中南民族大学：《无机化学》课程教学资源（PPT课件）10 电解质溶液 Electrolyte Solutions

电解质溶液 Electrolyte Solutions 下页返回退出

下页 退出 无机化学 返回 10章 电解质溶液 Chapter 10 Electrolyte Solutions

基本内容和重点要求 10.1强电解质溶液理论 10.2弱酸、弱碱的解离平衡 10.3盐的水解 x10.4酸碱理论的发展 10.5难溶性强电解质的沉淀-溶解平衡 r掌握弱酸、弱碱的解离平衡,水的离子积和溶液的 pH值的计算;掌握弱酸强碱盐、强酸弱碱盐、弱酸弱碱 盐、弱酸酸式盐溶液pH值的计算;掌握难溶强电解质的 溶度积规则及有关计算。 上页下页返回退出

上页 下页 退出 基本内容和重点要求 返回 掌握弱酸、弱碱的解离平衡，水的离子积和溶液的 pH值的计算；掌握弱酸强碱盐、强酸弱碱盐、弱酸弱碱 盐、弱酸酸式盐溶液pH值的计算；掌握难溶强电解质的 溶度积规则及有关计算。 10.1 强电解质溶液理论 10.2 弱酸、弱碱的解离平衡 10.3 盐的水解 10.4 酸碱理论的发展 10.5 难溶性强电解质的沉淀-溶解平衡

10.1强电解质溶液理论 唧10.1.1离子氛和离子强度 10.12活度和活度系数 上页下页退出

上页 下页 退出 10.1 强电解质溶液理论 10.1.1 离子氛和离子强度 10.1.2 活度和活度系数

10.1.1离子氛和离子强度 1923年, Debye及 Huckel提出离子氛( ionic atmosphere) 概念。 观点:强电解质在溶液中是完全电离的。但是由于离子间 的相互作用,每一个离子都受到相反电荷离子的束缚,这 种离子间的相互作用使溶液中的离子并不完全自由,在正 离子的周围存在由负离子形成的“离子氛”,在负离子的 周围存在由正离子形成的“离子氛”,如图10-1。其表现 为: 溶液导电能力下降,电离度下降,依数性异常。 上页下页退出

上页 下页 退出 10.1.1 离子氛和离子强度 1923年，Debye 及Hückel提出离子氛（ionic atmosphere） 概念。 观点：强电解质在溶液中是完全电离的。但是由于离子间 的相互作用，每一个离子都受到相反电荷离子的束缚，这 种离子间的相互作用使溶液中的离子并不完全自由，在正 离子的周围存在由负离子形成的“离子氛” ，在负离子的 周围存在由正离子形成的“离子氛” ，如图10-1。其表现 为： 溶液导电能力下降，电离度下降，依数性异常

+ 离子及其周围的“离子氛” 由于离子与离子氛之间相互作用,使离子不能100%发挥 作用,发挥作用的离子数少于完全电离时离子的数目。 离子与离子氛的作用程度可用离子强度表示: =1/2∑(m2) m2:溶液中第离子的浓度,Z;第i种离子的电荷 离子强度I表示了离子在溶液中产生的电场强度的大小。 离子强度越大,正负离子间作用力越大

➢ 由于离子与离子氛之间相互作用，使离子不能100%发挥 作用，发挥作用的离子数少于完全电离时离子的数目。 ➢ 离子与离子氛的作用程度可用离子强度表示： 1/ 2 ( ) 2 mi Zi I =  mi ：溶液中第i种离子的浓度，Zi：第i种离子的电荷 离子强度I表示了离子在溶液中产生的电场强度的大小。 离子强度越大，正负离子间作用力越大。 + - + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - 离子及其周围的“离子氛

10.1.2活度和活度系数 电解质溶液中离子实际发挥作用的浓度称为有效浓度或活度。 活度即指有效浓度,即单位体积电解质溶液中表现出来的表观 离子有效浓度,即扣除了离子间相互作用的浓度。以a ( activity)表示。浓度(c)与活度的关系为: a=fc ∫为活度系数,离子自身电荷越高,溶液的离子强度越 高,∫越小; 稀溶液中,f<l; 极稀溶液中,∫接近1,活度近似等于浓度 上页下页退出

上页 下页 退出 10.1.2 活度和活度系数 电解质溶液中离子实际发挥作用的浓度称为有效浓度或活度。 活度即指有效浓度，即单位体积电解质溶液中表现出来的表观 离子有效浓度，即扣除了离子间相互作用的浓度。以a （activity）表示。浓度（c）与活度的关系为：  = f c f 为活度系数，离子自身电荷越高，溶液的离子强度越 高，f 越小； 稀溶液中，f < 1； 极稀溶液中，f 接近1，活度近似等于浓度

10.2弱酸、弱碱的解离平衡 1021一元弱酸、弱碱的解离平衡 1022水的离子积和溶液的pH值 10.23多元弱酸的解离平衡 10.2.4缓冲溶液 上页下页退出

上页 下页 退出 10.2 弱酸、弱碱的解离平衡 10.2.4 缓冲溶液 10.2.3 多元弱酸的解离平衡 10.2.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡 10.2.2 水的离子积和溶液的pH值

10.2.1一元弱酸、弱碱的解离平衡 (1)电离常数和解离度 弱酸HAc+H2O=H3O++AC C..· K AC三 C HACi /H'72 K 当coKa>400 H K C 0 H 解离度a 0 0 上页下页退出

上页 下页 退出 10.2.1 一元弱酸、弱碱的解离平衡 （1）电离常数和解离度 HAc + H2O ⇌ H3O+ + Ac−   [ ] 2 HAc H a a a K HAc H Ac a + =  = + −  Ka = [H + ] 2 c0 [H + ( ]) 当c0 /Ka > 400 Ka = [H + ] 2 c0 [H + ] = Ka c0 弱酸 0 0 0 0 C K C K C C H a a    = = = + 解离度

同理,对于一元弱碱: 6 OH K Co-[OH I 当co/Kb>400 LOH K b [OH]=NKhc 解离度 b C 0 上页下页退出

上页 下页 退出 同理，对于一元弱碱：   [ ] 0 2 − − − = c OH OH Ka  当c0 /Kb > 400 [OH - ] = Kb c0 Kb = [OH - ] 2 c0 C0 Kb   = 解离度

例1:计算浓度为0.10molL1和1.0×105molL4的HAc溶液[和a 解(a) HAc H++Ac 起始浓度0.1000 平衡浓度0.10-x K2=18×105=x2(0.10-x)≈x20.10(因为c/K2=5.6×103>400) IH=13×103molL; =(K3(c0)=[H/c0=1.3% (b)K2=x2/(0.10-x)=18×105(因为c0K2=0.56<400) H=716×106 mo.L-, C=[Hc0=71.6% 上页下页退出

上页 下页 退出 例1：计算浓度为0.10molL-1和1.010-5molL-1的HAc溶液[H+ ]和： 解(a)： HAc ⇌ H+ + Ac- 起始浓度 0.10 0 0 平衡浓度 0.10-x x x Ka = 1.810-5= x 2 /(0.10-x)  x 2 /0.10 （因为c0 /Ka = 5.6103 > 400） x = [H+ ] = 1.3  10-3 molL-1；  = (Ka /c0 ) 1/2= [H+ ]/c0 = 1.3 % (b) Ka = x 2 /(0.10-x) = 1.810-5（因为c0 /Ka = 0.56 < 400） [H+ ] = 7.16  10-6 molL-1 ，  = [H+ ]/c0 = 71.6 %