第五章水溶液中的化学反应和水体保护
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工程化学第五章 水溶液中的化学反应和水体保护
⒊缓冲溶液的pH的一般公式
设酸（HA）的浓度为c(共轭酸)，其共轭碱 (A-)的浓度为c(共轭碱)。 HA H+ + A-
初始浓度
平衡浓度
c(共轭酸)
c(共轭酸)- x ≈c(共轭酸)
0
x
c(共轭碱)
c(共轭碱)+ x ≈c(共轭碱)
由平衡常数公式得： Kaθ = c(共轭碱)· c(共轭酸) x/
例 计算298.15K时反应 HAc + H2OH3O+ + Ac-的 平衡常数。 解： HAc + H2O H3O+ + Ac-
fGm/kJ mol-1 -396.82
△rGmθ=ΣvB△ fGm (B)
-237.1 -237.2 -369.65
= -369.65 + (-237.2) – [-396.82 +( -237.1 )]
][
c(H 3O ) C
]
K w [c( OH)][c(H )] pK w pOH pH 14
θ
例：已知25℃时， 0.200mol· -1氨水的解离度为 L 0.95%，求c(OH－), pH值和氨的解离常数。
解
NH3· 2O H c0
NH4+ + 0
3
OH– 0
ceq 0.200(1– 0.95%)
pH pK a lg lg 1.76 10 4.75
θ
c( HAc ) c( Ac ) lg 0.1 0.1
5
例2 若在 50mL 0.150mol· -1 NH3· 2O和 0.200 L H mol· -1 NH4Cl组成的缓冲溶液中，加入0.100mL L 1.00 mol· -1的HCl ，求加入HCl前后溶液的pH值 L 各为多少？（Kbθ(NH3· 2O)=1.8×10-5) H 解： 加入 HCl 前： pOH pK b lg
水溶液中的化学反应与水体保护
碱 盐
) )
例题：向100g浓度为0.1mol.kg-1的HAc和0.1mol.Kg1NaAc混合溶液中加入1.0g1.0mol.kg-1的HCl,求此溶液 的pH值。已知：Kay=1.76×10-5。
HAc
H+ + Ac-
+ H+
HAc
H+ + Ac+ OH-
H2O
可见,Ac-是抗酸因素，HAc是抗碱因素。
缓冲作用是有限的，当外加强酸、碱 过量时,会失去缓冲作用。
水溶液中的化学反应与水体保护
(3)定量计算： ①弱酸-弱酸盐
pHpKaΘlgcc((盐 酸))
②弱碱-弱碱盐
p
H1
4p
KbΘl
gcc((
4. 缓冲溶液
溶液的pH值在一定范围内不受外来少量强酸、碱 的影响，这种溶液称缓冲溶液
(1) 组成：弱酸+弱酸盐 或 弱碱+弱碱盐 HAc+NaAc NH3·H2O+NH4Cl HAc+NH4Ac
NaH2PO4+Na2HPO4 NaHCO3+Na2CO3
水溶液中的化学反应与水体保护
(2)机理：以HAc—NaAc缓冲对为例(定性):
单相离子平衡可分为酸、碱的解离平衡及配离 子的解离平衡两类。
一 酸和碱在水溶液中的解离平衡 1. 酸碱理论 A 电离理论 由Arrhenius提出
（1）要点： ● 解离出的正离子全部是H+的 物质叫酸； ● 离解出的负离子全部是OH的物质叫碱。
阿仑尼乌斯
水溶液中的化学反应与水体保护
● 酸碱反应的实质是 H+ + OH- = H2O
相间相互作用
第五章相间的相互作用5.1 固体、气体与水的化学相互作用在天然水和废水中很少出现完全在水溶液中发生化学均相反应的现象。
水中最重要的化学和生化现象反而包括了水中物质与其他相之间的相互作用。
图5.1列举了一些发生相互作用的例子，如下：通过藻类的光合作用，在悬浮藻类的细胞内生成了固体生物质，而且固体生物质的产生涉及了水与细胞间溶解性固体与气体的交换。
当水中细菌降解了有机质（经常以小颗粒的形式存在），类似的交换过程也会发生。
随着化学反应不断地进行，水中也就不断地产生固体和气体。
水体系中的铁和许多重要的痕量元素被看成胶体而运输或吸附到固体颗粒上。
碳水化合物和一些杀虫剂以一种不相溶的液体膜的形式存在于水的表面。
沉积物通常被冲刷到了水体中。
图5.1 涉及水和其他相间相互作用的最重要的环境化学过程本章将讨论水体化学过程中不同相间相互作用的重要性。
一般情况下，除了水，这些相可划分为沉积物（离散的固体）和悬浮的胶体物质。
我们也将讨论沉积物的形成、作为储存库的沉积物的重要性和水溶质的来源。
前面章节所提到的固、气体的溶解度（亨利定律）在本章也会作详细的讲解。
本章的大部分讨论了胶体的行为，这包括非常细小的固体颗粒、气体或悬浮在水中的不相溶的液体。
很多重要的水生化学现象都涉及到了胶体物质。
因为胶体物质的表面积与体积的比值大，所以它的活性比较高。
5.2 沉积物的形成与重要性沉积物是相对较细小的那层物质，它覆盖在河流、湖泊与海洋的底部。
它通常由一些小、中、粗的矿物混合物组成，包括黏土、淤泥和沙子，其中混有有机质。
在组成方面它们可能从纯矿物变化到以有机质为主的物质。
沉积物也是各种生物、化学污染物和被污染了的碎屑的储存库。
我们特别关注的就是通过生物化学物质从沉积物到水生食物链的迁移过程。
寄居在沉积物中的生物包括各种各样的贝类（虾、蟹、蛤）和蠕虫、昆虫、端足类、双壳类的生物与其他的小生物，这些都是值得我们特别关注的，因为它们都是位于食物链底层的附近。
工程化学基础教学大纲
黑龙江省高等教育自学考试焊接（080315）专业（专科）工程化学考试大纲(课程代码 2491)黑龙江省高等教育自学考试委员会办公室二○○九年四月目录Ⅰ课程性质与设置目的 (3)Ⅱ课程内容与考核目标 (3)绪论 (3)第一章物质的化学组成和聚集状态 (4)第二章物质的结构和材料的性质 (7)第三章化学反应与能源 (9)第四章水溶液中的化学反应和水体保护 (11)第五章化学反应和材料保护 (14)Ⅲ有关说明与实施要求 (16)一、关于考核目标 (16)二、建议选用教材与参考资料 (16)三、关于对考试命题的要求 (16)Ⅳ题型示例 (16)《工程化学基础》考试大纲Ⅰ课程性质与设置目的和要求《工程化学基础》是全国高等教育自学考试焊接专业的一门考试课。
它从物质的化学组成、化学结构和化学反应出发，密切联系现代工程技术中遇到的如材料的选择和寿命、环境的污染与保护、能源的开发与利用、信息传递、生命科学发展等有关化学问题，使学生在今后的实际工作中能有意识的运用化学观点去思考、认识和解决问题。
课程设置目的本课程是高等学校非化工类各专业培养现代工程技术和管理人才的必修基础课。
目的在于帮助学生建立物质变化的观点和能量变化的观点，提高学生的基本素质和创新能力。
课程设置要求要求学生能掌握物质的化学组成、化学结构和基本的化学反应，熟悉化学变化过程中能量的变化和相互转化的关系。
了解化学与现代工程技术的联系，如材料的选择和寿命、生命科学发展、环境的污染与保护、能源的开发和利用等。
Ⅱ课程内容与考核目标绪论学习目的和要求：联系实例理解系统、环境概念，理解开放系统、封闭系统、孤立系统的划分；联系实例理解聚集状态和相的关系；理解化学反应中的质量守恒和能量变化，掌握“物质的量”的符号、单位及有关计算。
理解反应进度的概念，掌握化学计量数正负值的确定。
课程内容1、系统2、相3、物质的量4、反应进度考核知识点1、统、环境概念2、物质的量”的有关计算3、应进度的计算。
+第五章——实践与探究测定雨水PH及酸雨防治++教学课件高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
第二组,拟用如图装置定量分析空气中SO2的含量:
(3)通入空气前应进行的实验操作是
___________________________________;酸性KMnO4溶液中导管末端
做成球状多孔结构的作用是__
。
(断4通)已入知,酸:5性SO高2+2锰M酸n钾O溶4+2液H2颜O=色==逐=5渐S变O浅24直+2至Mn褪2++色4H,+说。明随S着O2空具气有的不 ________________性。
2019人教版第二册
第五章 化工生产中的重要非金属元素
研究与实践 雨水PH测定及酸雨防治选择
学习目标
1.核心素养: (1)科学探究与创新意识:能发现和提出有探究价值的问题,能从问题和假设出发, 依据研究目的,设计探究方案。 (2)科学态度与社会责任:具有探索未知、崇尚真理的意识;具有节约资源、保护环 境的可持续发展意识。
(2)为了持续打好环保战,柳州市政府推广绿色低碳的出行方式,大力支持当 地清洁车辆的生产与使用。如使用纯电动汽车,这些措施可以大大减少汽车 尾气的排放,汽车尾气的主要污染气体有哪些?造成的主要环境危害有哪些?
提示:汽车尾气的主要污染气体为CO、NO、NO2等,对环境的主要危害有光 化学烟雾、酸雨等。
160 bc g 32 bc
5aL
a
答案:(1)SO2有漂白作用 (2)Ba2++ SO24====BaSO4↓ (3)气密性检查 增大接触面积,有利于SO2的充分 吸收 (4)还原 (5) 32 bc
a
素养评价
1.科学态度与社会责任:运用所学的化学知识和方法解释生产、生活中 简单的化学问题;在实践中逐步形成节约成本、循环利用、保护环境等观 念。
水化学第五章 天然水中与水生生物相关的主要化学过程
（二）胶体的电学性质
1. 胶体离子表面电荷的由来 如前所述，胶体粒子表面总带有电荷， 如前所述，胶体粒子表面总带有电荷， 同时还可吸附溶液中带相反电荷的离子构成胶团。与此同时， 同时还可吸附溶液中带相反电荷的离子构成胶团。与此同时，离子的 热运动又促使这些离子在界面上建立起具有一定分布规律的双电层。 热运动又促使这些离子在界面上建立起具有一定分布规律的双电层。 溶胶粒子表面电荷的来源大致有以下三个方面。 溶胶粒子表面电荷的来源大致有以下三个方面。 一些胶体粒子，在水中本身就可以电离，故其表面带电荷。 （1）电离 一些胶体粒子，在水中本身就可以电离，故其表面带电荷。 ） 例如硅胶表面分子与水作用生成H2SiO3，它是一个弱电解质，在水中 例如硅胶表面分子与水作用生成 ，它是一个弱电解质， 使硅胶粒子带负电。高分子（如蛋白质） 电离生成 ，使硅胶粒子带负电。高分子（如蛋白质）含有许多羧基 ），从而使整个大分子在不同 从而使整个大分子在不同pH条件下带 （—COOH）和氨基（— ），从而使整个大分子在不同 条件下带 ）和氨基（ 电性不同，当介质的pH较低时 分子带正电荷， 值较高时 较低时， 值较高时， 电性不同，当介质的 较低时，分子带正电荷，pH值较高时，带负电 荷，在某个特定的pH值时，蛋白质分子的净电荷为零，此pH值称为该 在某个特定的 值时，蛋白质分子的净电荷为零， 值称为该 值时 蛋一）水环境中胶体的种类 1. 粘粒矿物胶体 粘粒矿物是环境中无机胶体的最重 要也是最复杂的成分。粘粒矿物是在原生矿物风化过 程中形成的，其成分主要为铝硅酸盐，具有片状晶体 构造。无机粘粒组分的电荷一般有两个来源。一个是 蒙脱石等层状硅酸盐矿物的同晶置换。同晶置换形成 的电荷由于硅或铝原子被一个几何形状相同但电荷较 低原子取代所致（如Mg2+取代Al3+，或Al3+取代 Si4+）。由此产生的负电荷相对均匀地分布在片状粘 粒上。同晶置换主要发生在层状硅酸盐矿物结晶过程 中，而且一旦产生电荷，不再受以后环境变化的影响。
第5章水溶液中的化学反应和水体保护讲述
K
θ a
c(H )c(Ac ) c(HAc )
——酸的解离常数
NH 3 H2O
OH
NH
4
Kθ b
c(NH4 )c(OH c(NH3 )
)
——碱的解离常数
酸
的K
θ a
值
越
大
，
说
明
酸
的
酸
性越
强；
碱 的Kbθ 值 越 大 ， 说 明 碱 的 碱 性越 强。
通常把
K
θ a
102的~ 酸10称7 为弱酸，把
共轭酸
共轭碱
两性物质：同一物质在一个反应中它是酸，但在另一个反应 中又是碱；这种在一定条件下可以是失去质子，而在另一种 条下又可以接受质子的物质称为两性物质。
如：H2O、HSO4-、HCO3-、H2PO42-、HPO42-、HS-等。
酸碱电子理论
1923年，路易斯提出： 凡是具有可供利用的孤对电子的物质都称为碱， 凡是能与这孤对电子进行结合的物质都称为酸。
lg
K
θ a
(HAc)
ΔrGmθ 2. 303 RT
27. 42 103 J mo11 2. 303 8. 314 J mo11 K1 298. 15 K
= –4. 803 Kaθ(HAc) = 1. 57×10–5
例5. 2 利用热力学数据，计算离子碱 Ac– 在水溶液中的Kbθ ，并 计算 0. 10 mol·dm–3 NaAc 水溶液的 pH 值。
Kaθ
碱
6. 31×10–4 F–
Kbθ 1. 58×10–11
HAc 1. 74×10–5 Ac–
5. 75×10–10
碱
酸 H2CO3 4. 47×10–7 HCO3– 2. 24×10–8
第五章水溶液中的化学反应和水体保护
• 近似公式 C(OH-) = [Kθ(B) Co(B)]1/2
• 多元酸溶液的离解平衡
• 多元酸是指能离解出两个或两个以上H+的 酸，如H2S, H2CO3, H3PO4,……。
• 多元酸的离解是分步进行的，称为分级离 解。每一级反应都有相应的离解常数。
• 以H2S水溶液为例： • 一级离解反应
• 加入NaOH后，OH-与HAc作用生成Ac• C(HAc) = (0.15×100 - 1×1)/101 =
0.1386(mol/L)
• C(Ac-) = (0.1×100 + 1×1)/101 = 0.1089(mol/L)
• pH = 4.76 - lg 0.1386/0.1089 = 4.66 △pH = 0.08
要以溶解度来比较。
• 例、根据Mg(OH)2的溶度积(Kθsp(Mg(OH)2)= 2.7×10-11)计算：
• （1）Mg(OH)2在水中的溶解度； • （2）Mg(OH)2在0.010mol/LNaOH溶液中的溶
解度； • （3）Mg(OH)2在0.010mol/LMgCl2溶液中的
溶解度。 • 解 ： （ 1 ） S = [Kθsp(Mg(OH)2)/4]1/3=
•
α* =1.75×10-5/0.1 =0.0175 %
• 比较加入NaAc前后α的变化。
• 同离子效应：在弱电解质溶液中，由于加 入与其具有相同离子的强电解质而使电离 平衡逆向移动，从而降低了弱电解质的离 解度，这种效应称为同离子效应。
•
一实验结果(pH)如下
•
1滴1mol/L HCl 1滴1mol/L NaOH
• 3、缓冲能力与酸(碱)、盐的浓度有关，浓度越大 时，缓冲能力也较大。
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• α= 已离解的分子数 / 原有分子总数
• α= C(H +) / Co(HA) • = [Kθ(HA) / Co(HA)]1/2 • 稀释定律：弱酸的浓度越小，离解度越大。
（α与Co(HA)呈反比）
例、实验测得0.02mol/L某酸溶液的pH值为 3.23，求该一元酸的电离度和离解常数。
• 解： pH = 3.23
• 弱酸及其盐组成的缓冲溶液： • C(H+) = Kθa C(酸)/C(盐) • pH = p Kθa - lg C(酸)/C(盐) • 弱碱及其盐组成的缓冲溶液： • C(OH-) = Kθb C(碱)/C(盐) • pOH = p Kθb - lg C(碱)/C(盐)
• 例：在50ml 0.5mol/L HAc溶液中加入50ml 0.2mol/L NaOH溶液，计算溶液的pH值，以 及将1ml 1mol/L HCl和NaOH溶液分别加入 该溶液后的pH值。
•
C(H+) = 5.89×10-4 (mol/L)
•
α= 5.89×10-4/0.02 = 2.9 %
•
Kθ(HA) = C2(H+) / Co(HA)
•
= (5.89×10-4)2 / 0.02
•
= 1.73×10-5
• 答：……。
• 一元弱碱溶液的离解常数
•
B + H2O = HB+ + OH-
三、同离子效应和缓冲溶液
例：在0.1mol/L HAc溶液中加入NaAc使浓度为 0.1mol/L ， 计 算 并 对 比 加 入 NaAc 前 后 溶 液 中 HAc的离解度？
解：加NaAc前
HAc + H2O = H3O+ + Ac-
0.1-x
x
x
Kθ(HAc)= x2/0.1-x ≈ x2/0.1
• 二、弱酸、弱碱的解离平衡及解离常数
• 弱酸、弱碱是指一些在水溶液中只能部分离解而 不能完全离解的酸、碱，溶液中始终存在着已离 解的离子和未离解的酸、碱分子之间的平衡。
• （1）、一元弱酸溶液的离解平衡。
• 以HA代表一元弱酸，A--为该弱酸的酸根，HA水溶 液中存在的离解反应为
•
HA + H2O = H3O+ + A-
• Kθ(B) = C(OH-)C(HB+) / C(B)
•
= C2(OH-) / Co(B) - C(OH-)
• 近似处理 Co(B) - C(OH-) ≈ Co(B)
• 近似公式 C(OH-) = [Kθ(B) Co(B)]1/2
• 多元酸溶液的离解平衡
• 多元酸是指能离解出两个或两个以上H+的 酸，如H2S, H2CO3, H3PO4,……。
• 缓冲溶液通常是由弱酸(或弱碱)与其共轭 碱（酸）所组成，组成缓冲溶液的一对共 轭酸碱称为缓冲对。 其中一种物质和 外来H+作用，另一种则能和外来OH-作用,作 用的结果，使溶液中C(H+)或C(OH-)变化不 大。
• 缓冲溶液酸、碱度的计算实际上就是同离 子效应的平衡组成的计算，整理成公式为：
•
α* =1.75×10-5/0.1 =0.0175 %
• 比较加入NaAc前后α的变化。
• 同离子效应：在弱电解质溶液中，由于加 入与其具有相同离子的强电解质而使电离 平衡逆向移动，从而降低了弱电解质的离 解度，这种效应称为同离子效应。
•
一实验结果(pH)如下
•
1滴1mol/L HCl 1滴1mol/L NaOH
• 50 ml H2O 7.0 • 50ml溶液 4.76
3.0 11.0 4.75 4.77
• ( 溶 液 为 0.1mol/L HAc 和 0.1mol/L NaAc 等 量混合液)
• 弱酸及其盐或弱碱及其盐的混合溶液能在 一定程度上对外来酸或碱起缓冲作用，这 种具有保持pH值相对稳定性能的溶液称为 缓冲溶液。
•
Co(HA) - C(H+) ≈ Co(HA)
• 得到近似公式，
•
Kθ(HA) = C2 (H +) / Co(HA)
•
C(H+) = [Kθ(HA) Co(HA)]1/2
使 用 近 似 公 式 的 条 件 为 ： Co(HA) / Kθ(HA)≥400，即α≤ 5%，计算误差≤2%。 • α为离解度（电离度）：
• 解 ： C(Ac-) = C(OH-) = 50×0.2/100 = 0.1(mol/L)
• C(HAc) = (50×0.5 - 50×0.2)/100 = 0.15(mol/L)
= 1.75×10-5
x = 1.333×10-3(mol/L)
α=1.333×10-3/0.1 =1.333 %
• 加NaAc后
•
HAc + H2O = H3O+ + Ac-
• 0.1-x *
x*
0.1+x*
• Kθ(HAc)= x*(0.1+x*)/0.1-x*
•
≈ x*0.1/0.1
•
= x* = 1.75×10-5
• Kθ2(H2S) = C(H+)C(S-2) / C(HS-)
•
= 7.1×10-15
• 总的离解反应
•
H2S + 2H2O = 2H3O+ + S-2
• Kθ(H2S) = C2(H+)C(S-2) / C(H2S)
• = Kθ1(H2S)Kθ2(H2S) = 9.4×10-22
多元弱酸溶液的酸性主要源于酸的一 级离解，二级离解出来的C(H+)与一级 离解出来的C(H+)相比微不足道。比较 多元弱酸的酸性强弱时，只需比较一级 离解常数。计算多元弱酸溶液的酸性， 也可以只计算一级离解反应，就象一元 弱酸。
• Kθ(HA) = C(H +)C(A-) / C(HA)
•
= C(H +)C(A-) / Co(HA) - C(H +)
• Kθ(HA)称为HA的离解常数或电离常数。 • ∵ C(H +) = C(A-)
• ∴ Kθ(HA) = C2 (H +) / Co(HA) - C(H +)
• 弱酸溶液中Co(HA) >> C(H +)，
• 多元酸的离解是分步进行的，称为分级离 解。每一级反应都有相应的离解常数。
• 以H2S水溶液为例： • 一级离解反应
• H2S + H2O = H3O+ + HS-
• Kθ1(H2S) = C(H+)C(HS-) / C(H2S)
•
= 1.32×10-7
• 二级离解反应
• HS-பைடு நூலகம்+ H2O = H3O+ + S-2
• α= C(H +) / Co(HA) • = [Kθ(HA) / Co(HA)]1/2 • 稀释定律：弱酸的浓度越小，离解度越大。
（α与Co(HA)呈反比）
例、实验测得0.02mol/L某酸溶液的pH值为 3.23，求该一元酸的电离度和离解常数。
• 解： pH = 3.23
• 弱酸及其盐组成的缓冲溶液： • C(H+) = Kθa C(酸)/C(盐) • pH = p Kθa - lg C(酸)/C(盐) • 弱碱及其盐组成的缓冲溶液： • C(OH-) = Kθb C(碱)/C(盐) • pOH = p Kθb - lg C(碱)/C(盐)
• 例：在50ml 0.5mol/L HAc溶液中加入50ml 0.2mol/L NaOH溶液，计算溶液的pH值，以 及将1ml 1mol/L HCl和NaOH溶液分别加入 该溶液后的pH值。
•
C(H+) = 5.89×10-4 (mol/L)
•
α= 5.89×10-4/0.02 = 2.9 %
•
Kθ(HA) = C2(H+) / Co(HA)
•
= (5.89×10-4)2 / 0.02
•
= 1.73×10-5
• 答：……。
• 一元弱碱溶液的离解常数
•
B + H2O = HB+ + OH-
三、同离子效应和缓冲溶液
例：在0.1mol/L HAc溶液中加入NaAc使浓度为 0.1mol/L ， 计 算 并 对 比 加 入 NaAc 前 后 溶 液 中 HAc的离解度？
解：加NaAc前
HAc + H2O = H3O+ + Ac-
0.1-x
x
x
Kθ(HAc)= x2/0.1-x ≈ x2/0.1
• 二、弱酸、弱碱的解离平衡及解离常数
• 弱酸、弱碱是指一些在水溶液中只能部分离解而 不能完全离解的酸、碱，溶液中始终存在着已离 解的离子和未离解的酸、碱分子之间的平衡。
• （1）、一元弱酸溶液的离解平衡。
• 以HA代表一元弱酸，A--为该弱酸的酸根，HA水溶 液中存在的离解反应为
•
HA + H2O = H3O+ + A-
• Kθ(B) = C(OH-)C(HB+) / C(B)
•
= C2(OH-) / Co(B) - C(OH-)
• 近似处理 Co(B) - C(OH-) ≈ Co(B)
• 近似公式 C(OH-) = [Kθ(B) Co(B)]1/2
• 多元酸溶液的离解平衡
• 多元酸是指能离解出两个或两个以上H+的 酸，如H2S, H2CO3, H3PO4,……。
• 缓冲溶液通常是由弱酸(或弱碱)与其共轭 碱（酸）所组成，组成缓冲溶液的一对共 轭酸碱称为缓冲对。 其中一种物质和 外来H+作用，另一种则能和外来OH-作用,作 用的结果，使溶液中C(H+)或C(OH-)变化不 大。
• 缓冲溶液酸、碱度的计算实际上就是同离 子效应的平衡组成的计算，整理成公式为：
•
α* =1.75×10-5/0.1 =0.0175 %
• 比较加入NaAc前后α的变化。
• 同离子效应：在弱电解质溶液中，由于加 入与其具有相同离子的强电解质而使电离 平衡逆向移动，从而降低了弱电解质的离 解度，这种效应称为同离子效应。
•
一实验结果(pH)如下
•
1滴1mol/L HCl 1滴1mol/L NaOH
• 50 ml H2O 7.0 • 50ml溶液 4.76
3.0 11.0 4.75 4.77
• ( 溶 液 为 0.1mol/L HAc 和 0.1mol/L NaAc 等 量混合液)
• 弱酸及其盐或弱碱及其盐的混合溶液能在 一定程度上对外来酸或碱起缓冲作用，这 种具有保持pH值相对稳定性能的溶液称为 缓冲溶液。
•
Co(HA) - C(H+) ≈ Co(HA)
• 得到近似公式，
•
Kθ(HA) = C2 (H +) / Co(HA)
•
C(H+) = [Kθ(HA) Co(HA)]1/2
使 用 近 似 公 式 的 条 件 为 ： Co(HA) / Kθ(HA)≥400，即α≤ 5%，计算误差≤2%。 • α为离解度（电离度）：
• 解 ： C(Ac-) = C(OH-) = 50×0.2/100 = 0.1(mol/L)
• C(HAc) = (50×0.5 - 50×0.2)/100 = 0.15(mol/L)
= 1.75×10-5
x = 1.333×10-3(mol/L)
α=1.333×10-3/0.1 =1.333 %
• 加NaAc后
•
HAc + H2O = H3O+ + Ac-
• 0.1-x *
x*
0.1+x*
• Kθ(HAc)= x*(0.1+x*)/0.1-x*
•
≈ x*0.1/0.1
•
= x* = 1.75×10-5
• Kθ2(H2S) = C(H+)C(S-2) / C(HS-)
•
= 7.1×10-15
• 总的离解反应
•
H2S + 2H2O = 2H3O+ + S-2
• Kθ(H2S) = C2(H+)C(S-2) / C(H2S)
• = Kθ1(H2S)Kθ2(H2S) = 9.4×10-22
多元弱酸溶液的酸性主要源于酸的一 级离解，二级离解出来的C(H+)与一级 离解出来的C(H+)相比微不足道。比较 多元弱酸的酸性强弱时，只需比较一级 离解常数。计算多元弱酸溶液的酸性， 也可以只计算一级离解反应，就象一元 弱酸。
• Kθ(HA) = C(H +)C(A-) / C(HA)
•
= C(H +)C(A-) / Co(HA) - C(H +)
• Kθ(HA)称为HA的离解常数或电离常数。 • ∵ C(H +) = C(A-)
• ∴ Kθ(HA) = C2 (H +) / Co(HA) - C(H +)
• 弱酸溶液中Co(HA) >> C(H +)，
• 多元酸的离解是分步进行的，称为分级离 解。每一级反应都有相应的离解常数。
• 以H2S水溶液为例： • 一级离解反应
• H2S + H2O = H3O+ + HS-
• Kθ1(H2S) = C(H+)C(HS-) / C(H2S)
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= 1.32×10-7
• 二级离解反应
• HS-பைடு நூலகம்+ H2O = H3O+ + S-2