電解質(zhì)溶液和電離平衡Electrolytesolutionandionizationequilibrium

石油化工基礎(chǔ)目錄Content溶液及其濃度表示1.2.電解質(zhì)的概念3.水的電離和溶液的酸堿性4.酸堿電離理論一元弱酸(堿)的電離平衡5.6.酸堿指示劑溶液及其濃度表示ThesolutionanditsconcentrationPart1溶液及其濃度表示Part

11溶液的概念將硫酸銅和食鹽(NaCl)分別加入水中，發(fā)生什么現(xiàn)象？硫酸銅和食鹽去哪了？水分不蒸發(fā)，溫度不改變，能不能將硫酸銅和食鹽分離出來？【思考】溶液及其濃度表示Part

11溶液的概念把食鹽放入水中，食鹽表面的分子在水分子的作用下向水里擴(kuò)散，隨著振蕩，食鹽分子就均勻地分散到水分子中間，形成了均一、穩(wěn)定的混合物。只要水分不蒸發(fā)，溫度不變化，不管放置多久，食鹽都不會(huì)分離出來。溶液及其濃度表示Part

11溶液的概念像這樣一種或幾種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)里，形成均一、穩(wěn)定的混合物叫溶液。被溶解的物質(zhì)叫溶質(zhì)；能溶解其他物質(zhì)的物質(zhì)叫溶劑；溶液是由溶質(zhì)和溶劑組成的。水能溶解很多種物質(zhì)，是實(shí)驗(yàn)室中最常用的溶劑。除水以外，汽油、酒精等也可以做溶劑。同一種物質(zhì)在不同的溶劑中的現(xiàn)象是不同的。溶液及其濃度表示Part

11溶液的概念溶質(zhì)可以是固體，也可以是液體或氣體。固體或氣體溶于液體時(shí)，固體或氣體是溶質(zhì)，液體是溶劑；兩種液體互相溶解時(shí)，通常把量多的一種叫溶劑，量少的一種叫溶質(zhì)。注意：當(dāng)溶液中有水存在時(shí)，不論水的量有多少，習(xí)慣上都把水看作溶劑。通常不指明溶劑的溶液，一般指的是水溶液。溶液及其濃度表示Part

12濃度的表示方法你知道右圖試劑瓶上標(biāo)簽所表示的含義嗎？溶液及其濃度表示Part

12濃度的表示方法無人機(jī)噴灑農(nóng)藥藥液太稀不能殺死害蟲和病菌,但藥液太濃又會(huì)毒害農(nóng)作物或樹木。如何確定藥液的濃度？溶液及其濃度表示Part

12濃度的表示方法表示溶液組成的方法很多，這里主要介紹溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度。（1）溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)就是溶質(zhì)的質(zhì)量與溶液的質(zhì)量之比，可用下式計(jì)算：

溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)量綱為1。該表示方法在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域經(jīng)常使用。例如，注射用的生理鹽水為0.9%的溶液；醫(yī)用酒精為75%的乙醇溶液。溶液及其濃度表示Part

12濃度的表示方法（2）溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度單位體積的溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量，叫做溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度。溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度常用的單位是mol/L,

這種表示方法的最大優(yōu)點(diǎn)是溶液體積便于量取，常用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)中。電解質(zhì)的概念TheconceptofelectrolytePart2電解質(zhì)的概念Part

2電解質(zhì):在水溶液或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔?。如H2SO4、NaOH、NaCl等酸、堿、鹽都是電解質(zhì)。非電解質(zhì):無論在水溶液或熔融狀態(tài)下都不能夠?qū)щ姷幕衔铩Ｈ?蔗糖、酒精等不能導(dǎo)電的化合物是非電解質(zhì)。電解質(zhì)與非電解質(zhì)有個(gè)相同之處，就是它們都是化合物。電解質(zhì)的概念Part

2電解質(zhì)的分類電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)強(qiáng)酸：如H2SO4、HCl強(qiáng)堿：如NaOH、KOH大多數(shù)鹽：如NaCl弱電解質(zhì)弱酸：如CH3COOH弱堿：如NH3·H2O水（H2O）少部分鹽水的電離和溶液的酸堿性IonizationofwaterandacidityandbasicityofsolutionPart3水的電離和溶液的酸堿性Part

3【實(shí)驗(yàn)】結(jié)論：水有微弱的導(dǎo)電能力，這表明水是一種極弱的電解質(zhì)，能發(fā)生微弱電離。水的電離和溶液的酸堿性Part

3在25℃下，1L

純水中僅有1×10-7

mol水分子發(fā)生電離，所以H+和OH-的濃度均為1×10-7

mol/L，所以水中H+和OH-的濃度乘積為一常數(shù)，叫做水的離子積常數(shù)，用Kw表示。Kw=[H+][OH-]=1×10-14水的離子積是一個(gè)很重要的常數(shù)，反映了水溶液中H+和OH-濃度間的相互制約關(guān)系，水的離子積不僅適用于純水，對(duì)電解質(zhì)的稀溶液同樣適用。水的電離平衡水的電離和溶液的酸堿性Part

3表

不同溫度下水的離子積常數(shù)水的離子積常數(shù)與溫度有關(guān)，溫度升高，Kw值顯著增大;在室溫下做一般計(jì)算時(shí)可忽略溫度的影響。水的電離和溶液的酸堿性Part

3若向純水中加入少量鹽酸，H+濃度增大，水的電離平衡向左移動(dòng)，OH-

濃度減小。達(dá)到新的平衡時(shí)，溶液中[H+]>[OH-]

，但

[H+][OH-]

=Kw的關(guān)系式仍然存在。并且H+濃度越大，OH-濃度越小，但濃度不會(huì)等于零。同理，向純水中加入堿，

OH-濃度增大，水的電離平衡向左移動(dòng)，H+濃度減小。因此，向水中加入酸和堿，會(huì)抑制水的電離。水的電離和溶液的酸堿性Part

325℃下，水溶液的酸堿性和H+、OH-

濃度的關(guān)系歸納如下：[H+]=[OH-]=1×10-7

mol/L溶液為中性[H+]>[OH-]，則[H+]>1×10-7

mol/L溶液為酸性[H+]<

[OH-]，則[H+]<1×10-7

mol/L溶液為堿性水的電離和溶液的酸堿性Part

3在實(shí)際應(yīng)用中，常用pH來表示溶液的酸堿性。溶液的酸堿性與pH的關(guān)系。pH是溶液中[H+]的負(fù)對(duì)數(shù)，即：

同樣，也可以用pOH表示溶液的酸堿度。水的電離和溶液的酸堿性Part

325℃下，溶液的酸堿性與pH的關(guān)系為：[H+]=1×10-7

mol/LpH

=7溶液為中性[H+]>1×10-7

mol/L

pH

<

7

溶液為酸性[H+]<1×10-7

mol/LpH

>7溶液為堿性酸堿電離理論Theoryofacid-baseionizationPart4酸堿電離理論P(yáng)art

41887年，瑞典化學(xué)家阿侖尼烏斯在電離學(xué)說的基礎(chǔ)上提出了酸堿電離理論。酸堿電離理論定義:在水溶液中解離出的陽離子全部是氫離子(H+)的化合物稱為酸，如HCI、HNO3,、HCN、H3PO4等;在水溶液中解離出的陰離子全部是氫氧根離子(OH-)的化合物稱為堿，如NaOH、Ba(OH)2、Al(OH)3等。在酸堿電離理論中，水溶液的酸堿性是通過溶液中H+濃度和OH-濃度來衡量，即H+濃度越大，酸性越強(qiáng)；OH-濃度越大，堿性越強(qiáng)。酸堿電離理論P(yáng)art

4該理論第一次從定量的角度來描述酸和堿在化學(xué)反應(yīng)中的行為，很好地解釋了酸堿反應(yīng)的中和熱都相同的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，從而揭示了酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+與OH-

反應(yīng)生成水。即一元弱酸(堿)的電離平衡Ionizationequilibriumofweakmonoacid(base)Part5一元弱酸(堿)的電離平衡Part

5一元強(qiáng)酸（強(qiáng)堿）在水溶液中完全電離，溶液中H+(OH-)的濃度等于強(qiáng)酸（強(qiáng)堿）自身的濃度。例如，0.1mol/L的HCl溶液中H+的濃度為0.1mol/L。而一元弱酸（弱堿）在水溶液中部分電離，溶液中H+(OH-)的濃度小于弱酸（弱堿）自身的濃度。一元弱酸(堿)的電離平衡Part

5一元弱酸HA在水溶液中部分電離，電離平衡式為：弱酸的標(biāo)準(zhǔn)電離平衡常數(shù)為：電離平衡常數(shù)的大小表示弱電解質(zhì)的電離程度，Ka越大，電離程度越大，該弱電解質(zhì)相對(duì)地較強(qiáng)。一元弱酸(堿)的電離平衡Part

5常見弱酸的電離平衡常數(shù)（25℃）一元弱酸(堿)的電離平衡Part

5對(duì)于弱電解質(zhì)，還可以用電離度α表示其電離程度：一元弱酸的起始濃度與其電離度之間有以下關(guān)系：一元弱酸(堿)的電離平衡Part

5一元弱堿BOH在水溶液中部分電離，電離平衡式為：弱堿的標(biāo)準(zhǔn)電離平衡常數(shù)為：一元弱堿的起始濃度與其電離度之間有以下關(guān)系：酸堿指示劑Acid-baseindicatorPart6酸堿指示劑Part

6用于判斷酸堿滴定反應(yīng)滴定終點(diǎn)的試劑稱為酸堿指示劑。當(dāng)酸堿反應(yīng)達(dá)到化學(xué)計(jì)量點(diǎn)附近時(shí)，根據(jù)指示劑的顏色將發(fā)生改變而來指示滴定終點(diǎn)的到達(dá)。酸堿指示劑多是一些結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的有機(jī)染料，屬于有機(jī)弱酸或弱堿。當(dāng)溶液的pH改變時(shí)，指示劑本身的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而引起顏色的改變。酸堿指示劑Part

6圖

酚酞的結(jié)構(gòu)與變色規(guī)律酚酞是一種有機(jī)弱酸，在溶液中解離平衡和結(jié)構(gòu)變化如圖所示。酸堿指示劑Part

6酸堿指示劑變色范圍（

pH值）顏色酸式色堿式色百里酚藍(lán)1.2

2.8紅黃甲基黃2.9

4.0紅黃甲基橙3.1