无机化学课件电离平衡与酸碱理论.pptVIP

3、多元弱酸溶液中存在的各种平衡： （1）物料平衡：以H3PO4水溶液为例， （2）电荷平衡：以H3PO4水溶液为例， （3）质子平衡：根据酸碱质子理论，酸碱反应的本质是质子的传递，但反应达到平衡时，酸失去的质子与碱得到的质子的物质的量必然相等，其数学表达式称为质子平衡式或质子条件式，常用符号PBE (proton balance equation)表示。 如何求质子平衡式：一种方法是由物料平衡和电荷平衡推出；另一种方法是选择适当的物质作为质子传递的参照物，通常选择那些在溶液中大量存在并参与质子传递的物质，如溶剂和溶质本身，这些物质称为参考水准或零水准，然后，从参考水准出发，根据得失质子的物质的量相等的原则，写出质子平衡式。 如Na2HPO4水溶液中选HPO42-和H2O为参考水准， 参考水准 得质子的产物 失质子的产物 HPO42- H2PO4-，H3PO4 PO43- H2O H3O+ OH- （4）电离平衡：在多元弱酸溶液中，各离子间的平衡是同时建立的，其浓度必须满足该溶液中的所有平衡。这是求解多种平衡共存问题的一条重要原则。 例：已知25?C、1atm下硫化氢饱和水溶液[H2S] =0.1mol?dm-3，求其中的[H+]、[HS-]和[S2-]。 解： H2S H+ + HS-， HS- H+ + S2- 平衡时 0.1-x-y x+2y x x x+2y y (1) c0/Ka1?380 (2) yx ?[H+]=[HS-]=1.05?10-4mol?dm-3，[S2-]=1.1?10-14mol?dm-3 对于多元弱酸溶液，有以下结论： (1) 多元弱酸溶液的氢离子浓度可以按第一辑电离平衡来计算，所以比较多元弱酸的强弱时，只要比较第一级电离常数的大小； (2) 二元弱酸的酸根离子浓度等于其第二级电离常数； (3) 控制多元弱酸溶液的pH值，可以控制其酸根离子浓度。以H2S为例， 例：计算0.1mol?dm-3的H3PO4溶液中的[H3PO4]、[H2PO4-]、[HPO42-]、[PO43-]、[H+]及[OH-]。 解： H3PO4 H+ + H2PO4- 平衡时 0.1- x x x H2PO4- H+ + HPO42- 平衡时 x x y HPO42- H+ + PO43- 平衡时 y x z [H+] = 2.4?10-2 mol?dm-3 [H2PO4-] = 2.4?10-2 mol?dm-3 [HPO42-] = 6.2?10-8 mol?dm-3 [PO43-] = 5.7 ?10-19 mol?dm-3 [H3PO4] = 0.1-[H2PO4-] = 7.6 ?10-2 mol?dm-3 [OH-] = KwΘ/[H+] =4.17 ?10-13 mol?dm-3 4、含氧酸的强度 (1) 含氧酸是由中心原子连接氧原子和OH基团组成的，其通式为XOm(OH)n。例如： HClO4 (HO)ClO3；H2SO4 (HO)2SO2 (2) Pauling规则： 规则一、含氧酸逐级电离常数Ka1Θ : Ka2Θ: Ka3Θ : ? = 1 : 5 : 10 : ?； 规则二、含氧酸第一级电离常数决定于XOm(OH)n中的m值。 109 103 1.1?10-2 3.2?10-8 KaΘ HClO4 HClO3 HClO2 HClO 例子 ?108 ?103 ?10-2 =10-7 Ka1Θ 3 2 1 0 m 四、缓冲溶液：能抵抗少量强酸、强碱和水的稀释而保持体系的pH值基本不变的溶液。 1、缓冲溶液的组成：弱酸-弱酸盐、弱碱-弱碱盐、强酸、强碱、弱酸弱碱盐。如HAc+NaAc、NH3?H2O+NH4Cl、NaH2PO4+Na2HPO4。 2、缓冲作用：缓冲溶液保持pH值不变的作用。缓冲作用的原理就是同离子效应。 以HAc+NaAc (弱酸-弱酸盐)为例： HAc H+ + Ac- 平衡