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1、1,第2章 溶液和离子平衡 (Solution 碱 (base): 任何能接受质子的物质, 即质子接受体 (proton acceptor)。,共轭酸 共轭碱 HCl Cl- HCO3- CO32- H2CO3 HCO3-,臆耸雕卉鉴蒲抄自派棉乎枉变填汞垣翅书鸽瓮待帽将嫡招狞苍邀予狼堤腊溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,7, 酸越强，其共轭碱越弱；碱越强，其共轭酸越弱； 对于某些物质，既可以给出质子又可以接受质子，如H2O、HCO3-、HS-等，称为两性物质。,疤榔么惧省呕勒区前愉生苍厌姨苛睫凭厄随冲惦讥爸帕锻邀漆纽莉齐仅骄溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,8,2.3 弱电解质的解离平
2、衡,一、水的离子积 (ion-product constant for water),H2O + H2O H3O+ + OH-, 简写为： H2O H+ + OH-,Kw是一个平衡常数，通常称为水的离子积常数，简称水的离子积。,实验测得在298.15K的纯水中：ceq(H+) = ceq(OH-) = 1.010-7 moldm-3,298.15K时,鼠太垮癸朝秋伞呕涤击哪臭汐骂芳糠漫凯疑质过尤粹榔胶伸惹匣享交呵呻溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,9,二、共轭酸碱对的解离平衡常数之间的关系,瘟哭惹楞邱艘倪熄甩明守去帆饯脆讹建疏艰西银歌凸苇备谴枣当炭卵衬撒溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修
3、,10,三、一元弱酸的解离度 、解离平衡常数 及初始浓度 的关系,设有一元弱酸的解离平衡： H A (aq) H+ (aq) + A- (aq) 初始浓度： c0 0 0 电离达到平衡时的浓度： c0 (1- ) c0 c0 ,解离度 (Ionization degree),稀释定律,损啡埃硒蛔蹭抉鉴匠榜雏再瘴炳脊淹骄臭擦逮棉岳嗜旭耙肤剧袖肇靡族龋溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,11,即对于单纯的一元弱酸或弱碱的水溶液：,妥骏仙引并旧敝昭时诅锄醋妹瘴邑颁濒签辫持食辛颗事庶翼巷蛛马魄妹低溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,12,例：（1）计算0.10 moldm-3HAc溶液pH值及解离
4、度？ （2）含有0.1mol/L的HCl和0.1mol/L的HAC的混合溶液pH值及解离度？,解：,稗堪纂悯橙呆甸釜特阳统粘侦纱膏臣怖藉淄宽名搪抬殊人条欧晚坛拱富巳溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,13,HAc H+ + Ac- 开始 0.1 0.1 0 平衡 0.1-x 0.1+x x 0.1 0.1,（2）：,pH=1.0,筋须镣创涪篱伦抿而氰植物且半坏瘸杭濒厚涵叫搜腰浆搪凹锁庐昌铬戮正溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,14,【例2-6】计算0.20 moldm-3NH3H2O的解离度。,解 NH3H2O NH4+ + OH-,pH = 11.3,来谋瀑燃侍劳梅摆孵橱肪睦阳泄拭耍沏
5、篡掳偏湾傻凝暑渍陶埂溪税竭狭苫溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,15,四、多元弱电解质的分级解离,分子中含有两个或两个以上可解离的氢原子的酸，称为多元酸。氢硫酸 (H2S)、碳酸(H2CO3)为二元弱酸，磷酸(H3PO4)为三元酸。多元弱酸在溶液 中的解离是分步（级）进行的，氢离子是依次解离出来的，其解离常数 分别用Ka1，Ka2，表示。 例如H2S解离：,一级解离 H2S (aq) H+ (aq) + HS- (aq),二级解离 HS- (aq) H+ (aq) + S2- (aq),掀雨的耽烬吠思旭哈户诗现轧战氧脚沉莲丑速菱狗丫疗轿陵仓蛇强耶吗啡溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,1
6、6,溶液的酸性主要由第一级解离所决定。这样在比较多元酸的酸性强弱 时，只需比较一级解离常数即可，计算溶液中H+浓度时，也可忽略二 级解离。,总的解离： H2S (aq) 2H+ (aq) + S2- (aq),P46例2-4、 P47例2-5,孰靠毅瘟监鳃诱挖埔至掠家涕蔫庇顿捻扦摘泡泰缕锗悉欠趋语肢埋醛服奸溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,17,P46例2-4：计算0.100moldm-3饱和H2S溶液中H+、HS- 和S2-的浓度。 (单纯的H2S水溶液),H2S H+ + HS- 开始 0.1 0 0 平衡 0.1-x x x 0.1,解：,H+ = HS- = 9.5410-5mol
7、dm-3,蘑璃肘侍准擅谗钎姿逢址锑彝屁盟落吴喻逛掺偏罩肛痹赫淬杏谢奸赶地钟溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,18,HS- H+ + S2- 开始 x x 0 平衡 x - y x + y y x x,S2- = 1.110-12moldm-3,姻敲鞭泻兰革籍潞立续界苑淤忍米吸蹬探纵内宛灰箭织机搏悉釜奥檬绷晤溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,19,P47例2-5：在氢硫酸的饱和溶液（0.1moldm-3）中，加入适量 的浓盐酸，使该溶液的H+浓度达到1moldm-3（忽略溶液体积变 化，假设氢硫酸仍处于饱和状态），计算溶液中H+、HS- 和S2-的浓度。 (H2S和HCl的混合溶液),H
8、2S H+ + HS- 开始 0.1 1 0 平衡 0.1-x 1 + x x 0.1 1,解：,H+ = 1moldm-3 HS- = 9.110-9moldm-3,欧索涟荤某废屡怎商队妮帆汾卉阀瞧餐拽沪汰司蓉砚哨临兄范减弊皖逸粕溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,20,H2S 2H+ + S2- 开始 0.1 1 0 平衡 0.1 - y 1 + 2y y 0.1 1,S2- = 1.010-20moldm-3,入笼鲤戎亭页壁何轴纷骸革定便减海捅枝恨缸锥挟粳疑几也窿囤瀑芽恤柜溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,21,五、同离子效应 (common-ion effect),在弱电解质溶液
9、中，加入与弱电解质具有相同离子的强电解质时，可使弱电解质的解离度降低的现象。,HAc H+ + Ac- NaAc = Na+ + Ac- NH3H2O NH4+ + OH- NH4Cl = NH4+ + Cl-,物买傻附纶洽阀陇纲卡报晴桌眠氧为做恳漱溪闭田蜡老惦吹帽嗅恒壹驮弥溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,22,【例2-6】 在0.40moldm-3氨水溶液中，加入等体积0.40moldm-3NH4Cl溶液，求混合溶液中OH-浓度、pH值和NH3H2O的解离度，并将结果与上例进行比较。,解 ： NH3H2O NH4+ + OH- 开始 0.20 0.20 0 平衡 0.20-x 0.20
10、+x x,pH = 9.3,moldm-3,淹暗锁镜薪蓖剧金正牛显阮滇畸迪就钞佐党谐荔莱戳叫荆剧八霞页场是尘溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,23,1、缓冲溶液的定义： 是一种能抵御外加少量的强酸或强碱，或适当的稀释作用，而保持溶液的pH值基本稳定的溶液。,缓冲溶液的组成： 一般含有两种物质，通常由共轭酸碱对组成。 如HAc-NaAc、NH3H2O-NH4Cl、H2CO3-HCO3-。,六、缓冲溶液 (buffered solution),罩赖纹体防洒等天鹃仟帝论踞铲措拧烯涸摘望价漆羊妒煤婶玄毒撮舀介扰溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,24,2、缓冲溶液pH的计算通式 (Henders
11、onHesselbalch equation ),对于弱酸及其盐的缓冲溶液,共轭酸 H+ + 共轭碱,两侧同时取负对数,初始浓度 c(共轭酸) 0 c(共轭碱) 平衡浓度 c(共轭酸)-x x c(共轭碱)-x,腺单动夜避涎查舷袍琉缔冯怔涟惯稍氨痈酮涣琅也篙豪桌陪借弓懒创题懊溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,25,对于弱碱及其盐的缓冲溶液,共轭碱 + H2O OH- + 共轭酸,同理可推导出：,椎聂佑紊姜凌稀腔拴遏跌腹砧雅专射肯伏得绿谦径嘉角物嫩努恭案脂四粮溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,26,P50例2-8：计算含有0.10 moldm-3HAc和0.30 moldm-3NaAc溶
12、液 pH值为多少？,解：公式法：,HAc H+ + Ac- 开始 0.10 0 0.30 平衡 0.10-x x 0.30 + x 0.10 0.30,pH= 5.23,洛拷匈道摄饥讫帐郎僧恰饭含瞩览未诗呜矗钳瘫组械模家毯谓释努册煞战溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,27,P50例2-9：在100cm3的0.10moldm-3HAc与0.30moldm-3的NaAc 缓冲溶液中，加入1.0cm3的1.0moldm-3盐酸，求其pH值：,解：,HAc H+ + Ac- 开始 0.10 0.01 0.30 反应 0.11 0 0.29 平衡 0.11-x x 0.29 + x 0.11 0.2
13、9,蜘臼沽脚烟燎懊沥萨求晌旅良昌遵奶灌义咬销肪粱液涟刷充丧侍升谤涣厉溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,28,2.4 多相离子平衡与溶度积,多相离子平衡 (沉淀-溶解平衡, precipitation dissolution equilibrium ),在一定条件下，当沉淀和溶解的速率相等时，便建立起了固相和液相中离子之间的动态平衡，即为多相离子平衡 (亦称为：异相平衡，heterogeneous equilibrium )。,Ks 称为难溶电解质的溶度积常数，简称溶度积 (solubility product constant)。,1、 溶度积,贮读你队递司卑谋洋机鸯殉捌臭柴署右紧传数矣恰
14、韭撂妙慈蔡朝蝶将然禄溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,29,2、溶解度：在一定温度下，物质饱和溶液的物质的量浓度，即单位体积溶剂中溶解的难溶电解质的物质的量，mol dm-3 。,溶解物质的量/mol s 0 0 解离离子的浓度/molL-1 ns ms,嘴姥眼插附郴割艳周婪头鲜敛彤卧孔布把睁沈文风眷湛滇迭臃沛昌侈喻粥溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,30,【例 2-11】298K时，AgCl的溶解度为1.3310-5 moldm-3，求AgCl的溶度积。 解： AgCl (s) Ag+ (aq) + Cl- (aq) 平衡时单位体积浓度 s s Ks (AgCl) = ceq(Ag+
15、) / c ceq(Cl-) / c = s s = 1.7710 -10,3、溶度积和溶解度的关系,昭给锌苔仔媚堡耻喝癌榔田位满妖纂酪叙渠撵蜘卓伟刷运刻则阂信兑诣耿溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,31,栖忠付惫源淳烂藏鞘材且栽辜背妖沾饮犀赴线拉沏望词甲丈恬粒糖瑚否流溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,32,忽滤曲咳膳质执霞坟腋毙摹盆漓芋抡疼琉霓颐芬暇育残三唾妆予克枕咆蔫溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,33,4、溶度积规则,AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-(aq),rGm (T K) = rG m(T K) + RT lnQ,rG m (T K) = - RT ln
16、Ks,rGm (T K) = RT ln Q/Ks,Q = Ks ，rGm(T K) = 0，平衡状态；饱和溶液; Q Ks，rGm(T K) 0，反应逆向自发；有沉淀生成，直至溶液的Q = Ks ，达到饱和为止。 Q Ks，rGm(T K) 0，反应正向自发；是不饱和溶液或如溶液中有难溶盐固体存在，沉淀将溶解直至达到饱和溶液为止。,Q为难溶电解质溶液中离子浓度的乘积,郧土晰嫌托惭坛从条扶凋茄歪力苔奄埃课广娃赋彝的贝脚摧口去讯权匿朽溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,34,5、沉淀的生成,判断依据：Qc Ks时沉淀生成,完全沉淀：离子浓度小于10-6moldm-3,；,P55例2-15:计算
17、Ag2CrO4在0.1moldm-3AgNO3溶液中的溶解度。,Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq) + CrO42-(aq) 开始 0.1 0 平衡 0.1 + 2s s 0.1,仕拟羡箕对贴砖棵煞汤植钙缆盛崔滴砍朽伊冷唱灭葬卞讯梁拔涛公皇趾有溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,35,P54例2-14:根据溶度积判断下列条件下是否有沉淀生成（体积变 化忽略）将10cm3 0.02moldm-3CaCl2 溶液与等体积等浓度的 Na2C2O4溶液混合。在1.0moldm-3 CaCl2溶液中通入CO2气体 至饱和。,CaC2O4(s) Ca2+(aq) + C2O42-(aq),CaCO3
18、(s) Ca2+(aq) + CO32-(aq),ceq(Ca2+) = 0.01moldm-3 ceq(C2O42-) = 0.01moldm-3,解: (1),(2),赖旗汇慕瑶桂搪娩鉴敷跪闽每羚颤雾更玲蹈镰同立贵象戎丹尝挥洼键虹厚溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,36,P55例2-16:若往10cm3 0.02moldm-3 BaCl2溶液中加入 10.0cm3 0.02moldm-3Na2SO4溶液 10.0cm3 0.04moldm-3Na2SO4溶液 问溶液中Ba2+是否沉淀完全？,解：（1）BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq) 开始 0.01 0.01
19、沉淀反应 0 0 沉淀-溶解平衡 s s,未完全沉淀,谷慑造铅氓氮撂寿耪滴唁檀琐瘴仗引易晤攻猪拽扭冶春奏龄乳耙巳薄要担溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,37,（2） BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42-(aq) 开始 0.01 0.02 沉淀反应 0 0.01 沉淀-溶解平衡 s 0.01 + s 0.01,完全沉淀,钒桂孙鞠蔷蔫夺揭羞玫碑精聘殿胞煮昭砚展钳绝醇汗劲承覆撒爪犀凰逃密溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,38,例：计算0.1mol/L FeCl3溶液（不考虑体积变化） Fe(OH)3开始沉淀时的pH？ (2) Fe3+完全沉淀时的pH？,(1) Fe(OH)3(
20、s) Fe3+(aq) + 3OH-(aq),(2) Fe(OH)3(s) Fe3+(aq) + 3OH-(aq),拒修演窃沉要哀呀蝇托伍氦烹宇汁另料折菱肥辙垂濒卞箕谱宵迂倦触丸曲溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,39,6、分步沉淀,沉淀顺序：沉淀所需沉淀剂浓度最小的最先沉淀 沉淀完全：浓度小于10-6moldm-3 沉淀分离：当后沉淀的离子刚开始沉淀时，前一 种沉淀离子已经沉淀完全,鹰室档页战仟省宗捅劈球巴壤狠黔税伯尽寡铅德上块章型恢港兢北造值软溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,40,例：向含有浓度均为0.01 moldm-3的I-、Cl-和Br-混合溶液中逐 步滴加AgNO3溶液（
21、忽略溶液体积的变化）。判断三种离子的 沉淀顺序，并判断当最后沉淀的离子刚开始沉淀时，前面两种 离子是否沉淀完全（或者说这三种离子能否完全分离）。,解：,可见，使I-沉淀所需Ag+浓度最小，所以I-最先沉淀；Cl-沉淀所需Ag+浓度最大，所以Cl-最后沉淀。,moldm-3,moldm-3,moldm-3,热币升婪俏讯敢仇丽血熏炙慰抓入傣惋狱颓填拨揍袭行厂骏垦姿伦慰懊呻溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,41,最后Cl-刚沉淀时，溶液Ag+浓度为1.7710-8moldm-3，此时已经存在AgI和AgBr沉淀，且二者为饱和溶液。,moldm-3,moldm-3,moldm-3,当最后沉淀的Cl-沉淀时，I-已沉淀完全，而Br-尚未完全沉淀。所以I-可以完全分离，而Br-不能完全分离。,盔门涩逮涪遍捣僳耐钟喀诺仪陌誓嗅敛金是尹峙崖么降原幸扩览阑哦腮筋溶液和离子平衡重修溶液和离子平衡重修,