酸碱平衡与沉淀-溶解平衡201903310407
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酸碱平衡与沉淀-溶解平衡
平衡向左移动
低降
[H ]
低降
定义：这种在弱酸或弱碱的水溶液中，加入与弱酸或 弱碱含有相同的离子的易溶性强电解质，使弱酸或弱 碱的解离度降低的现象。
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16
(2).盐效应
若在HAc溶液中加入不含相同离子的强电解质 如NaCl ，则因离子强度增大，溶液中离子之间的 相互牵制作用增大，使HAc的解离度略有增大，这 种作用称为盐效应。
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33
3. 配制的缓冲溶液的Ca、 Cb浓度要适当
[H] K1a•C0
(3) 多元弱碱与多元弱酸同理。
例：
H2CO3
H+ + HCO3— Ka1 [H[H][2H CCO3]3O]
pKa1 = 6.35
HCO3—
H+ + CO32—
pKa2 = 10.33 可编辑版
Ka2
[H][CO32] [HCO3]
14
四、酸碱电离平衡的移动
a.浓度对平衡移动的影响
酸(HA)与碱(B-)的质子传递反应，生成A-和HB， 达到平衡后反应物和产物的浓度都不变，则有：
HA + B-
A- + HB
这是HA与B-的质子传递平衡。
达到平衡时，产物浓度的乘积与反应物浓度的
乘积之比则为其酸碱质子传递平衡常数K ，即
[HB][A ] K [HA][B]
在一定温度下，其值一定。K值愈大，表
1. 2. NH3·H2O⇌NH4++OH-
加NH4+，平衡左移
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22
第三节 缓冲溶液
一、 缓冲溶液组成和作用机理
Fact： 向纯水(pH=7.0)中加入少量酸或碱，pH值会发生显著
《无机化学》第四章 酸碱平衡和沉淀-溶解平衡
x
C盐+x
K
θ a
[H ][A [HA]
]
则[H
]
Kθa[HA] [A ]
由于同离子效应，HA解离度降低。
c酸– x ≈ c酸
c盐+ x ≈ c盐
[H ] KθaC酸 C盐
pH
pK
θ a
lg
c酸 c盐
结论： a.弱酸~弱酸盐组成（例HAc～NaAc）：
pH
pKa
lg C酸 C盐
b.弱碱~弱碱盐组成（例 NH3·H2O～NH4Cl）：
b
0
②近似公式： C
Kb
500时
C - [OH ] C
[OH ]
K
θ b
(Kθb
)2
4CK
θ b
2
[OH ] CKb
例：已知25℃时， KθHAc 1.75105 计算该温度下
0.10mol·L-1的HAc溶液中[H+]、[Ac-]及溶液pH，并计算该 温度下HAc的解离度。
解：设解离平衡时，[ H+ ]= x mol·L-1
解：
pH
pKa
lg CHAc C NaAc
lg(1.75105 ) lg 0.1 0.1
4.76
(1) 加 HCl 溶液后，HAc和 Ac- 的浓度分别为：
C HAc
0.10 90 0.01010 100
0.091(mol /
L)
C NaAc
0.10 90 0.01010 100
0.089(mol /
第四章 酸碱平衡和沉淀-溶解平衡
4.1 近代酸碱理论简介 4.2 强电解质溶液 4.3 弱酸、弱碱的解离平衡 4.4 缓冲溶液 4.5 盐类的水解 4.6 难溶强电解质的沉淀-溶解平衡
第四章酸碱平衡与沉淀溶解平衡(1)
Ka
c(HA)≥20Kw
忽略水的解离
学 应 用
c(HA) Ka
500，不忽略，ceq
(HA)
c(HA)
ceq
(A－)
c(HA)
ceq
(H )
化
学
ceq (H+ ) Ka (HA) ceq (HA) Kw
系
第四章 酸碱平衡与沉淀溶解平衡
无
机
[ceq (H+)]2 Ka (HA) [c(HA) ceq (H+)] Kw
[ceq (H )]2 Ka1 [ceq (H )]
Ka1
Ka2
第四章 酸碱平衡与沉淀溶解平衡
无
机
及
分
析
化 学
（HA－）
ceq (HA－)
Ka1 ceq (H )
湖 南
c(H2A) [ceq (H )]2 Ka1 ceq (H ) Ka1 Ka2
农
业 大
(A2－) ceq (A2－)
Ka
(HA) ceq (A ) ceq (H ) ceq (HA)
湖
南 农 业
（HA）
ceq (HA) c(HA)
ceq (HA) ceq (HA) ceq (A－)
ceq (H ) ceq (H ) Ka
大 学 应
（A－）
ceq (A－) c(HA)
ceq
ceq (A－) (HA) ceq (A－)
用
NH3
H+
NH
+ 4
化 学
OH H+ H2O +H+ H3O+
酸碱解离平衡和沉淀-溶解平衡
01
沉淀的生成或溶解会改变溶液 中离子的浓度，进而影响酸碱 解离平衡。
02
在沉淀-溶解平衡过程中，沉淀 的生成或溶解会消耗或释放氢 离子或氢氧根离子，从而影响 酸碱解离平衡。
离平衡的移动，例如某些 难溶性盐的溶解度与溶液的pH 值有关。
酸碱解离平衡与沉淀-溶解平衡的相互影响
01
02
03
酸碱解离平衡和沉淀-溶解平衡 是相互依存的，它们之间存在动 态的相互作用。
在一定条件下，酸碱解离平衡和 沉淀-溶解平衡可以相互转化， 例如某些弱酸或弱碱在水溶液中 可以形成离子对或共轭酸碱对。
在实际应用中，了解酸碱解离平 衡与沉淀-溶解平衡的相互影响 对于化学反应的调控和分离提纯 等方面具有重要意义。
4. 用分光光度计测定上清液中待测离 子的吸光度，分析酸碱解离平衡和沉 淀-溶解平衡之间的相互影响。
05 酸碱解离平衡和沉淀-溶 解平衡的实际应用
在化学工业中的应用
01 02
酸碱反应控制
酸碱解离平衡在化学工业中用于控制反应条件，例如中和反应、酸洗、 碱洗等过程。通过调节酸碱度，可以实现对反应速度、产物纯度和产率 的优化。
02
沉淀-溶解平衡是化学平衡的一种 ，也是热力学平衡的一种表现。
影响沉淀-溶解平衡的因素
01
02
03
温度
温度对沉淀-溶解平衡有显 著影响，一般来说，温度 升高，溶解度增大，反之 亦然。
浓度
溶液中溶质的浓度对沉淀溶解平衡也有影响，一般 来说，浓度越高，沉淀的 量越多。
溶液的离子强度
溶液的离子强度对沉淀-溶 解平衡也有影响，一般来 说，离子强度越高，溶解 度越低。
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第三章 酸碱平衡和沉淀溶解平衡
第三章酸碱平衡和沉淀溶解平衡第一节酸和碱酸碱质子理论在1884年瑞典科学家Arrhenins提出了电离理论，认为：在水溶液中能电离出H+的物质称为酸；在水溶液中能电离出OH-的物质称为碱。
这个理论把酸碱限制在水溶液中，并把碱仅限制为氢氧化物，不能用这个定义来解释一些不在水溶液中进行的酸碱反应，例如:为了克服电离理论的局限性，1923年Br?nsted和Lowry提出了一种较全面的酸碱理论，称为酸碱质子理论。
酸碱质子理论认为：凡能给出质子（H+）的物质称为酸，凡能接受质子（H+）的物质称为碱。
酸和相应的碱或碱和相应的酸之间为共轭关系。
把仅差一个质子的一对酸碱称为共轭酸碱对。
例如：HAc 的共轭碱是Ac-， Ac-的共轭酸为HAc ，HAc及Ac-为共轭酸碱对。
酸碱可以相互依存又相互转化。
第二节溶液的酸碱性298K时[H+][OH-]＝K w＝1.0′10-14式中K w称为水的离子积常数，它与温度有关。
不论是酸性溶液还是碱性溶液，都同时存在H+和OH-，仅仅是它们的相对含量不同而已。
即：中性溶液中 [H+] ＝[OH-]＝1.0′10-7 mol·L-1酸性溶液中 [H+] > 1.0′10-7mol·L-1 > [OH-]碱性溶液中 [H+] < 1.0′10-7mol·L-1 < [OH-]pH ＝ - lg[H+]在常温下，水溶液中[H+][OH-]＝1.0′10-14pH + pOH = 14一、一元弱酸弱碱的电离平衡弱电解质在水溶液中只有少部分电离成正负离子，大部分以分子状态存在，导电能力较弱，例如，在HAc水溶液中，只有少数HAc分子在水分子的作用下生成H+和Ac-，另一方面一部分H+和Ac-又能相互碰撞，吸引而重新结合成HAc。
故弱电解质的电离过程是可逆的：在一定温度下，当弱电解质分子电离成离子的速度与离子又结合成分子的速度相等时，电离过程既达到动态平衡，称为电离平衡。
实验八酸碱和沉淀溶解平衡
碱反应的实质
酸碱反应是中和反应的特例，其实质是氢离子与氢氧根离子结合生成水的过程。 在酸碱反应中，酸提供氢离子，碱提供氢氧根离子，两者结合生成水和盐。
酸碱反应的平衡常数称为Kw，表示水分子电离的平衡常数，其值只与温度有关。
pH值的定义和计算
pH值是衡量溶液酸碱性的指标， 其值等于氢离子浓度的负对数。
酸碱质子理论
总结词
该理论认为酸和碱是通过传递质 子来表现其酸性和碱性的。
详细描述
酸是能够传递质子的物质，而碱 则是能够接受质子的物质。酸和 碱之间的反应是通过质子的传递 进行的。
酸碱电子理论
总结词
该理论认为酸和碱是通过电子转移来表现其酸性和碱性的。
详细描述
酸是能够接受电子的物质，而碱则是能够给出电子的物质。 酸和碱之间的反应是通过电子的转移进行的。
步骤2
按照实验要求配制不同浓度的 酸碱溶液，并记录下浓度和体 积。
步骤4
记录下滴定过程中酸碱度变化 的数据，绘制酸碱滴定曲线。
步骤1
准备实验器材和试剂，包括烧 杯、滴定管、试纸、酸碱指示 剂等。
步骤3
使用滴定管将酸碱溶液滴加到 烧杯中，同时用试纸监测酸碱 度变化。
步骤5
根据实验数据计算酸碱反应的 平衡常数，并进行误差分析。
实验建议和改进
实验建议
针对实验过程中存在的问题和不足，提出改进措施和建议，以提高实验的准确 性和可靠性。
实验改进
根据实验建议，对实验过程进行改进，优化实验方案，提高实验效果。
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实验八酸碱和沉淀溶解平衡
目录
• 酸碱理论的发展 • 酸碱反应和pH值 • 沉淀溶解平衡 • 实验操作和注意事项 • 实验结果分析和结论
酸碱反应是中和反应的特例，其实质是氢离子与氢氧根离子结合生成水的过程。 在酸碱反应中，酸提供氢离子，碱提供氢氧根离子，两者结合生成水和盐。
酸碱反应的平衡常数称为Kw，表示水分子电离的平衡常数，其值只与温度有关。
pH值的定义和计算
pH值是衡量溶液酸碱性的指标， 其值等于氢离子浓度的负对数。
酸碱质子理论
总结词
该理论认为酸和碱是通过传递质 子来表现其酸性和碱性的。
详细描述
酸是能够传递质子的物质，而碱 则是能够接受质子的物质。酸和 碱之间的反应是通过质子的传递 进行的。
酸碱电子理论
总结词
该理论认为酸和碱是通过电子转移来表现其酸性和碱性的。
详细描述
酸是能够接受电子的物质，而碱则是能够给出电子的物质。 酸和碱之间的反应是通过电子的转移进行的。
步骤2
按照实验要求配制不同浓度的 酸碱溶液，并记录下浓度和体 积。
步骤4
记录下滴定过程中酸碱度变化 的数据，绘制酸碱滴定曲线。
步骤1
准备实验器材和试剂，包括烧 杯、滴定管、试纸、酸碱指示 剂等。
步骤3
使用滴定管将酸碱溶液滴加到 烧杯中，同时用试纸监测酸碱 度变化。
步骤5
根据实验数据计算酸碱反应的 平衡常数，并进行误差分析。
实验建议和改进
实验建议
针对实验过程中存在的问题和不足，提出改进措施和建议，以提高实验的准确 性和可靠性。
实验改进
根据实验建议，对实验过程进行改进，优化实验方案，提高实验效果。
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实验八酸碱和沉淀溶解平衡
目录
• 酸碱理论的发展 • 酸碱反应和pH值 • 沉淀溶解平衡 • 实验操作和注意事项 • 实验结果分析和结论
第五章酸碱平衡与沉淀溶解平衡
Ka
[H ]2 c [H ]
[H ]2 c
[H ] Ka c
] 碱性溶液中 [H+] ＜1、0×10-7 mol·L-1＜ [OH-
]
一、水得质子自递平衡
通常用氢离子活度得负对数——pH表示溶液得 酸碱性。
pH lg a(H )
在稀溶液中,可用浓度得数值代替活度,则
pH lg[H ]
一、水得质子自递平衡
溶液得酸碱性也可用pOH来表示:
pOH lg[OH ]
Bronsred JN
一、 酸碱得质子理论
(一) 酸碱得定义 酸(acid):能给出质子(H+)得物质 (质子给体)。 酸可以就是分子、阳离子或阴离子。
例如: HCl 、HAc、H3PO4、NH4+、HCO3- 等为 酸
HAc
H+ + Ac-
NH4+
H+ + NH3
一、 酸碱得质子理论
碱(base):能接受质子得物质 (质子受体)。 碱可以就是分子、阳离子或阴离子。 例如:OH- 、Ac-、H2PO4-、NH3、CO32- 等为碱
别为:
PO43- + H2O
HPO42- + OH-
K b1
Kw Ka3
2.1102
HPO42- + H2O
H2PO4- + OH-
K b2
Kw K a2
1.6 107
H2PO4- + H2O
H3PO4 + OH-
Kb3
Kw K a1
1.4 1012
三、弱酸(弱碱)与水之间得质子传递平衡
(一) 强酸或强碱溶液
凡就是可以接受电子对得物质称为酸(电子对接受 体) 凡就是可以给出电子对得物质称为碱(电子对给予 体)例如:H+、Cu2+、 BF3 等为酸
第5章酸碱平衡与沉淀溶解平衡讲义
H+
+
－
Ac
在一定温度下：
Ka
[H ][ Ac ]
[HAc ]
K
Θ a
称为弱酸的解离平衡常数，简称解离常数(dissociation
constant)。
同理对于弱碱如氨水的解离：NH3 + H2O
NH4+
+
－
OH
平衡时有：
K
b
[NH4 ][OH ] [ NH 3 ]
Kbθ：弱碱的解离常数，也叫弱碱的解离常数
]
分子分母同乘[H+]，则：
Kb
( Ac
)
[HAc][OH [Ac ]
]
[H [H
] ]
[HAc] [ Ac ][H
[H ]
][OH
]
Kw
Ka (HAc)
☆☆
16
同理离子酸NH4+的解离常数 NH4+ + H2O
NH3 +H3O+
K
Θ a
(NH4
)
[NH3 ][H3O [NH4 ]
Ka θ 或Kb θ 意义：解离平衡时弱电解质解离为离子的趋势大小。
•可用解离常数的大小，比较同类型弱酸或碱的相对强弱。
☆☆
15
5.2.1.2共轭酸碱对解离常数间的关系
离子碱Ac－与水之间的解离平衡为：
－
－
H2O + Ac OH + HAc
K
b
(
Ac
)
[HAc ][OH [ Ac ]
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A 3+ + 3B-
S ? ( Ksp )1/ 4 27
5. AmBn型
A mB n
mA n+ + nB m-
K sp = m mnnSm+n
S
?
m? n
K sp mmnn
溶度积和溶解度之间的换算必须是 有条件的： 1. 难溶电解质的离子在溶液中不能发生任何化学反应。 2. 难溶电解质溶于水后要一步完全电离。
(3) 溶度积规则
① 离子积Qc：任一条件下 溶液中离子浓度幂的乘积
溶解 AaBb (s) 沉淀
aA n+(aq) + bB m-(aq)
QC ? (CAn? )a ?(CBm? )b
达到沉淀－溶解平衡！
Ksp =[A n+]a[Bm-]b
② 溶度积规则
? Qc = Ksp 饱和溶液，处于沉淀-溶解平衡 ? Qc ＜ Ksp 不饱和溶液，或沉淀溶解 ? Qc ＞ Ksp 生成沉淀
例，已知Ksp,AgCl ＝ 1.78 ? 10-10， Ksp,Ag2CrO4 ＝ 9.0 ? 10-12， 试求AgCl 和Ag 2CrO4的溶解度。
解：（1）设AgCl 的溶解度为S1（mol·dm -3),则：
AgCl(s)
Ag +(aq) + Cl-(aq)
平衡
S1
S1
Ksp ? S12
S1 ? 1.37 ? 10?5 mol ?L?1
(2) 设Ag 2CrO4的溶解度为S2（mol ·dm -3),则：
Ag 2CrO4(s)
2Ag +(aq) + CrO42-(aq)
平衡
2S2
S2
Ksp ? (2S2 )2 ? S2 ? 4S23 S2 ? 1.31? 10?4 mol ?L?1
扩大为 继发性 颗粒
?尿结石的形成学说
肾钙斑学说 ;基质学说; 过饱和结晶学说 ;抑制物学说
再增加 , 在尿路 某狭窄 部位停 留
形成核 心,作为 结石增 大的起 点
一水合草酸钙晶体 二水合草酸钙晶体
患病猫尿中的结晶:左为1000x放大光学显微照片,右为扫描电镜4000x放大照片。
在普通猫尿中加入三聚氰胺和三聚氰酸形成的人工晶体。 质谱分析表明其中三聚氰胺的含量只有30%。
A + + B-
2. AB2型(例PbCl 2、Ca(OH) 2 等) AB2
A 2+ + 2B-
Ksp = 4S3
S ? ( Ksp )1/3 4
3. A2B型（例Ag2CrO 4） A2B
2A + + B2-
Ksp = 4S3
4. AB3型和A3B型（例Fe(OH) 3，Ag3PO 4）
5.
AB 3 Ksp = 27S4
（4） 沉淀的生成(QC ＞Ksp)
要使某物质以沉淀方式从溶液中析出， 必须设法增大有关离子浓度，使其离子浓度 幂的乘积大于该难溶电解质的溶度积，平衡 就向生成沉淀方向移动。
虽然 Ksp,AgCl ＞ K sp, Ag2CrO4 ，但 SAgCl ＜S Ag2CrO4
类型
难溶电解质 S(mol·L-1)
Ksp
AB
AgCl
1.33×10-5 1.77×10-10
A2B AB 2
Ag 2CrO4 Mg(OH) 2
6.54×10-5 1.12×10-4
1.12×10-12 5.67×10-12
溶解度(S) 定义: 在一定温度下，1L水形成饱和溶液时，
所溶解某物质的量(即物质的量浓度)。
旧有定义：一定温度下，物质在 100g水中能溶解的最大量。
溶解 AaBb (s) 沉淀
aA n+(aq) + bB m-(aq)
aS
bS
∴Ksp = [An+]a[Bm-]b = (aS) a(bS) b = a a . bb .Sa+b
[ Ba2? ][ SO42? ]
(c? )2
?
K
?
sp
标准溶度积常数
对于 Aa Bb 型的难溶电解质：
溶解
AaBb (s) 沉淀 aA n+(aq) + bB m-(aq)
K
?
sp
?
? ???
[
An c?
?
]
a
? ?? ?
? ????
[
Bm? c?
]
b
? ?? ?
Ksp =[A n+]a[B m-]b ——溶度积
第四节 难溶强电解质的形成和溶解
物质的溶解度只有大小之分，没有 在 水 中 绝 对 不 溶 的 物 质 ， 如 AgCl ， CaCO3，PbS 和CaC2O4（肾结石的主要 成分）等都为难溶强电解质（溶解度小 于0.01g/100g 水）。
结石发病率情况 （每10万人中）
地区 美国佛罗里达 东莞（门诊统计） 深圳（普查统计）
肾脏小管被三聚氰胺阻塞
一、 溶度积常数
（1）溶度积 solubility product
溶解和沉淀速率相同时，建立起了难溶电解质与 水中的离子之间的动态平衡，称为 沉淀溶解平衡 。
注意，只有在 饱和溶液中才存在这个动态平衡。
BaSO 4(s)
溶解 沉淀
Ba 2+(aq) + SO 42—(aq)
上式表明，在一定温度下，难溶电解质的 饱和溶液 中离子浓度幂之乘积为常数。
溶度积 只与温度有关。它反映了难溶电解质在水 中的溶解能力。
【例】 氯化银在298K 时的溶解度为 1.91 × 10-3 g·L-1，求 其溶度积。
解：
已知氯化银的摩尔质量
M 为143.32g
.mol
-1 :
1. 将氯化银的溶解度 S单位换算为 mol·L-1：
结论:
? 对于相同类型难溶电解质，其溶解度 S 可以直接 与 溶度积Ksp 比较; Ksp ↑, S↑.
? 对于不同类型难溶电解质，其溶解度 S 不能直接 与 溶度积Ksp 比较。
溶度积(Ksp)与溶解度(S)的关系
1. AB型 (例 AgCl, BaSO 4等) : AB Ksp = S2 S = Ksp1/2
1.91 ×10-3/143.32 = 1.33 ×10-5(mol·L-1)
2. 写出平衡式： 溶解
AgCl(s) 沉淀
Ag +(aq) + Cl - (aq)
S
S
∴K sp,AgCl = [Ag + ][Cl -] = S2 = (1.33 ×10-5)2
＝1.77 × 10-10
（2）溶度积与溶解度
80年代 90年代 上升率
15.7
20.8
+32.5%
101
140
+38.6%
2019年: 4870
男6120，女4070
泌尿系结石中无机矿物的比例
尿酸 ,14%
其它钙盐和 镁盐,15%
L- 胱胺酸 ,1%
草酸钙,70% [COM,COD,COT]
尿结石的成石机理
?尿结石的形成
尿中晶体成 份过多,胶体 成份失常,造 成继发性结石 的沉积