医用基础化学电解质溶液课件.ppt
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- 医用 基础 化学 电解质 溶液 课件
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1、第3章 电解质溶液与离子平衡Electrolyte Solutions1、电解质:溶于水中或熔融状态下能导电的化合、电解质:溶于水中或熔融状态下能导电的化合物。其水溶液称为电解质溶液。物。其水溶液称为电解质溶液。NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq)H2O+第3章第3章2、分类:电解质可分为两类。、分类:电解质可分为两类。在水溶液中能完全离解成离子的化合物就是强电解在水溶液中能完全离解成离子的化合物就是强电解质。例如质。例如弱电解质在水溶液中只能部分解离成离子的化合物。弱电解质在水溶液中只能部分解离成离子的化合物。例如:例如:3、解离度:达解离平衡时,已解离的分子数和分、解离度:达解离平
2、衡时,已解离的分子数和分子总数之比。单位为一,可以百分率表示。子总数之比。单位为一,可以百分率表示。原有分子总数已解离分子数通常0.1 molkg-1溶液中,强电解质30%;弱电解质 40010b61OH 5.68 100.107.5 10mol LKc6pH14pOH14 lg(7.5 10)8.88 3.3 水溶液中的质子转移平衡及有关计算3.3 水溶液中的质子转移平衡及有关计算3.多元酸碱溶液(1)多元弱酸)多元弱酸多元弱酸的质子传递反应是分步进行的。如二元酸多元弱酸的质子传递反应是分步进行的。如二元酸H2CO3+-33123H O HCO H CO aK+2-332-3H O CO H
3、CO aKH2CO3+H2O HCO3-+H3O+水的质子自递 H2O+H2O H3O+OH-Kw=H3O+OH-HCO3-+H2O CO32-+H3O+3.3 水溶液中的质子转移平衡及有关计算分析:1)当Ka1ca20Kw,可忽略水的质子自递平衡.2)当Ka1Ka2102时,当作一元弱酸处理H+HCO3-3)若caKa1400,则H2CO3=c(H2CO3)-H+c(H2CO3)123H(H CO)aK c+2-332-3H O CO HCO aK2-23CO aKA2-是第二步质子传递反应的产物,即3.3 水溶液中的质子转移平衡及有关计算如磷酸如磷酸溶液溶液1)1)当当K Ka1a1 K
4、Ka2a2 K Ka3a3、K Ka1a1/K Ka2a210102 2时,可当作一元时,可当作一元弱酸处理求弱酸处理求H H+。2)2)第二步质子传递平衡所得的共轭碱的浓度近似等第二步质子传递平衡所得的共轭碱的浓度近似等于于K Ka2a2,如,如H H3 3POPO4 4溶液中溶液中HPOHPO4 42-2-=K Ka2a23)3)第二步及以后质子传递平衡所得共轭碱浓度很低第二步及以后质子传递平衡所得共轭碱浓度很低3.3 水溶液中的质子转移平衡及有关计算(2)多元弱碱溶液)多元弱碱溶液如如CO32-、PO43-、S2-等,分步解离与多元弱酸相类似:等,分步解离与多元弱酸相类似:1)当当Kb1
5、cb20Kw,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Kb1Kb2102时,按一元弱碱溶液计算时,按一元弱碱溶液计算3)若若cbKb1400,则,则HBBOHH2b2Kb1OH(B)K c22BHbKH2B是第二步质子传递反应的产物,即3.3 水溶液中的质子转移平衡及有关计算例例 3-8 计算计算0.10 molL-1 Na2CO3溶液的溶液的pH和和H2CO3。解解 已知已知Kb1=1.7810-4,Kb2=2.410-8有有Kb1/Kb2102,c/Kb1 400pOH=2.37 pH=11.62HCO3-OH-431bb1OH 0.10 1.78 104.2 10(mol
6、 L)c K8123b223-3H CO OH H CO 2.4 10(mol L)HCO K3.3 水溶液中的质子转移平衡及有关计算4.两性物质溶液的简化公式两性物质溶液的简化公式(1)两性阴离子溶液两性阴离子溶液以以HCO3-为例,为例,2a1aHKK)p(p21pHa2a1KKHCO3-+H2O H3O+CO32-HCO3-+H2O OH-+H2CO3当cKa220Kw,且c20Ka1时,两性阴离子溶液的pH与浓度无关。3.3 水溶液中的质子转移平衡及有关计算例例 计算计算0.10 molL-1NaH2PO4溶液的溶液的pH。解解 因因cKa220Kw,且,且c20Ka14.68)21.
7、7.162(21)p(p21pHa2a1KK)p(p21pHa2a1KK注意:H2PO4-溶液 )p(p21pHa3a2KKHPO42-溶液3.3 水溶液中的质子转移平衡及有关计算(2)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以以NH4Ac为例,为例,(HAc)(NHHaa4KK NH4+H2O NH3+H3O+Ac-+H2O HAc+OH-21或 pH=pKa(NH4+)+pKa(HAc)当cKa(NH4+)20Kw,且c20 Ka(HAc)时,3.3 水溶液中的质子转移平衡及有关计算例例 计算计算0.10 molL-1NH4CN溶液的溶液的pH,已知,已知NH4+的的K
8、a为为5.5910-10,HCN的的Ka为为6.1710-10。解解 由于由于cKa20Kw,且,且c20 Ka,故,故NH4CN溶液的溶液的pH为为23.9)21.9.259(21)p(p21pHaaKK小结:小结:1计算时首先判断酸碱计算时首先判断酸碱,找出大量存在的得失质子的找出大量存在的得失质子的物质。物质。2根据酸碱常数及浓度选择计算式。根据酸碱常数及浓度选择计算式。例:例:HCl溶液溶液 NaOH溶液溶液 NaAc溶液溶液 NH4Cl溶液溶液 H3PO4溶液溶液 NaH2PO4溶液溶液 Na2HPO4溶液溶液 Na3PO4溶液溶液 Na2CO3溶液溶液 混合液问题混合液问题3.3
9、水溶液中的质子转移平衡及有关计算3.4 沉淀溶解平衡3.4.1 溶度积和溶度积规则溶度积和溶度积规则 溶度积溶度积 水溶液中水溶液中AgCl沉淀与沉淀与Ag+和和Cl-间的平衡为间的平衡为 将AgCl(s)并入常数项,得 Ksp称为溶度积常数,简称溶度积。难溶电解质的饱和溶液中离子浓度幂的乘积为一常数。溶解沉淀AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)AgCl(s)ClAgClAgsp3.4 沉淀溶解平衡它反映了难溶电解质在水中的溶解能力。对于它反映了难溶电解质在水中的溶解能力。对于AaBb型的难溶电解质型的难溶电解质AaBb(s)=aAn+bBm-2.溶解度和溶度积之间的换算溶解度和溶度积
10、之间的换算baspBA-mn3.4 沉淀溶解平衡例例 Ag2CrO4在在298.15K时溶解度为时溶解度为6.5410-5 molL-1,计算溶度积。计算溶度积。解解 Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq)Ag+=26.5410-5molL-1CrO42-=6.5410-5molL-1 Ksp(Ag2CrO4)=Ag+2CrO42-=(26.5410-5)2(6.5410-5)=1.1210-123.4 沉淀溶解平衡例例 Mg(OH)2在在298.15K时的时的Ksp为为5.6110-12,求,求Mg(OH)2的溶解度。的溶解度。解解 Mg(OH)2(s)Mg2+2OH-M
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