 0.100/(1.4010-3)500故应采用近似式计算故应采用近似式计算 Ka = ca 2/(1) 1.4010-

33、3 = 0.100 2 /(1)得得 =11.1% H+=ca =1.1110-2(molL-1) pH = 1.95 64计算计算0.100molL-1NH4Cl溶液的溶液的pH。 (已知已知Kb(NH3)=1.7910-5)解：解：Kaca 20Kw, ca/Ka =0.100/(5.5910-10)500，10514bwa105.59101.7910 KKK =7.4810-6 (molL-1) pH=5.13 0.100105.59H10aa cK65 计算计算0.100molL-1NaAc溶液的溶液的pH值。值。已知已知 Ka(HAc)=1.7410-5 =7.5810-6（molL

34、-1）H+=Kw/OH-=10-14/(7.5810-6) pH = 8.88解：解：K b(Ac-)=Kw/Ka(HAc)=1.0010-14/(1.7410-5) =5.7510-10.由于由于Kbcb20Kw ,cb/Kb=0.100/(5.7510-10)5000.100105.75OH10bb cK66AHHAOH23a1 K H2A + H2O HA- + H3O+例如二元酸例如二元酸H2A,其第一步质子传递反应为其第一步质子传递反应为 第二步质子传递反应为第二步质子传递反应为 HA- + H2O A2- + H3O+HAAOH-23a2 KH2O+H2O H3O+ +OH-Kw=

35、H3O+OH-多元酸碱溶液多元酸碱溶液67 (1)当当Ka1ca20Kw时时,可忽略水的质子自递平衡可忽略水的质子自递平衡 (2)当当多元弱酸的多元弱酸的 Ka1 Ka2 Ka3、Ka1 /Ka2 102 时时, 当作当作一元弱酸处理一元弱酸处理，则，则 H+HA-， H2Ac (H2A) (1-)A)(HAHH2a2a11cKK (3)若若ca/Ka1 500，则，则多元酸碱溶液多元酸碱溶液pH的近似计算的近似计算68计算计算0.10molL-1邻苯二甲酸邻苯二甲酸(C8H6O4)溶液的溶液的pH,并并求求C8H5O4-，C8H4O42-和和OH- 。已知已知Ka1 =1.310-3，Ka2

36、= 3.910-6 则则Ka1 /Ka2 102 ，ca/Ka120Kw 且且c20Ka1 时时,水的质子传递反应可以水的质子传递反应可以忽略。溶液中忽略。溶液中H+的近似计算公式为的近似计算公式为21aaHKK )p(p21pH21aaKK 或或（3.17） 考虑水质子传递反应考虑水质子传递反应-3-3K(K HCO K )KHCO 121aawaH 73a2a1HKK a2a3HKK HPO42-的计算的计算H+的最简式的最简式c c K Ka2a22020K Kw w c c 2020K Ka1a1应用条件：应用条件：c c K Ka3a32020K Kw w c c 2020K Ka2

37、a2应用条件：应用条件：74 计算计算0.20molL-1NaH2PO4溶液的溶液的pH值。值。 已知已知H3PO4的的pKa1=2.16，pKa2=7.21, pKa3=12.324.687.21)(2.1621)p(p21pH或21aa KK解：解： cKa2 20Kw 且且c 20Ka1 21aaHKK 符合近似公式计算条件符合近似公式计算条件75 以以NH4Ac为例为例,它在水中发生下列质子传递平衡它在水中发生下列质子传递平衡 NH4+ + H2O NH3 + H3O+ Ac- + H2O HAc + OH- Ka表示阳离子酸表示阳离子酸(NH4+)的解离常数的解离常数; Ka表示阴离

38、子碱表示阴离子碱(Ac-)的共轭酸的共轭酸(HAc)的解离常数的解离常数; 当当c Ka20Kw ，且，且c 20Ka时，时，KKaaH )p(p21pHaaKK 或或由弱酸和弱碱组成的两性物质溶液由弱酸和弱碱组成的两性物质溶液76 计算计算0.10molL1 NH4CN溶液的溶液的pH值。值。 已知已知NH4+的的Ka为为5.5910-10， HCN的的Ka为为6.1710-10。9.239.21)(9.2521)p(p21pHaa KK故故解：解： cKa 20Kw 且且c 20Ka 77 氨基酸的通式为氨基酸的通式为NHNH3 3+ +CHRCHRCOOCOO- -，式中，式中-NH-N

39、H3 3+ +基团可给基团可给出质子，显酸性；出质子，显酸性；-COO-COO- -基团可以接受质子，显碱性，基团可以接受质子，显碱性，故故是两性物质是两性物质。氨基酸型两性物质溶液氨基酸型两性物质溶液Kb=2.2410-12NH3+CH2COO-+H2O NH3+CH2COOH +OH-Ka=1.5610-10NH3+CH2COO-+H2O NH2CH2COO- + H3O+以甘氨酸以甘氨酸(NH(NH3 3+ +CHCH2 2COOCOO- -) )为例为例: :78 计算氨基酸水溶液中计算氨基酸水溶液中H H+ +浓度的近似式与计浓度的近似式与计算算NHNH4 4AcAc的相似，即的相似

40、，即HH+ += ， aaKKKa =Kw/Kb =10-14/(2.2410-12)=4.4610-3则在甘氨酸的水溶液中则在甘氨酸的水溶液中310aa104.46101.56H KK)L(mol108.3417 所以所以 pH= lg(8.3410-7)= 6.0879小小 节节1 1、掌握酸碱理论、掌握酸碱理论2 2、一元弱酸、一元弱酸PHPH值的近似计算值的近似计算3 3、二元弱酸、二元弱酸PHPH值近似计算值近似计算当当Ka1ca20Kw，时，时ca/Ka1 5003 3、两性物质、两性物质PHPH值的近似计算公式值的近似计算公式21aaHKK )p(p21pH21aaKK 或或（3.17）A)(HAHH2a2a11cKK 80812 HB KOH KB H O0.1 50.000.1 20.00 0100100 0.05-0.02 0 0.02 H-1-1-61661aB 0.03mol L B 0.02mol L pH-lgH 5.25 H 5.62 10 ()H B 5.62 100.02 : K3.75 10 ()HB0.03mol LHBmol L又则