1、 6.2 弱酸弱堿的解離平衡6.2.1 水的解離平衡與酸堿指示劑 6.2.2 一元弱酸、弱堿的解離平衡6.2.3 多元弱酸溶液的解離平衡6.2.4 鹽溶液的酸堿平衡 6.2 弱酸弱堿的解離平衡 6.2 弱酸弱堿的解離平衡6.2.1 水的解離平衡與酸 6.2.1 水的解離平衡與酸堿指示劑 （1）水的解離平衡 H2O (l) + H2O(l) H3O+ (aq) + OH(aq) 或 H2O (l) H+ (aq) + OH(aq)KW 水的離子積常數(shù)，簡(jiǎn)稱水的離子積。6.2 弱酸弱堿的解離平衡 6.2.1 水的解離平衡與酸堿指示劑KW 水的離25純水：100純水：H2O (l) H+ (aq)

2、+ OH(aq)6.2 弱酸弱堿的解離平衡25純水：100純水：H2O (l) H+（2） 溶液的pH6.2 弱酸弱堿的解離平衡 1909年，丹麥生理學(xué)家索侖生（Sorensen)提出pH表示水溶液的酸度：（2） 溶液的pH6.2 弱酸弱堿的解離平衡 190說(shuō)明： 水的離解平衡隨水中c(H30+)和c(OH-)的變化而發(fā)生移動(dòng)。在純水中，c(H30+)c(OH-)。如果在純水中加入某種電解質(zhì)，如少量的HCl或NaOH，形成稀溶液，c(H30+)或c(OH-)改變，水的離解平衡發(fā)生移動(dòng)。達(dá)到新的平衡時(shí)， c(H30+)c(OH-)；但是 c(H30+)c(OH-)=KW 這一關(guān)系式仍然成立。 若

3、已知c(H30+)，可求c(OH-)，反之亦然。說(shuō)明： 水的離解平衡隨水中c(H30+)和c(OH-酸性溶液：pH77pOH pH是用來(lái)表示水溶液中酸堿性的一個(gè)標(biāo)度。pH愈小，c(H3O+)愈大，溶液酸性愈強(qiáng)，堿性愈弱；反之， pH愈大，溶液的堿性愈強(qiáng)，酸性愈弱。 溶液酸堿性與pH的關(guān)系：6.2 弱酸弱堿的解離平衡酸性溶液：pH71mo1L-1，則pH 1mo1L-1，則pH14。在這種情況下，就直接寫(xiě)出c(H30+)或c(OH-)表示，通常不用pH值來(lái)表示這種溶液的酸堿性。 pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14強(qiáng)酸性 中性 強(qiáng)堿性 溶液中氫離子和氫氧根濃度：

4、？說(shuō)明： pH值一般僅適用于c(H30+)或c(O問(wèn)題：酸性 c(H+) c(OH)堿性 c(H+) c(OH) 中性 c(H+) c(OH) 酸性 pH 7 中性 pH 7 常 溫 下下列表述有何區(qū)別？酸性溶液是否OH-=0,堿性溶液是否H+=0問(wèn)題：酸性 c(H+) c(OH)酸性 pH 常見(jiàn)液體的pH液體名稱pH液體名稱pH胃 液檸檬汁醋葡萄汁橙 汁尿1.03.02.43.03.23.54.88.4唾 液牛 奶純 水血 液眼 淚6.57.56.57.07.347.457.46.2 弱酸弱堿的解離平衡常見(jiàn)液體的pH液體名稱pH液體名稱pH胃 液1.03說(shuō)明： pH值一般僅適用于c(H30+

5、)或c(OH-)為1mo1L-1以下的溶液；如果c(H30+)1mo1L-1，則pH 1mo1L-1，則pH14。在這種情況下，就直接寫(xiě)出c(H30+)或c(OH-)表示，通常不用pH值來(lái)表示這種溶液的酸堿性。 pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14強(qiáng)酸性 中性 強(qiáng)堿性 溶液中氫離子和氫氧根濃度：？說(shuō)明： pH值一般僅適用于c(H30+)或c(O溶液的酸堿性和pH測(cè)定酸堿指示劑可確定pH值大概范圍石蕊酚酞堿藍(lán)紅酸紅不變 pH試紙(廣泛、精密)測(cè)出pH的粗略值3) pH計(jì)（儀器）精確測(cè)出pH值4) 滴定法測(cè)出酸、堿濃度溶液的酸堿性和pH測(cè)定酸堿指示劑可確定pH值大

6、概范圍石蕊計(jì)算在25時(shí)濃度為 1.0 108 molL1鹽酸溶液的 pH.c(H+) 1.0 108 molL-1, pH 8酸的溶液顯堿性，為什么？沒(méi)有考慮水的離解!例：計(jì)算在25時(shí)濃度為 1.0 108 molL1鹽在100oC，水的Kw 5.5 1013 c(H+) 7.4 107pH pOH = 6.1，此時(shí)溶液為中性pH 6.5 的水溶液一定為酸性嗎？問(wèn)題：在100oC，水的Kw 5.5 1013 cA. 定義和組成（3）酸堿指示劑 能借助顏色的改變來(lái)指示溶液pH值的物質(zhì)，它的組成一般是有機(jī)的弱酸或弱堿，且分子的顏色與離子的顏色不同。 英國(guó)化學(xué)家、物理學(xué)家波義耳(Robert Boy

7、ie, 1646年)為什么會(huì)指示溶液酸堿性呢？石蕊是由各種地衣制得的藍(lán)色色素，其主要成份是石蕊精C7H7O4NA. 定義和組成（3）酸堿指示劑 能借助顏色的改變來(lái)指示溶B.酸堿指示劑的變色原理紅色 藍(lán)色 當(dāng)c(HIn)=c(In-)時(shí)溶液呈紫色，此時(shí)指示劑的電離度為50%，c(H+)=Ka，溶液的PH值為該指示劑變色點(diǎn)。 符號(hào)In來(lái)自英文Indicator，HIn表示指示劑的共軛酸，稱謂“酸型”，In表示指示劑的共軛堿，稱謂“堿型”。B.酸堿指示劑的變色原理紅色 酚酞- 單色在酸性溶液無(wú)色，在堿性溶液中轉(zhuǎn)化為醌式后顯紅色（ phenolphthalein PP ）酚酞- 單色在酸性溶液無(wú)色，在

8、堿性溶液中轉(zhuǎn)化為醌式后顯紅色（甲基橙 - 雙色 pH 3.1, 酸式色，紅色； pH 4.4, 堿式色，黃色； pH = 3.1-4.4，兩種形式共存，為混合色，橙色。（ methyl orange, MO ）甲基橙 - 雙色 pH 3.1, 酸式色，紅色； 自制酸堿指示劑 下列植物花或葉，搗碎研磨，加入酒精，取浸出液，加入酸或堿，觀察顏色變化。 自制酸堿指示劑 下列植物花或葉，搗碎研磨，加入酒精，取浸C.指示劑的變色范圍：思考題：由弱堿組成的指示劑變色范圍？C.指示劑的變色范圍：思考題：由弱堿組成的指示劑變色范圍？說(shuō)明：變色范圍 酸色 中間色 堿色甲基橙3.1 4.4 紅橙 黃酚 酞8.01

9、0.0 無(wú)色 粉紅 紅石 蕊3.08.0 紅 紫 藍(lán) 一般情況下每種指示劑它的變色點(diǎn)上下各一個(gè)pH單位為其變色范圍，但由于人的肉眼對(duì)各種顏色的敏銳程度不同，因此其范圍也各有差異。說(shuō)明：變色范圍 酸色 中間色 堿色 一指示劑用量： 指示劑用量的多少對(duì)它的變色范圍是有影響的。 離子強(qiáng)度和溶劑的影響：增加離子強(qiáng)度，指示劑的理論變色點(diǎn)變小。問(wèn)題：溫度是否對(duì)指示劑的變色范圍有影響？為什么？指示劑用量： 指示劑用量的多少對(duì)它的變色范圍是有影響的。問(wèn)混合指示劑（mixed indicator） 同時(shí)使用兩種指示劑，利用彼此顏色之間的互補(bǔ)作用，使變色更加敏銳。如溴甲酚綠和甲基紅。 若由指示劑與惰性染料混合也是

10、利用顏色的互補(bǔ)作用提高變色的敏銳度。如亞甲基藍(lán)，靛藍(lán)二磺酸鈉。 若滴定終點(diǎn)限制在很窄的 pH 范圍內(nèi)，可采用混合指示劑。終點(diǎn)顏色變化的不確定度由 0.3pH 提高到0.2pH?；旌现甘緞╩ixed indicator） 同6.2.2 一元弱酸、弱堿的解離平衡1一元弱酸的解離平衡 H2O(l) + HA(aq) H3O+ (aq) + A-(aq)當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，有：弱酸HA的解離常數(shù)，它的數(shù)值表明了酸 的相對(duì)強(qiáng)弱。在相同T下， 大的是較強(qiáng) 的酸，其給出質(zhì)子的能力較強(qiáng)。6.2 弱酸弱堿的解離平衡6.2.2 一元弱酸、弱堿的解離平衡1一元弱酸的解離平衡當(dāng) 確定了弱酸的解離常數(shù)，就可以計(jì)算已知濃度

11、的弱酸溶液的平衡組成。同樣可以借助于pH計(jì)測(cè)定溶液的pH值來(lái)確定弱酸的解離常數(shù)。 或簡(jiǎn)寫(xiě)成：6.2 弱酸弱堿的解離平衡 確定了弱酸的解離常數(shù)，就可以計(jì)算已知濃度的弱 實(shí)際上，在弱酸溶液中同時(shí)存在弱酸和水的兩種解離平衡： H2O(l) + H2O(l) H3O+ (aq) + OH-(aq) H2O(l) + HA(aq) H3O+ (aq) + A-(aq) 它們都能解離出H3O+，兩者之間相互聯(lián)系，相互影響。通常情況下， ，只要c(HA)不是很小，H3O+主要由HA解離產(chǎn)生，因此，計(jì)算HA溶液中的c(H3O+)時(shí)，可以不考慮水的解離平衡。6.2 弱酸弱堿的解離平衡 實(shí)際上，在弱酸溶液中同時(shí)存

12、在弱酸和水的兩種解初始濃度/molL-1 0.10 0 0平衡濃度/molL-1 0.10 x x x x = 1.310-3（ molL-1 ） 解： H2O(l) + HAc(aq) H3O+ (aq) + Ac-(aq)例：計(jì)算0.10molL-1HAc溶液中的H3O+、Ac-、HAc、 OH-濃度及溶液pH。6.2 弱酸弱堿的解離平衡初始濃度/molL-1 0.10 c(H3O+) = c(Ac-) = 1.310-3 molL-1 c(HAc) = (0.101.310-3) molL-10.10 molL-1c(OH) =7.710-12 molL-1 6.2 弱酸弱堿的解離平衡c

13、(H3O+) = c(Ac-) = 1.310-3 m 可見(jiàn)， 若 ，且 c(HA)不是很小，HA溶液中的c(H3O+) 及 pH 可用下列簡(jiǎn)化公式計(jì)算：6.2 弱酸弱堿的解離平衡 可見(jiàn)， 若 , ca - x ca 此式為弱酸溶液酸度的近似計(jì)算公式，其使用的條件是ca /Ka500, 其酸的電離度5%,可以使氫離子濃度等的計(jì)算誤差小于或等于2.2% ,可以滿足一般的運(yùn)算要求。討論：, ca - x ca 此式為弱酸溶 ca /Ka、離解度和最簡(jiǎn)式計(jì)算的相對(duì)誤差ca /Ka相對(duì)誤差/ %1009.53 %+5.23005.6 %+2.95004.4 %+2.210003.1 %+1.6 ca

14、/Ka、離解度和最簡(jiǎn)式計(jì)算的相對(duì)誤差ca /Ka 解離度(a)：已解離的分子數(shù)與分子總數(shù)之百分比 弱酸的解離度的大小也可以表示酸的相對(duì)強(qiáng)弱。在溫度、濃度相同的條件下，大的酸， 大，其pH值小，為較強(qiáng)的酸；反之，小的酸， 小，其pH值大，為較弱的酸。6.2 弱酸弱堿的解離平衡 解離度(a)：已解離的分子數(shù)與分子總數(shù)之百分比 稀釋定律：在一定溫度下（Ka為定值），某弱電解質(zhì) 的解離度隨著其溶液的稀釋而增大。 解離度與Ka 的關(guān)系：HA(aq) H+(aq) + A-(aq) 初始濃度 c 0 0平衡濃度 c ca ca ca6.2 弱酸弱堿的解離平衡稀釋定律：在一定溫度下（Ka為定值），某弱電解質(zhì)

15、 解離度2. 一元弱堿的解離平衡 一元弱堿的解離平衡組成的計(jì)算與一元弱酸的解離平衡組成計(jì)算類(lèi)似。 B(aq) + H2O(l) BH+(aq) + OH- (aq)弱堿B的解離常數(shù)對(duì)于一元弱堿：6.2 弱酸弱堿的解離平衡2. 一元弱堿的解離平衡 一元弱堿的解離平衡例：已知25時(shí)， 0.200molL-1氨水的解離度為 0.95%，求c(OH-)、pH值和氨的解離常數(shù)。解：NH3(aq) + H2O(l) NH4+(aq) + OH- (aq)c0 0.200 0 0ceq 0.200(1 0.95%) 0.2000.95% 0.2000.95%6.2 弱酸弱堿的解離平衡例：已知25時(shí)， 0.2

16、00molL-1氨水的解離度為 在計(jì)算結(jié)果出來(lái)后應(yīng)進(jìn)行分析，在誤差較大時(shí)也可用逐步逼近法進(jìn)行計(jì)算。 若存在同離子效應(yīng)，則可用下述公式進(jìn)行計(jì)算：注意：為什么？同學(xué)課后自行推出！ 在計(jì)算結(jié)果出來(lái)后應(yīng)進(jìn)行分析，在誤差較大時(shí)也可用逐步逼近法 一元弱酸(弱堿)溶液H+和pH值計(jì)算公式：6.2 弱酸弱堿的解離平衡 一元弱酸(弱堿)溶液H+和pH值計(jì)算公式：6.2 弱討論：500bbcKq討論：500bbcKq-稀釋定律ca, -稀釋定律ca, 離解（電離）度和電離常數(shù) 電離度和電離常數(shù)都可以用來(lái)比較弱電解質(zhì)的相對(duì)強(qiáng)弱，電離常數(shù)是化學(xué)平衡常數(shù)的一種表現(xiàn)形式，電離度是轉(zhuǎn)化率的一種表現(xiàn)形式；電離常數(shù)不受濃度影響

17、，對(duì)于某一弱電解質(zhì)來(lái)說(shuō)，它是一個(gè)特征常數(shù)，而電離度則隨濃度而變化。 離解（電離）度和電離常數(shù) 電離度和電離常數(shù)都可以用1. H+cHAc，弱電解質(zhì)；2. cHAc，a；cHAc， a ，但H+。 CHAc/mol.L-1H+Ac-HAcpH/%163.4410-23.4410-215.9661.460.22101.3610-21.3610-29.92641.870.3614.2410-34.2410-30.99582.370.420.11.3410-31.3410-30.09872.871.340.014.2410-44.2410-40.00963.374.240.0011.3410-41.3

18、410-40.00093.8713.40.00014.2410-54.2410-50.000064.3742.4注：CHAc為16.10mol.L-1時(shí)，需解一元二次方程。討論：1. H+Ka1，(11)式中Ka1+ c0 c0，則若 ，則 只要符合上述有關(guān)近似條件，就可以利用上式計(jì)算出酸式鹽溶液的pH值。這種粗略計(jì)算出的pH值與酸式鹽的初始濃度無(wú)關(guān)。6.2 弱酸弱堿的解離平衡如果c0Ka1，(11)式中Ka1+ c0 c0，同理， Na2HPO4溶液： NaH2PO4溶液：6.2 弱酸弱堿的解離平衡同理，6.2 弱酸弱堿的解離平衡 酸式鹽溶液H+和pH值計(jì)算公式：6.2 弱酸弱堿的解離平衡 酸式鹽溶液H+和pH值計(jì)算公式：6.2 弱酸弱堿的解離4.弱酸弱堿鹽6.2 弱酸弱堿的解離平衡4.弱酸弱堿鹽6.2 弱酸弱堿的解離平衡若Ka Kb，溶液顯酸性：若Ka Kb，溶液顯酸性：若Ka= Kb，溶液顯中性：若Ka Kb，溶液顯酸性：若Ka Kb，溶液顯酸性：若K例如：6.2 弱酸弱堿的解離平衡例如：6.2 弱酸弱堿的解離平衡pH7強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽 NaCl，KNO3，BaI2弱酸弱堿鹽 Ka=Kb, NH4Ac pH7弱酸強(qiáng)堿鹽 NaAc，NaCN，Na2CO3酸式鹽 Na2HPO4，NaHCO3弱酸弱堿鹽 KaKb, (NH4)2CO3，NH4CN