《无机化学》教学第五章酸碱平衡课件.ppt

1、第五章第五章 酸碱平衡酸碱平衡 5.8 配位反应与配位平衡配位反应与配位平衡 5.6 酸碱电子理论酸碱电子理论 5.5 酸碱指示剂酸碱指示剂 5.4 缓冲溶液缓冲溶液 5.3 弱酸、弱碱的解离平衡弱酸、弱碱的解离平衡 5.2 水的解离平衡和水的解离平衡和pH值值 5.1 酸碱质子理论概述酸碱质子理论概述 5.7 配位化合物配位化合物1 1掌握酸碱质子理论的基本概念；掌握酸碱质子理论的基本概念；本章教学要求本章教学要求4 4掌握同离子效应和缓冲溶液的概念，熟练掌握缓冲溶液掌握同离子效应和缓冲溶液的概念，熟练掌握缓冲溶液pHpH值的计算值的计算，缓冲溶液的配制和应用；，缓冲溶液的配制和应用；3.3

2、.掌握弱酸、弱碱的解离平衡，盐溶液的酸碱平衡，熟练掌握各种解离掌握弱酸、弱碱的解离平衡，盐溶液的酸碱平衡，熟练掌握各种解离平衡常数的有关计算；平衡常数的有关计算；2 2掌握水的离解平衡和水的离子积常数、溶液的掌握水的离解平衡和水的离子积常数、溶液的pHpH值，熟练掌握溶液值，熟练掌握溶液pHpH与氢离子浓度的互相换算；与氢离子浓度的互相换算；5 5了解酸碱指示剂及其应用；了解酸碱指示剂及其应用；6 6掌握酸碱电子理论和配合物的定义、组成、命名等基本概念；掌握酸碱电子理论和配合物的定义、组成、命名等基本概念；7 7掌握配位平衡常数和配合物平衡组成的计算；掌握配位平衡常数和配合物平衡组成的计算；8

3、 8了解配合物取代反应和电子转移反应；了解配合物取代反应和电子转移反应；9 9 了解软硬酸碱理论和配合物的稳定性，了解螯合物的特征和特殊的了解软硬酸碱理论和配合物的稳定性，了解螯合物的特征和特殊的稳定性。稳定性。5.1 酸碱质子理论概述酸碱质子理论概述 5.1.3 酸和碱的相对强度酸和碱的相对强度 5.1.2 酸碱质子理论的基本概念酸碱质子理论的基本概念*5.1.1 历史回顾历史回顾最初 酸：有酸味，能使石蕊试液变红；碱：有涩味，滑腻感，使石蕊试液变蓝。1777年，法国Lavoisier提出酸中含有氧元素。1810年，英国Davy提出酸中共同的元素是氢，不是氧。酸碱电离理论 1884年,瑞典化

4、学家 S.Arrhenius提出：5.1.1 历史回顾历史回顾阿累尼乌斯阿累尼乌斯(1859-1927),(1859-1927),瑞典瑞典籍化学家籍化学家,1903,1903年获年获NobelNobel奖奖电解质在水溶液中能电离出H+是酸的特征，能电离出OH-为碱的特征。优点：明确了H+是酸的特征，OH-为碱的特征。揭示了中和反应的实质：H+OH-=H2O找到了酸碱强度的定量标度。缺点：把酸碱局限在水溶液中；把碱限于氢氧化物。酸：酸：凡是能释放出质子凡是能释放出质子(H+)的任何含氢原的任何含氢原子的分子或离子的物种子的分子或离子的物种(质子的给予体质子的给予体)。碱：碱：凡是能与质子凡是能与

5、质子(H+)结合的分子或离子结合的分子或离子的物种的物种(质子的接受体质子的接受体)。5.1.2 酸碱质子理论的基本概念酸碱质子理论的基本概念布朗斯特布朗斯特 (Brnsted J N,1879-1947)丹麦物理化学家丹麦物理化学家.劳莱劳莱 (Lowry T M,)英国化学家英国化学家.酸 H+碱-+AcHHAc -+-+2442HPOHPOH-+-+3424POHHPO+34NHHNH+2333NHCHHNHCH+252362O)Fe(OH)(HHO)Fe(H+422252O)(HFe(OH)HO)Fe(OH)(H例：HAc的共轭碱是Ac，Ac的共轭酸HAc，HAc和Ac为一对共轭酸碱。

6、两性物质：既能给出质子，又能接受质子的物质。等。如：-+-HS,OH,HCO,)OFe(OH)(H,HSO232524酸 H+碱 酸碱解离反应是质子转移反应，如HF在水溶液中的解离反应是由给出质子的半反应和接受质子的半反应组成的。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(aq)H+F(aq)H+H2O(l)H3O+(aq)HF(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+F(aq)H2O(l)+H2O(l)H3O+(aq)+OH(aq)盐类水解反应也是离子酸碱的质子转移反应。例如NaAc水解：酸(1)碱(2)酸(2)碱(1)H+NH4Cl水解：酸(1)

7、碱(2)酸(2)碱(1)H+Ac+H2O OH+HAc +H2O H3O+NH3+4NH 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NH4Cl的生成：H+液氨中的酸碱中和反应：H+-+Cl NH NH HCl43NaCl 2NH NaNH ClNH324+(1)(2)(2)1(碱酸碱酸(1)(2)(2)1(碱酸碱酸质子理论的评价优点：不仅包括了电离理论，而且扩大了范围，尤其扩大了碱的范围；不仅适用于水溶液，也可应用于非水溶剂，无溶剂，不电离溶剂的酸碱反应及气相反应；把水溶液中进行的各种离子反应系统地归纳为质子转移反应。缺点：定义的酸碱必须有质子(AlCl3,BCl3)；酸碱反应必须

8、有质子的转移。HCNHAc 区分效应：用一个溶剂能把酸或碱的相对强弱区分开来，称为溶剂的“区分效应”。例如：H2O可以区分HAc，HCN酸性的强弱。拉平效应：溶剂将酸或碱的强度拉平的作用，称为溶剂的“拉平效应”。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。5.1.3 酸的相对强度和碱的相对强度酸的相对强度和碱的相对强度1.810-5K a5.810-10 水对强酸起不到区分作用，水能够同等程度地将HClO4，HCl，HNO3等强酸的质子全部夺取过来。选取比水的碱性弱的碱，如冰醋酸为溶剂对水中的强酸可体现出区分效应。例如上述强酸在冰醋酸中不完全解离，酸性强度依次为：HIHClO4H

9、ClH2SO4HNO3酸越强，其共轭碱越弱；碱越强，其共轭酸越弱。OHNHCOHHAc POHSOHHClO 243243424+酸性：-OHNHHCOAc POH HSO ClO 334244碱性：酸碱反应的方向：强碱夺取了强酸的质子而转化为较弱的碱和较弱的酸。5.2 水的解离平衡和水的解离平衡和pH值值5.2.2 溶液的溶液的pH值值5.2.1 水的解离平衡水的解离平衡5.2.1 水的解离平衡水的解离平衡 H2O(l)+H2O(l)H3O+(aq)+OH(aq)或 H2O(l)H+(aq)+OH(aq)水的离子积常数，简称水的离子积。KW25纯水：c(H+)=c(OH)=1.010-7mo

10、lL-1=1.010-14KW)OH()OH(3-+=cc或KW)OH()OH(3-+=ccccKW 不同温度下水的离子积常数t/t/01.1510-15402.8710-14102.9610-15505.3110-14206.8710-15903.7310-13251.0110-141005.4310-13KWKWKWT，KW)(OHlgpOH-=-令c)O(HlgpH 3-=+c5.2.2 溶液的溶液的pH值值101.0)(OH)O(H143=-+根据ccKW14lg)OH(lg)H(lg =-=-+即ccKW14ppOHpH=+KW1909年丹麦生物学家Sorensen提出：5.3 弱酸

11、、弱碱的解离平衡弱酸、弱碱的解离平衡5.3.3 盐溶液的酸碱平衡盐溶液的酸碱平衡5.3.2 多元弱酸的解离平衡多元弱酸的解离平衡5.3.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡一元弱酸、弱碱的解离平衡 1.一元弱酸的解离平衡一元弱酸的解离平衡5.3.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡一元弱酸、弱碱的解离平衡HA(aq)+H2O(l)=H3O+(aq)+A-(aq)()()(3HAcAcOHc-+T一定，平衡时 (HA)=Ka 为解离平衡常数，与弱酸的本性有关，与平衡时的温度有关，与弱酸的起始浓度无关；Ka解离常数 ：附表三，P654.Ka 越大，酸性越强，10-210-7弱酸，1.010-5 molL-1,就可

12、忽略水的解离。对浓度为c0的一元弱酸：c0/500,500,1.010-5molL-1,否则解高次方程。Kax=c(H3O+)=1.3103解离度(a)%100%1000eq0-=ccc初始浓度已解离的浓度c(H3O+)=c(Ac)=1.3103 molL-1 c(HAc)=(0.10-1.3103)molL-10.10molL-1c(OH)=7.71012 molL-1 89.2)O(HlgpH3=-=+c%3.1%10010.0103.13=-醋酸的解离度=c(H3O+)c(OH)KW与 的关系：K aHA(aq)H+(aq)+A(aq)平衡浓度 c cc c初始浓度 c 00稀释定律：在

13、一定温度下(为定值)，某弱电解质的解离度随着其溶液的稀释而增大。K a 11 102-=1 2acK时，）（当 10 HA 4a-cK2aHA cK=）（cK HA a）（=2.一元弱碱的解离平衡：一元弱碱的解离平衡：B(aq)+H2O(l)=BH+(aq)+OH-(aq)(B)=)()()(BcOHcBHc-+K b 为一元弱碱的解离常数，与弱酸的情况一样。K bc(OH-)=0cKobK b条件同样是:c0 1.010-5molL-1，c0/500,0.05c0 0.200 0 05108.1-=327.11)109.1lg(14pOH14pH-=-=-=3109.1%95.0200.0)

14、OH(-=c例：已知25时，0.200molL-1氨水的解离度为 0.95%，求c(OH),pH值和氨的解离常数。)aq(OH (aq)NH O(l)H (aq)NH423-+解：ceq 0.200(1 0.95%)0.2000.95%0.2000.95%323343109.1200.0)109.1()NH()OH()NH()NH(-+-=cccK b对醋酸水溶液对醋酸水溶液一元弱酸一元弱酸c(H3O+)的求算公式：的求算公式：精确式近似式最简式同理，可得一元弱碱同理，可得一元弱碱c(OH-)的求算公式的求算公式5.3.2 多元弱酸的解离平衡多元弱酸的解离平衡(aq)HCO(aq)OH O(l

15、)H(aq)COH33232第一步：+(aq)CO(aq)OH O(l)H(aq)HCO23323第二步：+7323332a1102.4)COH()HCO()OH()COH(-+=cccK11323332a2107.4)HCO()CO()OH()COH(-+=cccK做近似处理。解离平衡的计算可按一元弱酸的反应，主要来自于第一步解离溶液中的)OH(OH 10333a2a1+cKK例题：计算 0.010 molL-1 H2CO3溶液中的 H3O+,H2CO3,，和OH的浓度以及溶液的pH值.23CO3HCO(aq)HCO(aq)OH O(l)H(aq)COH 33232+解：5106.5010.

16、0 0.010 =xx1533Lmol105.6)HCO()OH(=+cc132Lmol010.0)COH(=cxxccc0.010)COH()HCO()OH(23233=+732a1102.4)COH(-=K 0.010 )Lmol/(1xxx平衡浓度-：根据第二步解离计算)CO(23c 10.56 10.56 )Lmol/(aq)CO (aq)OH O(l)H(aq)HCO 551eq23323yyyc+-+yyyccc-+=-+553233105.6)105.6()HCO()CO()OH(1132a2107.4)COH(-=K11a255107.4 ,106.5106.5-=Kyy111

17、1a223Lmol107.4Lmol )CO(-=Kc的解离平衡：来自OHOH2-(aq)OH (aq)OH O(l)HO(l)H322-+19.4)OH(lgpH3=-=+c101Lmol105.1)OH(-=c01101.5-=z415101.0106.5-=z55106.5106.5-+zy1453101.0)106.5()(OH)O(H-+=+=zzycczzyc 106.5)L/(mol51eq +-结论结论：对于二元弱酸，若 c(弱酸)一定时，c(酸根离子)与 c2(H3O+)成反比。多元弱酸的解离是分步进行的，一般 。溶液中的 H+主要来自于弱酸的第一步解离，计算 c(H+)或

18、pH 时可只考虑第一步解离。321 KKK 对于二元弱酸，当 时，c(酸根离子)，而与弱酸的初始浓度无关。21KK2K)CO(2)OH(233-+cc a2a12223)AH()A()OH(KKcccK=-+232a2a12)OH()AH()A(+-=ccKKc(aq)A(aq)O2H O(l)H2A(aq)H2322-+(aq)A(aq)OH O(l)H(aq)HA232-+-+(aq)HA(aq)OH O(l)HA(aq)H322-+1.强酸弱碱盐（离子酸）(1)+(2)=(3)则5.3.3 盐溶液的酸碱平衡盐溶液的酸碱平衡(aq)Cl (aq)NH Cl(s)NH4O(l)H42-+(1

19、)(aq)OH (aq)OH (l)OH (l)OHw322K+-+)(NH)OH()OH()NH()NH()OH()(NH3bw4334aKKcccccK=-+a3324 (3)(aq)OH)aq(NH O(l)H (aq)NHK+1 (2)O(l)H)aq(NH (aq)OH (aq)NHb234K+-+%100%1000eq0-=ccc盐的初始浓度的浓度水解平衡时盐水解部分水解度类的水解度。的解离度就是所谓的盐+4NH两边分别取负对数 wbabwaKKKKKK=即：通式wba pppKKK=+14pp ,C25ba0=+KK2.弱酸强碱盐（离子碱）NaAc,NaCN一元弱酸强碱盐的水溶液

20、成碱性，因为弱酸阴离子在水中发生水解反应。如在NaAc水溶液中：(aq)OHHAc(aq)O(l)H(aq)Ac2-+)HAc()Ac()OH()HAc()Ac(awbKKcccK=-的水解常数。的解离常数，也就是是质子碱-AcAc)Ac(bK如Na3PO4的水解：)aq(OH)aq(HPO O(l)H)aq(PO24234-+)aq(OH)aq(POH )l(OH)aq(HPO42224-+21314a,3wb,1102.2105.4100.1-=KKK7814a,2wb,2106.1102.6100.1-=KKK 多元弱酸强碱盐也呈碱性，它们在水中解离产生的阴离子都是多元离子碱，它们的水解

21、都是分步进行的。12314a,1wb,3105.1107.6100.1-=KKK)aq(OH)aq(POH )l(OH)aq(POH43242-+a,3a,2a,143 POHKKK对于b,3b,2b,134 PO KKK-对于例题：计算0.10molL-1Na3PO4溶液的pH值。ceq/(molL-1)0.10 x x x解：)aq(OH)aq(HPO )l(OH)aq(PO24234-+57.12)037.0lg(14pOH14pH=-=-=1Lmol037.0)OH(037.0-=cx即0102.2022.032=-+-xx21314102.2105.4100.1-=)POH()PO(

22、10.043a,3w341,b2KKKxx=-3.酸式盐 它们既能给出质子又能接受质子，是两性的。其水溶液有碱性的，也有酸性的。根据它们的解离平衡，水的解离平衡，质量守恒和电荷守恒可以得到近似公式：c(H3O+)=oaoaKK21 所以酸式盐的pH与盐的起始浓度无关。解离大于水解，NaH2PO4溶液显弱酸性；相反,Na2HPO4溶液解离小于水解,显弱碱性。思考：其相关常数等于多少？(aq)OH(aq)HPO O(l)H(aq)POH324242+-+(aq)OH(aq)POH (l)OH(aq)POH43242-+843a,2102.6)POH(-=K1231443a,1w34b,3105.1

23、107.6100.1)POH()(PO-=KKK4.弱酸弱碱盐 它们溶液的酸碱性取决于弱酸弱碱的相对强弱，酸强显酸性，碱强显碱性。用酸式盐的同样方法可以得到：c(H3O+)=oboaowKKK 溶液的pH与盐的起始浓度无关。-+AcNHAcNH44HAcOHNH OHAcNH2324+-+523b10a4ba108.1 O)H(NH 108.5(HCN)CNNH -=KKKK碱性523b5a4ba108.1 O)H(NH 108.1(HAc)AcNH -=KKKK中性523b4a4ba108.1 O)H(NH 109.6(HF)FNH -=KKKK酸性5.影响盐类水解的因素及应用盐的浓度：c盐

24、,水解度增大。有些盐类，如Al2S3,(NH4)2S 可以完全水解。总之，加热和稀释都有利于盐类的水解。溶液的酸碱度：加酸可以引起盐类水解平衡的移动，例如加酸能抑制下述水解产物的生成.温度：水解反应为吸热反应，0，T,Kh ，水解度增大。rHm2HClSbOCl(s)OHSbCl2HNO(s)BiONO OH)Bi(NOHCl)Sn(OH)Cl(s OHSnCl233323322+应用：为防止水解，在配制某些盐溶液时通常先将盐溶于较浓的酸中，然后加水稀释。如：Sn2+,Fe3+,Bi3+,Sb3+,Hg2+等，先溶于浓盐酸中。而配制Na2S时，要先加入NaOH溶液，以防止H2S逸出。除Fe3+

25、用控制pH值和加热，促进水解，生成沉淀析出。5.4 缓冲溶液缓冲溶液*5.4.4 缓冲范围和缓冲能力缓冲范围和缓冲能力 5.4.3 缓冲溶液缓冲溶液pH值的计算值的计算 5.4.2 缓冲溶液缓冲溶液 5.4.1 同离子效应同离子效应同离子效应：在弱电解质溶液中，加入与其含有相同离子的易溶强电解质而使弱电解质的解离度降低的现象。HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac(aq)5.4.1 同离子效应同离子效应Ac(aq)+4NHNH4Ac(aq)(aq)+平衡移动方向例：在 0.10 molL-1 的HAc 溶液中，加入 NH4Ac(s)，使 NH4Ac的浓度为 0.10 molL-1，

26、计算该溶液的 pH值和 HAc的解离度。5108.110.0)10.0(-=-+xxxx=1.810-5 c(H+)=1.810-5 molL-1 0.10 x 0.100.10 molL-1 HAc溶液：pH=2.89，=1.3%解：HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac(aq)ceq/(molL-1)0.10 x x 0.10+xc0/(molL-1)0.10 0 0.10 pH=4.74，=0.018%50mLHAcNaAc c(HAc)=c(NaAc)=0.10molL-1 pH=4.74 缓冲溶液：具有能保持本身pH值相对稳定性能的溶液(也就是不因加入少量强酸或强碱而显著

27、改变pH值的溶液)。加入1滴(0.05ml)1molL-1 HCl加入1滴(0.05ml)1molL-1 NaOH实验：50ml纯水pH=7 pH=3 pH=11 pH=4.73 pH=4.75 5.4.2 缓冲溶液缓冲溶液 缓冲作用原理加入少量强碱：的比值。的大小取决于)A(/)HA()OH(3-+ccc较大量少量较大量 (aq)A (aq)OH O(l)H HA(aq)32-+)A()HA()HA()OH(a3-+=ccKc加入而有明显变化。的不因较大，因为-+-OH)OH()A(,)HA(3ccc O(l)H(aq)A HA(aq)(aq)OH2+-溶液中大量的A与外加的少量的H3O+结

28、合成HA，当达到新平衡时，c(HA)略有增加，c(A)略有减少，变化不大，因此溶液的c(H3O+)或pH值基本不变。)A()HA(-cc加入少量强酸：溶液中较大量的HA与外加的少量的OH生成A和H2O，当达到新平衡时,c(A)略有增加,c(HA)略有减少，变化不大，因此溶液的c(H3O+)或pH值基本不变。)A()HA(-ccO(l)H HA(aq)(aq)A(aq)OH23+-+弱酸弱酸盐：由于同离子效应的存在，通常用初始浓度c0(HA),c0(A)代替c(HA),c(A)。5.4.3 缓冲溶液缓冲溶液pH值的计算值的计算两边取负对数，则(aq)A(aq)OH O(l)H HA(aq)32-

29、+)A()HA()HA()OH(a3-+=ccKc)A()HA(lg)HA(ppHa-=ccK平衡浓度例HAcNaAc，H2CO3NaHCO34243PONaH POH 2 -：例7a13 32104.2 NaHCO COH 1 -=-K：例)HCO()CO(Hlg ppH 332a1-=ccKxcxxcc+-AHA 1eq L/mol(aq)POH(aq)OH O(l)H(aq)POH423243-+3a1HAA107.6 )(-=-+-Kxcxcx )A()HA(pH a1代之。浓度，不能用初始浓度应是平衡，值公式中的此时，缓冲溶液二次方程，不能忽略，必须解一元较大，因为-ccxK2.弱碱

30、 弱碱盐 NH3 H2O NH4Cl(aq)OH(aq)BH O(l)HB(aq)2-+)B()OH()BH()B(bcccK-+=)BH()B()B()OH(b+-=ccKc)BH()B(lg)B(ppOHb+-=ccK)B()BH(lg)BH(p)BH()B(lg)B(p14pHabccKccK+-=+-=3.由多元弱酸酸式盐组成的缓冲溶液溶液为酸性或中性8a2102.6-=K)HPO()PO(Hlg ppH2442a2-=ccK)aq(OH)aq(HPO )l(OH)aq(POH324242+-+值需精确计算？思考：为什么此系统的pH 例2：2a224 4100.1 SO HSO-=-K

31、 HPO POH2442-例1：如 NaHCO3Na2CO3 ,NaH2PO4Na2HPO4溶液为碱性应按水解平衡精确计算。PO HPO 3424-例1：)aq(OH)aq(HPO )l(OH)aq(PO24234-+022.0)PO(H )(PO43a3w34b1=-KKK例2：(aq)CO (aq)OH (l)OH(aq)HCO23323-+-+(aq)OH(aq)HCO O(l)H(aq)CO3223-+13a2102.4-=K4a2wb1101.2 -=KKK)HCO()(COlg p14pH323b1-+-=ccK)HCO()(COlg)lg(14323a2w-+-=ccKK)HCO

32、()(COlg p323a2-+=ccK结论：时，缓冲能力大接近或 1 )BH()(B )(A)HA(+-cccc缓冲能力与缓冲溶液中各组分的浓度有关，c(HA)，c(B)及 c(A)或c(BH+)较大时,缓冲能力强。缓冲溶液的缓冲能力是有限的；有关；或还与 )BH()B()A()HA(+-cccc决定的，paK p14bK-缓冲溶液的pH值主要是由或例题：求 300mL 0.50molL-1 H3PO4和 500mL 0.50molL-1 NaOH的混合溶液的pH值.molNaOH25.0 POmolH15.043反应继续反应缓冲溶液得到 HPO POH 2442-解：先反应再计算4242P

33、O0.05molNaHHPO0.10molNa 余下生成H0.10molNaO 余下42PO0.15molNaH 生成7.51 30.021.7=+=100.00500.0lg102.6lg8-=-1-24Lmol800.0100.0)HPO(=-c Lmol800.00500.0)POH(1-42=-c(aq)OH(aq)HPO O(l)H(aq)POH324242+-+8a2102.6-=K)HPO()PO(Hlg ppH2442a2-=ccK例题：若在 50.00ml 0.150molL-1 NH3(aq)和 0.200 molL-1 NH4Cl组成的缓冲溶液中，加入0.100ml 1.

34、00 molL-1的HCl，求加入HCl前后溶液的pH值各为多少？解：加入 HCl 前：4.缓冲溶液的缓冲性能的计算14.9)12.0(26.9=-+=200.0150.0lg)108.1lg(145+-=-)BH()(Blg p14pHb+-=ccK加入 HCl 后：11Lmol0020.0Lmol10.50100.000.1)HCl(-=c加HCl前浓度/(molL-1)0.150-0.0020-x 0.200+0.0020+x x0.150 0.200加HCl后初始浓度/(molL-1)0.150-0.0020 0.200+0.0020平衡浓度/(molL-1)5108.10.148)2

35、02.0(-=-+xxx NH3(aq)+H2O(l)NH4+(aq)+OH(aq)9.11pH 4.89pOH=155Lmol101.3)OH(101.3-=cx*5.4.4 缓冲范围和缓冲能力缓冲范围和缓冲能力 所选择的缓冲溶液，除了参与和 H+或 OH 有关的反应以外，不能与反应系统中的其它物质发生副反应；缓冲溶液的选择和配制原则：或 尽可能接近所需溶液的pH值；p14 pbaKK-欲配制的缓冲溶液的 pH 值应选择的缓冲组分 若 或 与所需pH不相等，依所需pH调整。或)BH()B()A()HA(+-cccc p14 pbaKK-35.12p PO Na-HPONa 12pHa3434

36、2=K33.10p CO Na-NaHCO 10pHa2323=K26.9p14 Cl NH-O H NH 9pHb423=-=K21.7p HPO Na-PO NaH 7pHa24242=K74.4p NaAc-HAc 5pHa=K 例题：今有 2.0L0.10molL-1的 Na3PO4 溶液和 2.0L 0.10molL-1的NaH2PO4 溶液，仅用这两种溶液（不可再加水）来配制pH=12.50的缓冲溶液，能配制多少升这种缓冲溶液？解：缓冲组分应为 Na2HPO4 Na3PO4反应前 n/mol 20.10 0.10 x 0 ,小于所需pH值，说明 应过量，则 2.0L Na3PO4

37、应全部用上，设需0.10molL-1 NaH2PO4 xL。35.12)POH(p43a3=K-34PO(aq)2HPO (aq)POH(aq)PO244234-+反应后 n/mol 0.20 0.10 x 0 0.20 x15.1Lmol032.0100.1)OH(1.5pOH-=c平衡浓度/(molL-1)0.032 032.00.220.0 032.00.210.00.20+-+-xxxx初始浓度/(molL-1)0 0.220.0 2.010.00.20 xxxx+-(aq)OH (aq)HPO (l)OH (aq)PO2 4234-+022.0)POH(032.00.210.020.

38、0032.0032.00.220.043a3wb1=-+-+=KKxxxxK例：欲用等体积的 NaH2PO4 溶液和 Na2HPO4 溶液配制 1.00LpH=7.20 的缓冲溶液，当将50.00mL的该缓冲溶液与5.00mL 0.10molL-1 HCl混合后，其 pH值变为 6.80，问 缓冲溶液中NaH2PO4 和 Na2HPO4 的浓度是多大？如果该缓冲溶液是由0.500molL-1 H3PO4和1.0molL-1 NaOH配制，应分别取多少毫升？解得 x=0.12 能配制2.12L缓冲溶液(2L Na3PO4 +0.12L NaH2PO4)。解：)HPO()POH(lgppH2442

39、a-=ccK02442)HPO()POH(ccc=-)HPO()POH(lg20.720.72442-=cc)HPO()POH(lg103.6lg20.724428-=cc NaClPONaHHPONa HCl4242+0.5050 50.050 0 mmol/00+-ccn反应后0050 50 0.105.0 mmol/ccn反应前50.05050.050lg20.780.600-+-=ccmL8.92500.020232.01000)POH(43=VmL6.690.130232.01000)NaOH(=V10Lmol0232.0-=c解得：40.050.05050.050lg00=-+cc

40、变色范围 酸色 中间色 碱色甲基橙3.1 4.4 红橙 黄酚 酞8.0 10.0 无色 粉红 红石 蕊3.0 8.0 红紫 蓝 5.5 酸碱指示剂酸碱指示剂1测定pH的方法：酸碱指示剂；pH试纸；pH计。2.酸碱指示剂的组成：一般是结构复杂的有机弱酸或有机弱碱。3.酸碱指示剂的条件：在酸性和碱性溶液中呈现不同的颜色。lewis 酸酸：凡是可以接受电子对的分子、：凡是可以接受电子对的分子、离子或原子离子或原子，如Fe3+,Fe,Ag+,BF3等。lewis 碱碱：凡是给出电子对的离子或分子：凡是给出电子对的离子或分子，如:X,:NH3,:CO,H2O:等。lewis酸与lewis碱之间 以配位键

41、配位键结合生成 酸碱加合物。5.6 酸碱电子理论酸碱电子理论1923年美国化学家G.N.Lewis提出 路易斯路易斯 1875-1946)美国物理化学家，美国物理化学家，-+ClHHNH H NH HCl3-FFBF F BF3+F+23333NH NH CuNH NH Cu2+4 NH3 5.7 配位化合物配位化合物5.7.2 配合物的化学式和命名配合物的化学式和命名5.7.1 配合物的组成配合物的组成5.7.3 配合物的分类配合物的分类 配合物是Lewis酸碱的加合物，例如，Ag(NH3)2+是Lewis酸Ag+和NH3的加合物。5.7.1 配合物的组成配合物的组成 形成体与一定数目的配位

42、体以配位键按一定的空间构型结合形成的离子或分子叫做配合物。Lewis酸称为形成体(中心离子或原子)；Lewis碱称为配位体。形成体通常是金属离子和原子，也有少数是非金属元素，例如：Cu2+，Ag+，Fe3+，Fe，Ni，B，P 配位体通常是非金属的阴离子或分子，例如：F，Cl，Br，I，OH，CN，H2O，NH3，CO 配位原子：与形成体成键的原子。单齿配位体：配位体中只有一个配位原子。多齿配位体：具有两个或多个配位原子的 配位体。例如：乙二胺（乙二胺（en）2 2 2 2HNCHCHNH乙二胺四乙酸根 EDTA（Y4）乙二酸根（草酸根）-242OCO OC CO O2 OCO CH CH O

43、CON CH CH N OCO CH CH OCO2222224 配位数：配位原子数 单齿配体：形成体的配位数等于配位体的数目；多齿配体：形成体的配位数等于配位体的数目与齿数的乘积。Cu(en)22+Cu2+的配位数等于4。例如：CHNH NHCHCu CHNH NHCH2 22 22 22 22+Ca(EDTA)2或CaY2Ca2+的配位数为6，配位原子分别是4个O，2个N。从溶液中析出配合物时，配离子常与带有相反电荷的其他离子结合成盐，这类盐称为配盐。配盐的组成可以划分为内层和外层。配离子属于内层，配离子以外的其他离子属于外层。外层离子所带电荷总数等于配离子的电荷数。形成体配位原子配体配位

44、数K3 Fe(C N)6 外层内层5.7.2 配合物的化学式和命名配合物的化学式和命名配酸：酸配碱：氢氧化配盐：先阴离子后阳离子，简单酸根加“化”字，复杂酸根加“酸”字。配合物的命名原则：配合物的命名原则：配体名称列在中心元素之前，配体数目用倍数词头二、三、四等数字表示（配体数为 一时省略），不同配体名称之间以“”分开，在最后一个配体名称之后缀以“合”字。形成体的氧化值用带括号的罗马数字表示(氧化值为 0 时省略)。配体数配体数 配体名称配体名称 合合 形成体名称（氧化态值）形成体名称（氧化态值）以二、以二、三、四三、四表示表示不同不同配体配体“”分开分开以罗马数以罗马数字字、表示表示配体次序

45、：先离子后分子，例如：KPtCl3NH3：三氯氨合铂()酸钾；同是离子或同是分子，按配位原子元素符号的英文字母顺序排列，例如：Co(NH3)5H2OCl3：氯化五氨水合钴()；配位原子相同，少原子在先；配位原子相同，且配体中含原子数目又相同，按非配位原子的元素符号英文字母顺序排列，例如：PtNH2NO2(NH3)2：氨基硝基二氨合铂();先无机后有机，例如：KPtCl3(C2H4)：三氯乙烯合铂()酸钾。443SO)Cu(NH硫酸四氨合铜()-2Ca(EDTA)3332)(NH)Co(NO5Fe(CO)3253ClO)(H)Co(NH332NOO)Zn(OH)(H)(NHPtClK35243(

46、OH)Cu(NH62PtClH63Fe(NCS)K乙二胺四乙酸根合钙()三硝基三氨合钴()五羰(基)合铁(三)氯化五氨水合钴()硝酸羟基三水合锌()五氯氨合铂()酸钾氢氧化四氨合铜()六氯合铂()酸六异硫氰根合铁()酸钾注注 意：意：-NO2(以氮原子为配位原子以氮原子为配位原子)硝基根硝基根-ONO(以氧原为配位原子以氧原为配位原子)亚硝酸根亚硝酸根 -SCN(硫原子配位硫原子配位)硫氰酸根硫氰酸根 -NCS(氮原子配位氮原子配位)异硫氰酸根异硫氰酸根N2 双氮；双氮；O2 双氧；双氧；CO 羰基；羰基；NO 亚硝酰亚硝酰5.7.3 配合物的分类配合物的分类简单配合物：一个中心离子，每个配体

47、均为单基配体。如+-325346O)H()Co(NH Fe(CN)螯合物：一个中心离子与多基配体成键形成环状结构的配合物。如Cu(en)22+，CaY2。多核配合物：含两个或两个以上的中心离子。如(H2O)4Fe(OH)2Fe(H2O)44+。羰合物：CO为配体。如Fe(CO)5，Ni(CO)4。烯烃配合物：配体是不饱和烃。如：PdCl3(C2H4)-。多酸型配合物：配体是多酸根。如：(NH4)3P(Mo3O10)6H2O。5.8 配位反应与配位平衡配位反应与配位平衡5.8.1 配离子的解离常数和配离子的解离常数和 稳定常数稳定常数*5.8.3 配合物的稳定性配合物的稳定性*5.8.2 配体取

48、代反应和配体取代反应和 电子转移反应电子转移反应 配合物的解离反应是分步进行的，每步均有其解离常数。例如：总解离常数(不稳定常数)：总解离反应：5.8.1 配离子的解离常数和稳定常数配离子的解离常数和稳定常数(aq)NH(aq)Ag(NH (aq)Ag(NHd13323+K(aq)NH(aq)Ag (aq)Ag(NHd233+K(aq)NH2(aq)Ag (aq)Ag(NHd323+K)Ag(NH()(NH)(Ag2323d2d1d+=cccKKK配合物的生成反应是配合物解离反应的逆反应。总生成常数(稳定常数或累积稳定常数)：总生成反应：(aq)Ag(NH (aq)NH(aq)Ag33+(aq

49、)Ag(NH (aq)NH(aq)Ag(NH2333+(aq)Ag(NH (aq)NH2(aq)Ag233+f1Kf2KfK)(NH)(Ag)Ag(NH(2323f2f1fcccKKK=+1dfKK=f越大，配合物越稳定。K1d2f1KK=1d1f2KK=例题：室温下，0.010mol的AgNO3(s)溶于1.0L 0.030molL-1的NH3H2O中(设体积不变)，计算该溶液中游离的Ag+、NH3和 的浓度。)Ag(NH23+0.01020.010 )L/(mol1xxx-+-平衡浓度-2 )L/(mol1xxx-变化浓度0.010020.00.030 0)L/(mol1-开始浓度解：很大

50、，且c(NH3)大，预计生成 的反应完全，生成了0.010molL1 。很小，可略而不计。723f101.67)(Ag(NH=+K)Ag(NH23+)Ag(NH23+)Ag(NH(3+c(aq)Ag(NH (aq)2NH (aq)Ag233+1233Lmol010.0)(Ag(NH)NH(-+=cc16Lmol100.6)Ag(-+=c672100.6 101.6701000100-=x.x.010.02010.0 010.00.010+-xx7f2101.67)2010.0(0.010=+-Kxxx 1.配体取代反应 一种配体取代了配离子内层的另一种配体，生成新的配合物的反应称为配体取代反应