教材《无机化学》第8章酸碱解离平衡

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1、第8章酸碱电离平衡8－1弱酸和弱碱的解离平衡8－1－1一元弱酸、弱碱的解离平衡1解离平衡常数醋酸CH3COOH(经常简写做HAc)溶液中存在着平衡：或：HAc＋H2OH3O+＋Ac－HAcH+＋Ac－其平衡常数表达式可写成：式中Ka是酸式解离平衡常数，[H+]、[Ac－]和[HAc]分别表示H+、Ac－和HAc的平衡浓度。Ө若用c0表示醋酸溶液的起始浓度，则有：ӨӨ当电离平衡常数K很小，酸的起始浓度c0较大时，则有c0≫[H+]，于是上式可简化成：适用条件：c0＞400KaӨ；一元弱酸体系。Ө所以：Ө作为弱碱，氨水也发生部

2、分解离，存在下列平衡：其解离平衡常数可表示为：式中KbӨ是弱碱的解离平衡常数，c0表示碱的起始浓度，[OH－]代表平衡时体系中OH－的浓度。NH3·H2ONH4+＋OH－KbӨ当c0＞400KbӨ时，有ӨKaӨ，KbӨ值越大，表示弱酸、弱碱解离出离子的趋势越大。一般把KaӨ小于10－２的酸称为弱酸。一元弱酸一元弱碱HClO2.9×10–8(CH3)2NH5.9×10–4HF6.3×10–4C6H5NH24.0×10–10HNO27.2×10–4C5H5N1.5×10–9KaӨKbӨKaӨ，KbӨ与温度有关。但由于弱电解质解

3、离过程的热效应不大，所以温度变化对二者影响较小。2解离度弱酸、弱碱在溶液中解离的程度可以用解离度a表示，HAc的解离度a表示平衡时已经电离的醋酸的浓度与醋酸起始浓度之比，即：NH3·H2O的解离度为：ӨӨӨ例：a)计算0.10mol·dm–3HAc溶液的[H+]和解离度；b)计算1.0×10–3mol·dm–3NH3·H2O的[OH－]和解离度。已知HAc的KaӨ＝1.8×10–5，NH3·H2O的KbӨ＝1.8×10–5平衡常数KaӨ和KbӨ不随浓度变化，但作为转化百分数的解离度a，却随起始浓度的变化而变化。起始浓度c0

4、越小，解离度a值越大。解离度a经常用百分数表示。其中x表示平衡时已解离的HAc的浓度各物质的平衡相对浓度0.10－xxx各物质的起始相对浓度0.1000即c0>400KaӨ，有0.10－x≈0.10，可以近似计算：解：a)反应方程式HAcH+＋Ac－平衡常数的表达式为Ө由于a)中Ө故[H+]＝1.34×10–3mol·dm–3电离度若不采用近似计算，而将平衡常数的值代入其表达式中，则有：ӨӨ解一元二次方程得x=1.33×10–3即[H+]＝1.33×10–3mol·dm–3解离度各物质的起始相对浓度1.0×10–300各物

5、质的平衡相对浓度1.0×10–3－yyy其中y表示平衡时已解离的NH3·H2O的浓度b)反应方程式NH3·H2ONH4+＋OH－不能近似计算，将c0＝1.0×10–3mol·dm–3和KbӨ＝1.8×10–5代入平衡常数表示式中：解一元二次方程得[OH－]＝1.25×10–4mol·dm–3解离度ӨӨ若用近似计算：与前面计算结果比较，计算误差较大。Ө3同离子效应若在HAc溶液中加入一些NaAc，NaAc在溶液中完全解离，于是溶液中Ac－离子浓度增加很多，使醋酸的解离平衡左移，从而降低HAc的电离度。例：如果在0.10mol

6、·dm–3的HAc溶液中加入固体NaAc，使NaAc的浓度达0.20mol·dm–3，求该HAc溶液的[H+]和解离度a。起始浓度0.1000平衡浓度0.10－xx0.20+x解：HAcH+＋Ac－将各平衡浓度代入平衡常数表达式:由于c0／KbӨ≫400，同时可认为0.20＋x≈0.20，0.10－x≈0.10。故平衡常数表达式变为：ӨӨӨ即[H+]＝9.0×10–6mol·dm–3解离度与前面计算结果α＝1.33％相比，加入强电解质后，解离度α缩小了149倍。上述计算结果说明：在弱电解质的溶液中，加入与其具有共同离子的强

7、电解质，使弱电解质的解离平衡左移，从而降低弱电解质的解离度。这种影响叫做同离子效应。8－1－2水的解离平衡和溶液的pH1水的离子积常数平衡常数表达式KӨ＝[H+][OH－]，称其为水的离子积常数，经常用KwӨ表示。常温下KwӨ＝1.0×10–14。KwӨ与反应的ΔrGmӨ有关系，由KwӨ可求得上述反应的ΔrGmӨ值。H2O＋H2OH3O+＋OH－或H2OH+＋OH－2溶液的pHpH＝－lg[H+]pOH＝－lg[OH－]因为常温下：KwӨ＝[H+][OH－]＝1.0×10–14故常温下有：pH＋pOH＝14但当某温度下，水

8、的离子积常数KwӨ不等于1.0×10–14，pKwӨ不等于14时，中性溶液中pH=pOH，但都不等于7。pH=pOH是中性溶液的根本标志。3酸碱指示剂借助于颜色的改变来指示溶液pH的物质叫做酸碱指示剂。酸碱指示剂通常是一种复杂的有机物，并且都是弱酸或弱碱。酸分子HIn显红色，酸根离子In－显黄色，当[H