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第三章 电解质溶液和离子平衡. 第三节 弱酸弱碱的离解平衡. 1 、 掌握弱电解质的电离 2 、掌握弱电解质的有关计算. 本节基本要求. 重点:. 弱电解质的离解及其有关计算. 难点:. 弱电解质的离解平衡. 一、一元弱酸、弱碱的离解平衡. 弱酸、弱碱在溶液中部分离解,存在离解平衡。. 1 . 一元弱酸的离解平衡常数. HA(aq) ⇌H + (aq)+A - (aq). 说明 :. ( 1) K a ⊖ 与浓度无关,与温度有关,体现酸性的大小,同浓度不同弱酸, K a ⊖ ↑ ,酸性 ↑ ,室温下不考虑温度对其影响.
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第三章 电解质溶液和离子平衡 第三节 弱酸弱碱的离解平衡
1、 掌握弱电解质的电离 2、掌握弱电解质的有关计算 本节基本要求 重点: 弱电解质的离解及其有关计算 难点: 弱电解质的离解平衡
一、一元弱酸、弱碱的离解平衡 弱酸、弱碱在溶液中部分离解,存在离解平衡。 1.一元弱酸的离解平衡常数 HA(aq) ⇌H+(aq)+A-(aq) 说明: (1) Ka⊖与浓度无关,与温度有关,体现酸性的大小,同浓度不同弱酸,Ka⊖↑,酸性↑,室温下不考虑温度对其影响 (2)在水溶液中, H+有两个来源,HA和H2O的电离,由于Ka⊖>>Kw⊖, 通常计算C(H+),只考虑HA的电离。
已离解弱电解质的浓度 ×100% 弱电解质起始浓度 C 2 (C )2 C(H+)/ C ⊖. C(A-)/ C ⊖ = = 1- Ka⊖= C-C C(HA)/C ⊖ = 、浓度 之间有一定关系关系 K ⊖a ⊖ 起始浓度/ mol·L-1 C 0 0 平衡浓度/ mol·L-1C-C C C (3)对具体的酸,K⊖后应注明酸的化学式。 离解度: 离解度的大小,主要取决于电解质的本性,同 时又与溶液的浓度、温度等因素有关C↑,↓ , HA(aq) ⇌H+(aq)+A-(aq)
C(H+)=C = Ka ⊖=C 2 = 则溶液中: pH=1/2(pKa⊖ + p C) 在一定温度下,某弱电解质的离解度随着溶液的稀释而增大(稀释定律)但溶液中C(H+)不一定增大。
离解度与浓度的关系: 相同:都可以表示弱电解质的相对强弱。 不同:电离常数是化学平衡常数的一种;是某弱电解质的特征常数。基本不随浓度变化。电离度是转化率的一种。电离度随浓度变化。
HAc H+ +Ac- 解: x = [H+] 例:分别计算0.10mol/LHAc和0.001mol/LHAc溶液的pH和离解度 (298 K, Ka = 1.8 10 -5)。 C初0.10 0 0 C平0.10 – xx x ① c / Ka 500
C'(B+) ·C'(OH-) 平衡常数Kb⊖= C'(BOH) = C(OH-)=C = 2. 一元弱碱溶液的电离平衡 BOH ⇌ B+ + OH- 与一元弱酸类似,当 C/Kb⊖ > 500时: pOH=1/2 (pKb⊖ + pC碱) pH=14 - 1/2 (pKb⊖+ pC碱)
x2 Kb⊖= 0.1-x 例: 计算0.1mol·L-1 NH3·H2O溶液中,C(H+)、C(OH-)、 pH、pOH及。(已知:K b Θ =1.8×10 -5) 解: Kb⊖» Kw⊖, 可忽略H2O的离解,只考虑NH3·H2O的离解。 设:C(OH-) = xmol·L-1 NH3·H2O ⇌ NH4+ + OH- 平衡浓度/ mol·L-1 0.1-x x x C/Kb⊖»500 0.1-x ≈0.1 x2/0.1=1.8×10-5 x=1.34×10-3 C(OH-)=1.34×10-3mol·L-1 → pOH=2.87
Kw⊖ C(H+)= =7.5×10-12mol·L-1 C(OH-) 1.3×10-3mol·L-1 = ×100%=1.34% 0.1mol·L-1 → pH=11.13 二、多元弱酸的离解平衡 分步离解,以H2S为例 H2S的离解反应分二步进行: H2S ⇌ H+ + HS-Ka1⊖ =1.32×10-7
HS- ⇌ H+ + S2-Ka2⊖ =7.1×10-15 ∵ Ka1Ka2 x>>y ∴ x+y≈x x-y≈x 可近似只考虑第一步离解,当作一元弱酸处理。
H2S H+ + HS- Ka(1) 注意 总的离解方程式并不表明其是一步电离的,溶液中[H+] ≠2[S2-] HS- H+ + S2- Ka(2) +) H2S2H+ + S2- Ka [H+]2[S2-] [H2S] Ka= = Ka(1)·Ka(2) 常温下, H2S饱和溶液, c(H2S)=0.10mol·L-1 因此,调节H2S溶液的酸度,可控制c(S2-)。
(x+y+z)(x-y) Ka1⊖ = =1.32×10-7 (0.1-x) 例: 常温常压下,H2S在水中的溶解度为0.1mol·L-1、 试求H2S饱和溶液中C(H+)、C(OH-)、pH、C(S2-)及 。 解: H2S水溶液中的H+有三个来源:设H2S第一步电离产生的H+浓度为x, HS-第二步电离产生的H+浓度为y,H2O电离产生的H+浓度为z。 H2S ⇌ H+ + HS- 平衡浓度/ mol·L-1 0.1-x x+y+z x-y
(x+y+z)(y) Ka2⊖ = =7.10×10-15 (x-y) K1⊖» K2⊖,K1⊖» Kw⊖ , 则x » y ,x » z , x+y+z≈x ,x-y≈x 解得x =1. 15×10-4 ,即C(H+) HS- ⇌ H+ + S2- 平衡浓度/ mol·L-1 x-y x+y+z y 同理解得:y = 7. 10×10-15,即C(S2-)
x ×100%=0.115% = Kw⊖ = (x+y+z)z =10-14 0.1 H2O ⇌ H+ + OH- 平衡浓度/ mol·L-1 x+y+z z 同理解得:z = 8.70×10-11,即C(OH-) 注意:在H2S饱和溶液中,C(S2-)=K2⊖ , C(H+)≠2C(S2-) 溶液中的浓度关系: