醫(yī)用化學(xué)水溶液的酸堿性與pH計(jì)算演示實(shí)驗(yàn)不同電解質(zhì)的酸堿性測(cè)定

在潔凈點(diǎn)滴板中放入9片pH試紙，按下表序號(hào)分別吸取不同電解質(zhì)溶液2滴于試紙上，觀察試紙顏色變化，并與比色卡比較，讀出對(duì)應(yīng)pH值。點(diǎn)滴板序號(hào)123456789電解質(zhì)HClHAcNH4ClNaClNaHCO3NaAcNH3H2ONa2CO3NaOHpH試紙顏色變化pH測(cè)際序號(hào)123456789電解質(zhì)HClHAcNH4ClNaClNaHCO3NaAcNH3H2ONa2CO3NaOHpH試紙顏色變化紅色紅色紅色黃色淺藍(lán)色淺藍(lán)色藍(lán)色藍(lán)色深藍(lán)色pH測(cè)際1357891111.513pH理論12.885.1278.38.811.211.6213表1不同電解質(zhì)溶液的酸堿性比較問題：為何不同水溶液呈現(xiàn)不同酸堿性？溶液酸堿性與什么有關(guān)？演示實(shí)驗(yàn)不同電解質(zhì)的酸堿性水的質(zhì)子自遞平衡水溶液的酸堿性一二三強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液的pH計(jì)算

水溶液的酸堿性H2O+H2OH3O++OH-一、水的質(zhì)子自遞平衡KW稱為的質(zhì)子自遞平衡常數(shù)，簡(jiǎn)稱水的離子積。22℃（295K）純水Kw適用于純水和稀溶液體系[H3O+]與[OH-]可互求。1.水的質(zhì)子自遞平衡2.水的離子積表4-2不同溫度下水的離子積常數(shù)Kw值隨T升高而增大T/K

Kw

T/KKw

2731.139×10-15

2981.008×10-14

2832.920×10-153235.474×10-14

2951.000×10-14

3735.500×10-13

一、水的質(zhì)子自遞平衡二、水溶液的酸堿性酸性溶液堿性溶液[H3O+]＞1×10?7mol/L＞[OH?][H3O+]＜

1×10?7mol/L＜

[OH?]H2O+H2OH3O++OH-HCl+H2OH3O+

+Cl–H2O+H2OH3O++OH-

NaOH

Na++OH–為什么水溶液會(huì)呈現(xiàn)不同的酸堿性？二、水溶液的酸堿性中性溶液酸性溶液堿性溶液水溶液中：[H3O+]越大，酸性越強(qiáng)，堿性越弱。

[OH?]越大，堿性越強(qiáng)，酸性越弱。常溫下[H3O+]=1×10?7mol/L=[OH?][H3O+]＞1×10?7mol/L＞[OH?][H3O+]＜1×10?7mol/L＜[OH?]1.氫離子濃度與溶液酸堿性

pH適用范圍:

0~14；298K時(shí)，pH<7：酸性溶液；pH=7：中性溶液；pH>7：堿性溶液pH=-lg[H3O+]pH

，酸性越強(qiáng)；pH，堿性越強(qiáng)；pOH

，堿性越強(qiáng)；pOH

，酸性越強(qiáng)pOH=－lg[[OH?]pH+pOH=14一般：若[H+]=m×10-n

則：pH=n-lgm2.pH與溶液酸堿性二、水溶液的酸堿性溶液pH人血液7.4牛奶6.8雨水5.7番茄汁4.2葡萄酒3.4檸檬汁2.2胃液1.3人血液pH超出±0.4將有生命危險(xiǎn)！??！堿性增強(qiáng)酸性增強(qiáng)常見溶液的pH三、強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液的pH計(jì)算

例

計(jì)算298K時(shí)，0.10mol/LHCl和NaOH的pH。HClH++Cl–解：HCl和NaOH為強(qiáng)電解質(zhì)，全部解離[H+]=0.1mol/L

pH=-lg[H3O+]=-lg0.1=1NaOH→Na++OH–[OH-]=0.1mol/L

pOH=-lg[OH-]=-lg0.1=1pH=14-pOH=14-1=13

堿性溶液：pH>7酸性溶液：pH<7中性溶液：pH=7298KpH=-lg[H3O+]

[H3O+]pH

酸性越強(qiáng)；[H3O+],

pH

堿性越強(qiáng)pOH=－lg[[OH?]pH+pOH=14一般：若[H+]=m×10-n則：pH=n-lgm一、溶液酸堿性pH適用范圍：0~14；對(duì)應(yīng)[H+]適用范圍：1~110-14mol/L水溶液酸堿性小結(jié)二、pH計(jì)算[H3O+]=1×10?7mol/L=[OH?][H3O+]＞1×10?7mol/L＞[OH?][H3O+]＜

1×10?7mol/L＜

[OH?]你知道這瓶白醋的pH是多少嗎？如何計(jì)算？一元弱酸弱堿溶液的解離平衡一二三同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)弱酸弱堿的解離平衡弱酸弱堿共軛酸堿對(duì)Ka和Kb的關(guān)系H+Ac-H+Ac-H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH+H2OH2OH2OH2OH2OAc-H2OH2O+解離結(jié)合H2OH+H2OH2OH2OH2OH2OAc-H2OH2O+H+Ac-Ag+Cl-H2OH2OH2OH2OH+Ac-H2OH2OH2OH2OHAc(l)+H2OI(l)H+(aq)+Ac-(aq)一、一元弱酸（弱堿）溶液的解離平衡1.解離平衡在一定條件下，當(dāng)弱電解質(zhì)分子解離成離子的速度率與離子結(jié)合成分子的速率相等時(shí)的狀態(tài)。具有等、定、動(dòng)、變的化學(xué)平衡特征。一、一元弱酸（弱堿）溶液的解離平衡HB+H2OH3O++B–解離結(jié)合2.解離常數(shù)KaKb弱酸的解離常數(shù)弱堿的解離常數(shù)例：298K水溶液中HAcKa=1.76×10￣5

HCNKa=4.93×10￣10（1）Ka(或Kb)的大小可表示弱酸(或弱堿)在水溶液中的解離程度，其值越大，弱酸（或弱堿）解離程度越大，酸(或堿)越強(qiáng)（2）Ka(或Kb)取決于電解質(zhì)本身的性質(zhì)，與溫度、溶劑有關(guān)，與電解質(zhì)的濃度無關(guān)。一、一元弱酸（弱堿）溶液的解離平衡某些常見酸在水中的解離常數(shù)（298K）大多數(shù)的酸,堿的酸度常數(shù)。堿度常數(shù)都能從參考書中查找到的。例如：298K0.1mol/LCH3COOH，α=1.33%0.1mol/LHCN，α=0.01%

α=已解離的弱電解質(zhì)分子數(shù)弱電解質(zhì)分子總數(shù)×100%3.解離度=

已解離的弱電解質(zhì)濃度弱電解質(zhì)起始濃度×100%α①α反映了弱電解質(zhì)的電離程度，其大小主要取決于電解質(zhì)的本性，與溶劑、溫度、溶液的濃度等因素有關(guān)，

c，α。②一般：強(qiáng)電解質(zhì)α30％＞α～α＞5％與弱電解質(zhì)α一、一元弱酸（弱堿）溶液的解離平衡Ka×

Kb？Ka

？KbHAc+H2OAc-+H3O+Ac-+H2OHAc

+OH-二、一元弱酸（弱堿）共軛酸堿對(duì)的Ka和Kb的關(guān)系例：已知298K時(shí)HCN的Ka4.93×10?10，計(jì)算CN?的Kb

。解：∵CN?是HCN的共軛堿（1）（2）請(qǐng)寫出HAc、Ac?的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡表達(dá)式

⑤同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)NaAc(aq)→Na+(aq)+Ac-(aq)平衡移動(dòng)方向？0..1mol/L醋酸電離度由1.33%下降為0.0176%HAc(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+Ac-(aq)

弱電解質(zhì)溶液中，加入與弱電解質(zhì)具有相同離子的易溶強(qiáng)電解質(zhì)，使弱電解質(zhì)的解離度降低的現(xiàn)象，稱為同離子效應(yīng)。三、同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)1.同離子效應(yīng)2.鹽效應(yīng)

在弱電解質(zhì)溶液中，加入與弱電解質(zhì)不具有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，弱電解質(zhì)的解離度增大，這種現(xiàn)象稱為鹽效應(yīng)。同離子效應(yīng)與鹽效應(yīng)作用相反，但同離子效應(yīng)遠(yuǎn)超過鹽效應(yīng)，在離子濃度較小的溶液中，常常忽略鹽效應(yīng)的影響。

例如：在0.1mol/LHAc溶液中，加入0.1mol/LNaCl，弱電解質(zhì)電離度由1.33%增加為1.68%。三、同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)1.已知氨水的Kb=1.76×10-5，則其共軛酸NH4+的酸常數(shù)Ka

為?2.酚酞指示劑的變色范圍是：pH8.0（無色）~10（紅色）；在氨水中加入酚酞指示劑，溶液顯紅色，加入少許氯化銨晶體，紅色變淺？為什么？

解2.發(fā)生了同離子效應(yīng)，使平衡左移，堿性減弱，酸性增強(qiáng)。NH4ClNH4++Cl–NH3·H2ONH4++OH–解1.5.71×10-10解離平衡解離常數(shù)酸常數(shù)Ka堿常數(shù)Kb共軛酸堿對(duì)Ka與Kb關(guān)系解離度鹽效應(yīng)解離平衡的移動(dòng)同離子效應(yīng)鹽效應(yīng)酸堿平衡小結(jié)你知道這瓶白醋的pH是多少嗎？如何計(jì)算？一元弱酸溶液pH的近似計(jì)算一元弱堿溶液pH的近似計(jì)算一二弱酸弱堿溶液的pH近似計(jì)算

一、一元弱酸溶液的pH近似計(jì)算

HA+H2O

H3O++A?（近似式）[H3O+]≈[A?][HA]≈ca－[H3O+]

當(dāng)ca/Ka≥500時(shí)，ca－[H3O+]≈ca時(shí)（最簡(jiǎn)式）

當(dāng)弱酸的Ka?ca≥20Kw時(shí)，忽略水的解離對(duì)H3O+濃度的影響，只考慮弱酸的解離對(duì)H3O+濃度的貢獻(xiàn)。例1計(jì)算298K時(shí)0.10mol/LHAc的pH和α。已知HAc的Ka=1.76×10?5Ca/Ka=0.10/1.76×10–5＞500解：Ka?Ca=1.76×10-5×0.10=

1.76×10-6

＞20Kw∵∴pH=-lg[H3O+]=-lg(1.33×10?3)=2.88Ka?ca=5.6×10?11＞20Kw，ca/Ka=0.10/5.6×10?10＞500pH=-lg[H3O+]=-lg(7.5×10?6)=5.12例2計(jì)算常溫下0.10mol/LNH4Cl溶液的pH值。已知NH3?H2O的Kb=1.8×10?5NH4Cl→NH4++Cl?

NH4+∵∴解:Cl?是極弱的堿，該溶液的酸堿性主要取決于NH4+，按一元弱酸計(jì)算?！弋?dāng)Kb?cb≥20Kw且cb/Kb＜500時(shí)，當(dāng)Kb?cb≥20Kw且cb/Kb≥500時(shí)，(近似式)(最簡(jiǎn)式)二、一元弱堿溶液的pH近似計(jì)算

A-+H2O

OH-+HA?Cb/Kb=0.10/1.8×10-5

＞500例3計(jì)算0.10mol/L

NH3?H2O溶液的pH。已知NH3?H2O的Kb=1.8×10-5。解：Kb?Cb

=

1.8×10-5×0.1=

1.8×10-6

＞

20Kw∴∵pOH=-lg[OH?]=-lg(1.34×10?3)=2.87pH=14－pOH=14－2.87=11.13pOH=-lg[OH?]=-lg(7.5×10?6)=5.12因Na