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水溶液的离子平衡


第八章

水溶液的离子平衡

第一节 弱电解质的电离 一,强电解质和弱电解质 电解质在水溶液里或者熔融状态下,完全电离则为 ,包括强酸,强碱,大多数盐, 以及活泼金属氢化物;部分电离则为 ,包括弱酸弱碱等。 二,电离方程式的书写 1.强电解质,如硫酸的电离方程式为: 2.弱电解质,一元弱酸,如醋酸的电离方程式为: 二元弱酸分步电离,且第一步

的电离程度远远 第二步,如碳酸的电离方程式:

3.酸式盐:强酸的酸式盐,如硫酸氢钠: 弱酸的酸式盐,如碳酸氢钠: 、 常见强酸和强碱:六大强酸: 四大强碱: 问题:1.强电解质溶液的导电能力是否一定强于弱电解质溶液? 2.能导电的物质一定是电解质么? 二,弱电解质的电离平衡 1.电离平衡的建立(定义) :在一定条件下,如温度,压强等,当弱电解质分子电离成离子 的速率和离子合成弱电解质分子的速率相等时,电力过程就达到平衡。 2.电离平衡的特征:逆 动 等 定 变 3.电离平衡常数,表达式,对于一元弱酸 HA: ,平衡常数 Ka= 对于一元弱碱 BOH, ,平衡常数 Kb= 特点,电离平衡常数只与 有关,升温,K 值 ;多元弱酸的各级电力平衡常 数的大小关系为 ,故其酸性取决于 。 意义,K 越大,约易电离,酸(碱)性越强。 4.外界条件对电离平衡的影响 以 0.1mol/L 的醋酸溶液为例 平衡移动方向 平衡常数 n(H+) c(H+) 导电性 加水稀释 加冰醋酸 升温 加醋酸钠 加氢氧化钠 问题:1.电离平衡右移,离子的浓度一定增大么? 2.电离平衡常数一定增大么? 强弱电解质的本质区别在于 ,而与电解质在水中的溶解度及水溶液的 导电性无关。 强弱电解质的比较,定义 电离过程 电离程度 表示方式 溶液中溶质的微粒种类 代表物

强弱电解质的判断方法:测室温下 0.1mol/L 的 HA 的 pH 测室温下 NaA 溶液的 pH 相同条 件下,测相同浓度的盐酸和 HA 的导电性 测相同 pH 的盐酸和 HA 稀释相同倍数前后的 pH 变化 看等体积,等物质的量浓度的盐酸和 HA 分别于足量锌反应生成氢气的快慢 测等体 积,等 pH 的盐酸和 HA 分别中和碱的量 5,有关电离平衡常数的计算,以弱酸 HX 为例 1.已知 c(HX)和 c(H+)求电离平衡常数 K=,由于弱酸只有极少一部分电离,所以 c(H+)的数值很小,K 可近似等于 K= 2.已知 c(HX)和电离平衡常数,求 c(H+) 则:c(H+)= 第二节 水的电离和溶液的酸碱性 一,水的电离 1,电离方程式 2,电离平衡常数,K= 3,水的离子积,表达式:常温下,Kw= = 影响因素:Kw 是温度的函数,温度不变,Kw 不变,温度升高,Kw 问题:1。25℃时,纯水的 Kw 为 ,那么强酸强碱中 Kw 等于 二,1.溶液的酸碱性与 pH 溶液的酸碱性取决于 和 的相对大小 2.定义式,pH= pH 与溶液 c(H+)的关系 pH 越小,溶液的酸性 pH 一般表示 c(H+)小于 1 的稀溶液 pH 试纸的使用 方法 注意:pH 试纸使用前不能用蒸馏水润湿,读数精确度 问题:pH 等于 7 的溶液是否一定为中性? 三,酸碱中和滴定 1.实验用品,仪器:酸式滴定管,碱式滴定管,滴定管夹,铁架台,锥形瓶 试剂:标准液,待测液, ,蒸馏水 滴定管的使用:酸性,氧化性的试剂一般用 ,因为 碱性的试剂 2.实验操作,以标准盐酸滴定待测 NaOH 为例 滴定前的准备,滴定管, ,洗涤, ,装液,调液面,记录 锥形瓶,注碱液,记读数, 滴定过程,左手 ,右手 ,眼睛 终点判断:等到滴入最后一滴标准液,指示剂变色,且 ,视为滴定终 点并记录标准液的体积。 3,数据处理 按上诉操作重复二至三次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据 c(NaOH)= 三,水电离平衡的影响因素 1,促进水的电离 升高温度 加入可水解的盐 2,抑制水的电离 加入酸 加入碱 3,水电离出的氢离子和氢氧根的计算(25℃) :溶质为酸的溶液 溶质为碱的溶液 中性溶液 水解呈酸性或碱性的溶液

四,溶液 pH 的计算,若溶液为酸性,求氢离子浓度,再求 pH;若溶液为碱性,先求氢氧 根浓度,再求氢离子浓度,最后求到 pH 两强酸混合 两强碱混合 强酸强碱混合 五,酸碱中和滴定误差分析原理 注意:恰好中和=滴定终点=酸碱恰好完全反应 不等于 溶液呈中性 第三节 盐类的水解 一,盐类的水解 1.实质,盐电离,弱酸的阴离子结合 H+,弱碱的阳离子结合 OH-,生成弱电解质,破坏了电 离平衡,水的电离程度增大,c(H+)≠c(OH-) ,溶液呈现酸性或者碱性 2.特点,程度微弱,属于可逆反应, ,是 的逆反应。 3.水解的规律,有弱才水解,越弱越水解,谁强显谁性,同强显中性。 4.水解方程式的书写 一般盐类的水解程度小,如果产物易分解(如氨水,碳酸)也不写成分解产物的形式 Eg:氯化铵的水解离子方程式: 多元弱酸盐的水解分布进行,以第一步为主,一般只写第一步水解的离子方程式 Eg:碳酸钠的水解离子方程式: 多元弱碱盐的水解方程式一步写完 Eg:氯化铁的水解离子方程式: 若阴、阳离子水解相互促进,由于水解程度较大,书写要用等号,气体,沉淀符号 Eg:碳酸氢钠与氯化铝混合溶液: 常见能发生水解相互促进的离子组合有:铝离子和碳酸根,碳酸氢很,硫离子,硫氢根,偏 铝酸根,以及铁离子与碳酸根,碳酸氢根 二,影响水解的主要因素 1.内因,酸或者碱越弱,其对应的弱酸根离子和弱碱阳离子 2.外因,改变温度,浓度,外加酸碱 水解平衡的移动 水解程度 水解产生离子的浓度 三,盐类水解反应的运用 1,除油污,用热纯碱溶液清洗的原因? 2,配制盐溶液,配制氯化铁溶液时,为抑制铁离子水解,因加入 3,作净水剂,铝盐净水原理用 4,制备物质,用氯化钛制备氧化钛的反应可表示为 只为硫化铝不能在溶液中进行的原因 问题:配制硫酸亚铁时,为何要加入硫酸,并加入少量铁屑? 四,1.离子浓度的定量关系 电荷守恒式 物料守恒式 2.溶液中离子浓度的大小关系 多元弱酸溶液 多元弱酸的正盐溶液 不同溶液中同一离子 浓度的大小关系比较 混合溶液中各离子浓度的大小比较 第四节 难溶电解质的溶解平衡 一,溶解平衡 1,概念 在一定温度下,当难容强电解质溶于水形成饱和溶液时,沉淀溶解速率和生成速率 想等的状态 2,溶解平衡的建立 固体溶质的溶解速率等于溶液中的溶质的沉淀速率 大于 等于 小于 二,沉淀溶解平衡常数-----溶度积 1,表达式,对于溶解平衡 Ksp= 2,意义,溶度积 Ksp 反映了物质在水中的溶解能力

3,影响因素,溶度积常数只与难溶电解质的 和 有关 4,溶度积规则,某难溶电解质的溶液中任一情况下有关离子浓度的乘积 Qc 离子积与 Ksp 的关系 大于 小于 等于 三,沉淀反应的运用 1,沉淀的生成 例如 出去氯化铵里的氯化铁沉淀 除去污水中的重金属离子铜离子 2,沉淀的溶解 例如 碳酸钙溶于盐酸 氢氧化镁溶于氯化氨溶液 3,沉淀的转化 由一种难溶物转化为另一种难溶物的过程 实质为溶解平衡的移动 例 锅炉除垢


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