第5章电解质溶液.ppt
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1、第第 5章章电解质溶液电解质溶液 5.2 5.2 酸碱电离平衡酸碱电离平衡5-2-15-2-1弱酸弱碱的电离平衡弱酸弱碱的电离平衡 1 解离平衡常数解离平衡常数 醋酸醋酸 CH3COOH(经常简写做经常简写做 HAc)溶液中存在着平溶液中存在着平衡:衡:或:或:HAc H2O H3O+Ac HAc H+Ac 其平衡常数表达式可写成:其平衡常数表达式可写成:式中式中 Ka 是酸式解离平衡常数是酸式解离平衡常数,H+、Ac 和和 HAc 分别表示分别表示 H+、Ac 和和 HAc 的平衡浓度。的平衡浓度。若用若用 c0 表示醋酸溶液的起始浓度,则有:表示醋酸溶液的起始浓度,则有:aH Ac HAc
2、K2a0H H Kc-当电离平衡常数当电离平衡常数 K 很小,酸的起始浓度很小,酸的起始浓度 c0 较大时,较大时,则有则有 c0H+,于是上式可简化成,于是上式可简化成:适用条件:适用条件:c0 400 Ka;一元弱酸体系一元弱酸体系。2a0H Kc 所以:所以:a0H K c 作为弱碱,氨水也发生部分解离,存在下列平衡作为弱碱,氨水也发生部分解离,存在下列平衡:其解离平衡常数可表示为:其解离平衡常数可表示为:式中式中 Kb 是弱碱的解离平衡常数是弱碱的解离平衡常数,c0 表示碱的起始表示碱的起始浓度,浓度,OH 代表代表平衡时体系中平衡时体系中 OH 的浓度。的浓度。NH3 H2O NH4
3、+OH20OH OH cKb 当当c0 400 Kb 时,有时,有b0OH K c Ka,Kb 值越大,表示弱酸、弱碱解离出离子的趋值越大,表示弱酸、弱碱解离出离子的趋势越大。势越大。一般把一般把 Ka 小于小于10的酸称为弱酸的酸称为弱酸。一元弱酸一元弱酸一元弱碱一元弱碱HClO 2.9108(CH3)2NH 5.9104 HF 6.3104 C6H5NH2 4.01010 HNO2 7.2104 C5H5N 1.5109 Ka Kb Ka,Kb 与温度有关。但由于弱电解质解离过程的与温度有关。但由于弱电解质解离过程的热效应不大,所以温度变化对二者影响较小。热效应不大,所以温度变化对二者影响
4、较小。2 解离度解离度 弱酸、弱碱在溶液中解离的程度可以用解离度弱酸、弱碱在溶液中解离的程度可以用解离度 a 表示,表示,HAc 的解离度的解离度 a 表示平衡时已经电离的醋酸的浓度与醋表示平衡时已经电离的醋酸的浓度与醋酸起始浓度之比,即:酸起始浓度之比,即:NH3 H2O 的解离度为:的解离度为:a0a000H K cKacccb0Kac 例例:a)计算计算 0.10 mol dm3 HAc 溶液的溶液的 H+和解离度;和解离度;b)计算计算 1.0103 mol dm3 NH3 H2O 的的 OH 和解和解离度。离度。已知已知 HAc 的的 Ka 1.8105,NH3H2O的的 Kb 1.
5、8105 平衡常数平衡常数 Ka 和和 Kb不随浓度变化,但作为转化百分不随浓度变化,但作为转化百分数的解离度数的解离度 a,却随起始浓度的变化而变化。,却随起始浓度的变化而变化。起始浓度起始浓度 c0 越小,解离度越小,解离度 a 值越大。值越大。解离度解离度 a 经常用百分数表示。经常用百分数表示。其中其中 x 表示平衡时已解离的表示平衡时已解离的 HAc 的浓度的浓度 各物质的平衡相对浓度各物质的平衡相对浓度 0.10 x x x 各物质的起始相对浓度各物质的起始相对浓度 0.10 0 0 即即 c0 400 Ka,有,有 0.10 x0.10,可以近似计算:,可以近似计算:解:解:a)
6、反应方程式反应方程式 HAc H+Ac 平衡常数的表达式为平衡常数的表达式为2a0.10 xKx 由于由于a)中中305a0.105.6 104001.8 10cK 故故 H+1.34103 mol dm3 电离度电离度30H 1.34 101.34%0.10ac 若不采用近似计算,而将平衡常数的值代入其表达式若不采用近似计算,而将平衡常数的值代入其表达式中,则有:中,则有:251.8 100.10 xx53a0.100.10 1.8 101.34 10 xK2a0.10 xKx 解一元二次方程得解一元二次方程得 x=1.33103 即即 H+1.33103 mol dm3 解离解离度度 30
7、H 1.33 101.33%0.10ac 各物质的起始相对浓度各物质的起始相对浓度 1.0103 0 0 各物质的平衡相对浓度各物质的平衡相对浓度 1.0103y y y 其中其中 y 表示平衡时已表示平衡时已解离解离的的 NH3 H2O 的浓度的浓度 b)反应方程式反应方程式 NH3H2O NH4+OH 不能近似计算,将不能近似计算,将 c01.0103mol dm3 和和 Kb 1.810 5 代代入入平衡常数表示式中平衡常数表示式中:解一元二次方程得解一元二次方程得 OH1.25104 mol dm3 解离解离度度430OH 1.25 1012.5%1.0 10ac3051.0 1055
8、.64001.8 10acK25b3OH 1.8 101.0 10OH K 若用近似计算若用近似计算:430OH 1.34 1013.4%1.0 10ac 与前面计算结果比较,与前面计算结果比较,计算误差较大。计算误差较大。3a1.0 10yK41.34 10351.0 101.8 10 3 同离子效应同离子效应 若若在在 HAc 溶液中加入一些溶液中加入一些 NaAc,NaAc 在溶液中完在溶液中完全解离,于是溶液中全解离,于是溶液中 Ac离子浓度增加很多,使醋酸的解离子浓度增加很多,使醋酸的解离平衡左移,从而离平衡左移,从而降低降低 HAc 的电离度的电离度。例例:如果在如果在 0.10
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