第3章 弱电解质与酸碱平衡 弱电解质与酸碱平衡 第一节弱电解质溶液的解离平衡 第二节酸碱理论 第三节酸碱溶液的pH计算
弱 电 解 质 与 酸 碱 平 衡 第3章 弱电解质与酸碱平衡 第一节 弱电解质溶液的解离平衡 第二节 酸碱理论 第三节 酸碱溶液的pH计算
第一节弱电解质溶液的解离平衡 、 弱酸、弱碱的解离平衡 电 1.一元弱酸的解离平衡 质与酸碱平衡 HB⊥H++B 弱酸解离 常数 K='B] [HB] 例 NH CI NH+CI (完全电离) NH4++H,O±H3O++NH3 [NH:].[H'] [NH]
弱 电 解 质 与 酸 碱 平 衡 第一节 弱电解质溶液的解离平衡 1.一元弱酸的解离平衡 弱酸解离 常 数 一、弱酸、弱碱的解离平衡 HB H＋＋B－ [HB] [H ][B ] + - Ka = 例 NH4Cl → NH4 + + Cl- （完全电离） NH4 + + H2O H3O+ + NH3 [ ] [ ] [H ] 4 3 + + = NH NH Ka
第一节弱电解质溶液的解离平衡 一、弱酸、弱碱的解离平衡 电 1.一元弱酸的解离平衡 质与 HAc(aq)+H2O H3*O(aq)+Ac-(aq) 酸碱 弱酸解离 常数 K,=H,01[Ac] 衡 [HAc]
弱 电 解 质 与 酸 碱 平 衡 第一节 弱电解质溶液的解离平衡 HAc(aq) +H2O H3 +O(aq) + Ac- (aq) + 3 a [H O ][Ac ] [HAc] K − = 1.一元弱酸的解离平衡 弱酸解离 常 数 一、弱酸、弱碱的解离平衡
第一节弱电解质溶液的解离平衡 一、弱酸、弱碱的解离平衡 弱 电 2.一元弱碱的解离平衡 B+H2O→HB+OH 弱碱解离 质与酸碱平衡 常数 Kb = [HB][OH] [A] 例NaAc Ac H,O+ HAc +OH K,=Ac-OH】 [Ac-]
弱 电 解 质 与 酸 碱 平 衡 第一节 弱电解质溶液的解离平衡 一、弱酸、弱碱的解离平衡 2.一元弱碱的解离平衡 弱碱解离 常 数 B- + H2O HB + OHKb = [HB][OH- ] [A- ] Ac− + H2O+ HAc +OH- 例 NaAc [ ] [ ] [OH ] − − = Ac HAc Kb
第一节弱电解质溶液的解离平衡 弱酸、弱碱的解离平衡 一、 电 2.一元弱碱的解离平衡 NH3(aq)+H2O(I) NH*(aq)+OH-(aq) 质与酸碱平衡 弱碱解离 常数 X。=NH][OH] [NH:]
弱 电 解 质 与 酸 碱 平 衡 第一节 弱电解质溶液的解离平衡 一、弱酸、弱碱的解离平衡 2.一元弱碱的解离平衡 NH3 (aq) + H2O(l) 4 b 3 [NH ][OH ] [NH ] K + = - NH4 + (aq) + OH- (aq) 弱碱解离 常 数
第一节弱电解质溶液的解离平衡 多元弱酸在水中的电离 电 如：H2C03 与 H2C03+H20=HC03+H,O K-[O,小cH*〗 [c(H2CO3】 酸 H2CO3 =HCO3+H+ HC03+H20=C032.+HO1 衡 K%=LCOJ-cHr〗 HCO3=CO,2+H+ [c(HCO
弱 电 解 质 与 酸 碱 平 衡 第一节 弱电解质溶液的解离平衡 多元 弱酸在水中的电离 如：H2CO3 H2CO3 + H2O = HCO3 - + H3O+ H2CO3 = HCO3 - + H+ HCO3 - + H2O = CO3 2- + H3O+ HCO3 - = CO3 2- + H+ [ ( )] [ ( )] [c(H )] 2 3 3 1 c H CO c HCO Ka − + = [ ( )] [ ( )] [c(H )] 3 2 3 2 − − + = c HCO c CO Ka
第一节弱电解质溶液的解离平衡 多元弱碱在水中的电离 电 例：Na,CO3 C032- 质与 C032-+H20=HC03+OH Kg=LcCO,】 酸 [c(CO,2] 衡 HCO3+H2O=H2CO3 +OH- K=[eH,CO,1-cOH】 [c(HCO;
弱 电 解 质 与 酸 碱 平 衡 第一节 弱电解质溶液的解离平衡 多元 弱碱在水中的电离 例：Na2CO3 CO3 2- CO3 2- +H2O = HCO3 - + OHHCO3 - +H2O = H2CO3 + OH- [ ( )] [ ( )] [c(OH )] 3 2 3 2 − − = c HCO c H CO Kb [ ( )] [ ( )][c(OH )] 2 3 3 1 − − − = c CO c HCO Kb
关于平衡常数K 与所有平衡常数一样，解离常数与温度有关 弱 而与浓度无关 电 同一温度下，解离常数是弱电解质的一个特 性常数，因而可用来衡量某一弱电解质的解离程度 质 的大小。对于弱酸，Ka愈大，表明该弱酸解离出 的H+离子越多，酸性相对较强；Ka愈小，表明该 弱酸解离出的H+离子越少，酸性相对较弱。 平衡常数可以由热力学定义，称为标准平衡常， 衡 用K表示，量纲为一； 如在298K时，HF、HAc、HCN的Ka分别为 6.3×104、1.75×10-5、6.2×10-10, 故这三种酸的强弱顺序为HF>HAc>HCN
弱 电 解 质 与 酸 碱 平 衡 同一温度下，解离常数是弱电解质的一个特 性常数，因而可用来衡量某一弱电解质的解离程度 的大小。对于弱酸，Ka愈大，表明该弱酸解离出 的H+离子越多，酸性相对较强；Ka愈小，表明该 弱酸解离出的H+离子越少，酸性相对较弱。 关于平衡常数 K 如在298 K时，HF、HAc、HCN的Ka分别为 6.3×10-4 、1.75×10-5 、6.2×10-10 ， 故这三种酸的强弱顺序为HF﹥HAc﹥HCN。 与所有平衡常数一样，解离常数与温度有关 而与浓度无关 平衡常数可以由热力学定义，称为标准平衡常， 用Kθ表示，量纲为一；
弱酸、弱碱解离常数一般既有小数又有负指 数，因此为方便使用，常用其负对数来表示： 电解质与酸碱平衡 pk =-1gK pK =-IgKp pKa越小，表明酸的酸性越强；pKa越 大，酸的酸性越弱。同理，pKb越小，说明 碱的碱性越强；
弱 电 解 质 与 酸 碱 平 衡 弱酸、弱碱解离常数一般既有小数又有负指 数，因此为方便使用，常用其负对数来表示： a a p lg K K = − b b p lg K K = − pKa越小，表明酸的酸性越强；pKa越 大，酸的酸性越弱。同理，pKb越小，说明 碱的碱性越强；
表3-2在水溶液中的共轭酸碱对和pKa(298K) 共轭酸HA Ka pKa 共轭碱A HC2Oa 5.6×102 1.25 HC2O HSO: 1.4×102 1.85 HSO3 HSO 1.0x10-2 1.99 S02 H,PO 6.9×103 2.16 H,PO 电解质与酸碱平衡 HF 6.3×104 3.20 F 酸性 HNO2 5.6x104 3.25 NO2 HC,04 1.5×104 3.81 C2042 强 HAc 1.75x105 4.756 Ac- 碱性增强 HCO, 4.5×107 6.35 HCO H,S 8.9x108 7.05 HS HSO, 6×107 7.2 S032 HPO 6.1×10-8 7.21 HPO2 HCIO 3.9×10-8 7.40 C10 HCN 6.2×1010 9.21 CN HCO 4.7×1011 10.33 C032 HPO2 4.8×1013 12.32 P043 HS- 1.2×1013 12.90 S2 HO 1.0x10-14 14.00 OH
弱 电 解 质 与 酸 碱 平 衡 表3-2 在水溶液中的共轭酸碱对和pKa(298 K) 酸 性 增 强 碱 性 增 强 共轭酸HA Ka pKa 共轭碱AH2C2O4 5.6×10-2 1.25 HC2O4 - H2SO3 1.4×10-2 1.85 HSO3 - HSO4 - 1.0×10-2 1.99 SO4 2- H3PO4 6.9×10-3 2.16 H2PO4 - HF 6.3×10-4 3.20 F - HNO2 5.6×10-4 3.25 NO2 - HC2O4 - 1.5×10-4 3.81 C2O4 2- HAc 1.75×10-5 4.756 AcH2CO3 4.5×10-7 6.35 HCO3 - H2S 8.9×10-8 7.05 HSHSO3 - 6×10-7 7.2 SO3 2- H2PO4 - 6.1×10-8 7.21 HPO4 2- HClO 3.9×10-8 7.40 ClOHCN 6.2×10-10 9.21 CNHCO3 - 4.7×10-11 10.33 CO3 2- HPO4 2- 4.8×10-13 12.32 PO4 3- HS- 1.2×10-13 12.90 S 2- H2O 1.0×10-14 14.00 OH-