水溶液中的酸碱平衡.
第五章水溶液中酸碱平衡和配位平衡-1
例2 纯苯的凝固点为5.40℃，0.322g萘溶于80g苯，配 制成的溶液的凝固点为5.24℃。已知苯的K凝值为5.12， 求萘的摩尔质量。
i c R T
Tb K b m i Tf K f m i
强电解质溶液浓度越低，越接近于“全部电离”？
强电解质溶液中的离子氛
溶解机理
离子氛
总结
稀溶液的依数性
• 只与溶液浓度有关，与溶质种类无关； 只与溶液浓度有关 与溶质种类无关； • 根本原因是溶液比纯溶剂蒸气压下降；
•桑拿为什么பைடு நூலகம்(缺氧)? 为什么夏天的雨天叫桑拿天?
• 凝固--温度降低，液体分子平均动能下降，分子间
滑动停止，失去流动性形成固体；发生凝固的温度 为该物质的凝固点；
• 熔化--温度升高，固体变成了液体；对应的温度为 该物质的熔点。 • 物质熔点的高低主要取决于物质内部微粒之间的 相互作用力--范德华力、氢键； • 升华--直接由固态变为气态的过程； • 凝华--气态分子也会撞击固体的表面并在其表面停
第5章 水溶液中的酸碱和配位平衡
上海交通大学化学化工学院 大学化学教研室
学习目标
• 了解水的结构和性质； • 掌握水的相图、稀溶液的依数性： 掌握水的相图 稀溶液的依数性 蒸汽压下降（水的饱和
蒸气压、相对湿度）、沸点升高、凝固点下降、渗透压
• 熟悉各种酸碱理论对于酸 熟悉各种酸碱理论对于酸、碱的定义及弱电解质解离 碱的定义及弱电解质解离 平衡的计算，能够用合适的公式计算各种体系的pH值； • 掌握缓冲溶液的组成、原理和计算； 掌握缓冲溶液的组成 原 和计算 • 熟练掌握各种体系下沉淀的生成、溶解及沉淀平衡的 移动； • 掌握配位化合物结构，简单认识配位平衡；
水溶液中的化学平衡及其影响因素
水溶液中的化学平衡及其影响因素水溶液中的化学平衡是指在溶液中各种化学物质之间的反应达到动态平衡的状态。
这种平衡状态是由溶质和溶剂之间的化学反应引起的，它涉及到溶解度、酸碱度和氧化还原等方面的因素。
本文将探讨水溶液中的化学平衡及其影响因素。
一、溶解度和溶解度积溶解度是指在一定温度下，溶质在溶剂中能够溶解的最大量。
溶解度受到温度、压力和溶质浓度的影响。
通常情况下，溶解度随着温度的升高而增加，但对于某些溶质来说，溶解度随温度的升高而减小。
压力对溶解度的影响较小，只有在气体溶解度较高的情况下才会有明显的影响。
溶质浓度对溶解度的影响较小，一般情况下不会引起明显的变化。
溶解度积是指在饱和溶液中，溶质的浓度与其离解产物的浓度的乘积。
溶解度积可以用来描述溶质在溶液中的溶解程度。
当溶解度积大于离子积时，会发生沉淀反应。
溶解度积受到温度的影响，一般情况下随温度的升高而增大。
二、酸碱度和酸碱平衡酸碱度是指溶液中酸碱物质的浓度。
酸碱度可以通过pH值来表示，pH值越低，溶液越酸；pH值越高，溶液越碱。
溶液中的酸碱度受到酸碱物质的浓度和性质的影响。
浓度越高，酸碱度越强；性质越强酸或强碱，酸碱度越大。
酸碱平衡是指溶液中酸碱物质之间的反应达到动态平衡的状态。
酸碱平衡的影响因素包括酸碱物质的浓度、温度和溶液中其他物质的存在。
当酸碱物质的浓度发生变化时，酸碱平衡也会发生改变。
温度对酸碱平衡的影响较大，一般情况下，温度升高会促进酸碱反应的进行。
三、氧化还原反应和氧化还原平衡氧化还原反应是指物质之间电子的转移反应。
在氧化还原反应中，氧化剂接受电子，而还原剂失去电子。
氧化还原反应的平衡受到氧化剂和还原剂之间的浓度、温度和pH值的影响。
浓度越高，氧化还原反应越容易进行；温度越高，氧化还原反应的速率越快；pH值的变化也会影响氧化还原反应的进行。
氧化还原平衡是指在溶液中氧化剂和还原剂之间的反应达到动态平衡的状态。
氧化还原平衡的影响因素包括氧化剂和还原剂的浓度、温度和pH值，以及溶液中其他物质的存在。
水溶液平衡知识点总结
水溶液平衡知识点总结一、酸碱平衡1. 酸碱的定义酸碱是化学中常见的概念。
根据布朗斯特德酸碱理论，酸是能够给出质子（H+）的物质，而碱是能够接受质子的物质。
根据路易斯酸碱理论，酸是能够接受电子对的物质，而碱是能够给出电子对的物质。
2. 酸碱中的pH值在水溶液中，pH值是描述酸碱性的指标。
pH值的定义是负对数形式的氢离子浓度，通常在0到14的范围内。
pH值小于7表示溶液是酸性的，而pH值大于7表示溶液是碱性的。
pH值等于7表示溶液是中性的。
3. 酸碱中的离子平衡在水溶液中，酸碱反应会导致离子的生成和消耗。
例如，强酸会把水分子中的质子释放出来，形成氢离子（H+），而碱会接受氢离子并形成氢氧根离子（OH-）。
酸碱中的离子平衡是描述溶液酸碱性质的重要概念。
4. 酸碱中的平衡常数酸碱中的平衡常数（Ka和Kb）是描述酸碱反应强弱的指标。
Ka是酸的解离常数，描述酸在水溶液中的解离程度。
Kb是碱的电离常数，描述碱在水溶液中的电离程度。
平衡常数越大，表示酸碱反应越倾向于向右进行。
二、络合平衡1.络合物的定义络合物是指由中心金属离子和一个或多个配体（通常是有机分子）形成的化合物。
络合物在生物体内发挥着重要的作用，比如血红蛋白中的铁离子和配体之间就形成了络合物。
2.络合物的平衡在络合反应中，络合物通常会形成动态平衡。
络合反应的平衡常数（Kf）描述了络合物的形成程度和平衡状态。
Kf越大，表示络合物的形成程度越高。
3.络合物的溶解度平衡络合物的溶解度平衡是描述络合物在水溶液中的溶解程度和稳定性的概念。
络合物的溶解度和离解程度会受到络合平衡和酸碱平衡的影响。
三、溶解度平衡1.溶解度的定义溶解度是描述固体在溶液中溶解的程度。
通常用溶解度积（Ksp）来表示。
Ksp是固体溶解度的平衡常数，描述了固体溶解在水溶液中的程度和平衡状态。
Ksp越大，表示固体溶解程度越高。
2.共沉淀与共沉淀平衡在溶解度平衡中，当两种离子在溶液中的产生共沉淀时，称为共沉淀反应。
酸碱滴定法
分析化学课件
水溶液中... 酸碱指示剂 酸碱滴定... 滴定终点... 应用与示例 非水溶液… 小 结
例 写出NaH2PO4液的质子条件式。
例：醋酸水溶液 按HAc： c = [HAc]+[Ac-] 按总H： c = [HAc] + [H+] – [OH-] [H+] 包括醋酸离解所得氢和水分子离解所得，水分子离解 的氢应从总氢中除去。 思考题: H3PO4 溶液, Na2HPO4 溶液
分析化学课件
水溶液中... 酸碱指示剂 酸碱滴定... 滴定终点... 应用与示例 非水溶液… 小 结
选好零水准，将所有得到质子后的产物写在等式的一端，所 有失去质子后的产物写在另一端，就得到质子条件式。 注意: 质子条件式中不出现零水准物质。
分析化学课件
水溶液中... 酸碱指示剂 酸碱滴定... 滴定终点... 应用与示例 非水溶液… 小 结
处理多元酸碱，对得失质子数多于1个的产物要加上得失质子的 数目作为平衡浓度前的系数。 例 H2CO3 质子条件式:
动 画
草酸分布系数与 溶液pH关系
分析化学课件
水溶液中... 酸碱指示剂 酸碱滴定... 滴定终点... 应用与示例 非水溶液… 小 结
1.3 质子条件式的计算 处于平衡状态的酸碱溶液中存在三种平衡: 电荷平衡、质量平衡、质子等衡。
1.3.1 电荷平衡 整个溶液电中性，故溶液中带正电荷的质点数应等于 带负电荷的质点数。
例 计算pH=5.00时，HAc和Ac-的分布系数。
水溶液中酸碱平衡和配位平衡
K K sp, AgCl
sp, AgI
C Ag
C C Cl
I
CCl CI
K
sp
(AgCl)
K
sp
(AgI)
2.1106
沉淀转化旳应用--永久硬度旳消除
CCa2 • CSO42 Q K sp
Q’<Ksp,溶解
+
Na2CO3 CO32 2Na
CCa2 • CCO32 Q K sp
K sp , Fe(OH)3
2.64 1039
K sp , Mg(OH)2
5.611012
Fe(OH)3开始沉淀
[OH ] 3
K sp , Fe(OH)3 [Fe3 ]
3
2.64 1039 0.1
2.981013 mol dm3
Fe(OH)3沉淀完全
[OH ] 3
K sp , Fe(OH)3 [Fe3 ]
1.42x1017 3.76x108, 0.01
pH=14+pOH=14+lg3.76x10-8=6.58,
阐明中性溶液会形成Pb(OH)2沉淀，所以配制Pb(NO3)2 溶液应加入少许酸。
• （2）要求溶液Pb2+浓度不大于10-10 mol dm-3，则处
理1 dm-3含0.01mol 少克NaOH？
乙二胺
氨基乙酸根 草酸根
乙二胺四乙酸根
单齿(基)配体和多基配体 • 单齿(基)配体:一种配体中有 一种原子与中心离子 形成配位键 • 多基配体:一种配体中有两个以上原子与中心离子 形成配位键，如乙二胺：
5.3.3溶度积规则——判断沉淀旳生成和溶解
Q CAm n • CBn m
K sp o [ Am ]n •[B n ]m
分析溶液中的酸碱反应与平衡
氧化还原反应：氧化还原反应的发 生会改变溶液中的氧化还原状态， 从而影响酸碱平衡
PART FIVE
酸碱滴定法：利用酸碱反应进行物质含量的测定 酸碱指示剂：利用酸碱反应指示溶液的酸碱性 离子选择电极：利用酸碱反应测量离子浓度 酸碱平衡与反应速率：酸碱平衡对化学反应速率的影响
酸碱中和反应 在化工生产中 的应用，如硫 酸生产、合成
当前研究重点：探索酸碱反应过程中的热力学性质，以及酸碱反应在生物和环境领域的应用
定义：利用量子力 学原理研究酸碱反 应的模型
目的：深入理解酸 碱反应的本质和机 理
发展历程：从早期 的经典酸碱理论到 现代的量子化学模 型的演变
应用领域：在化学 、生物学、医学等 领域有广泛的应用
汇报人：
酸度：表示溶液中氢离子浓度的负对数，常用pH值表示 酸碱度：表示溶液中氢离子和氢氧根离子浓度的比值，常用pOH值表示 酸碱指示剂：用于指示溶液的酸碱性，常用的有酚酞、甲基橙等 酸碱滴定法：通过滴定实验测定溶液的酸碱度，常用的有盐酸滴定法、氢氧化钠滴定法等
酸碱平衡的移 动方向取决于 反应物的浓度 和温度等因素
PART THREE
酸碱平衡是指在溶液中，酸和碱之间相互作用，使得溶液的pH值保持相对稳定的状态。
酸碱平衡是化学反应中的一种重要平衡，对于许多化学反应的进行和物质的稳定性都有重要 影响。
酸碱平衡的原理是建立在酸碱质子理论的基础上的，该理论认为酸和碱是通过质子转移来相 互作用的。
在酸碱平衡中，酸和碱的浓度会发生变化，以保持溶液的pH值稳定。这种变化是通过化学反 应来实现的。
,a click to unlimited possibilities
汇报人：
CONTENTS
PART ONE
化学平衡中的酸碱平衡和自动电离
化学平衡中的酸碱平衡和自动电离在化学反应中，酸碱平衡和自动电离是两个重要的概念。
酸碱平衡指的是酸和碱在水溶液中的相互转化过程，而自动电离则是指某些物质在溶液中自发地失去或得到电子的过程。
这两个概念在化学平衡中起着至关重要的作用。
酸碱平衡是指酸和碱在水溶液中的相互转化过程。
酸是能够释放出H+离子的物质，而碱则是能够释放出OH-离子的物质。
在水溶液中，酸和碱会发生中和反应，生成盐和水。
这个过程可以用化学方程式表示为：酸 + 碱→ 盐 + 水。
酸碱平衡的重要性在于它可以调节溶液的pH值，从而影响溶液中其他化学物质的性质和反应。
自动电离是指某些物质在溶液中自发地失去或得到电子的过程。
这些物质被称为电解质，它们能够在溶液中形成离子。
其中最常见的例子就是水的自动电离，即水分子自发地失去一个质子（H+离子）和一个氢离子（OH-离子），形成氢离子和氢氧根离子。
这个过程可以用化学方程式表示为：H2O ↔ H+ + OH-。
自动电离的程度可以用离子产生的浓度来衡量，通常用pH值来表示。
酸碱平衡和自动电离之间存在着密切的关系。
在水溶液中，酸和碱的反应会影响水的自动电离程度，从而改变溶液的pH值。
例如，当酸和碱的浓度相等时，溶液的pH值为中性，即pH=7。
当酸的浓度大于碱的浓度时，溶液呈酸性，pH值小于7；当碱的浓度大于酸的浓度时，溶液呈碱性，pH值大于7。
这种pH值的变化会对溶液中其他化学物质的性质和反应产生重要影响。
除了酸碱平衡和自动电离外，化学平衡中还存在其他重要的概念和现象。
例如，酸碱指示剂是一种能够根据溶液的pH值变化而改变颜色的物质。
常用的酸碱指示剂有酚酞、溴酚蓝等。
当溶液的pH值发生变化时，酸碱指示剂会发生颜色的变化，从而可以用来判断溶液的酸碱性。
此外，还有酸碱滴定、酸碱中和等重要的概念和实验方法。
总之，酸碱平衡和自动电离是化学平衡中的重要概念。
它们在溶液的pH调节、化学物质的性质和反应等方面起着至关重要的作用。
化学水溶液的三大平衡
化学水溶液的三大平衡哎呀，今天咱们聊聊化学水溶液的三大平衡，真的是个有趣的话题。
听起来有点高深，不过别担心，我会用简单的方式给大家讲明白。
水溶液，顾名思义，就是在水里溶解的东西。
想想你喝的饮料，不就是水加上各种好东西吗？不过呢，水溶液可不是随随便便的，它里面有一些神奇的平衡，像是一场华丽的舞会，每个角色都得找到自己的位置。
咱们先来聊聊酸碱平衡吧。
这可真是个老生常谈的话题，但它真的很重要！酸和碱就像是水溶液中的“好朋友”，一个是咸咸的酸，一个是甜甜的碱。
你知道吗？它们在水里碰撞的时候，能产生一些奇妙的反应。
比如，咱们的胃里就有盐酸，帮助消化，可是如果太酸了，人可就受不了啦，像是火烧心一样。
想想看，如果我们喝了太多酸的东西，比如可乐，胃就会抗议，跟你说：“别再给我酸的了，我要休息！”而碱则是反过来的，它可以中和酸，让一切变得平衡，嘿，这就是酸碱平衡的魅力所在！说到这里，不禁让我想起那句老话：“和气生财”，保持好酸碱平衡，身体才会倍儿棒。
我们得聊聊离子平衡。
听起来是不是有点复杂？其实没那么可怕！离子就像是水溶液里的小精灵，个个忙得不可开交。
水中有钠离子、钾离子、钙离子等等，都是咱们身体的“好帮手”。
这些离子可不是随便来的，它们需要通过食物、饮水等途径进入我们的身体。
比方说，钠离子帮助调节体液，保证你不干渴，像是个勤勤恳恳的水管工；而钾离子则让你的心脏跳动得稳稳的，像个稳重的交响乐指挥。
可要是离子不平衡，那可就麻烦了，像是乐团里有人跑调，整个演出就糟了。
如果你运动过度，出汗太多，钠离子和钾离子都可能变得不足，结果就可能让你感到无力，甚至出现抽筋。
嘿，记得多喝水，补充电解质，保持离子平衡哦！就像那句俗话：“多一分热情，多一分幸福”。
咱们得说说渗透压平衡。
听着好像很高大上，其实就是水分子在水溶液里像是在跳舞一样，四处流动。
水分子总是想着往浓度低的地方移动，想要把整个舞池的气氛搞得平衡一些。
想象一下，盛夏的日子，大家都在海边玩水，水面平静如镜，大家都开心极了。
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注意：多元酸、碱的离解常数的Ka、
Kb对应关系
H3PO4
H2PO4 - + H+
Ka1
Kb3
H2PO4-
HPO42- + H+
Ka2
Kb2
HPO42-
PO43- + H+
Ka3
Kb1
多 元 酸 碱 在 水 中 逐 级 离 解 ， 强 度
概念和关系式：
（ a ）“共轭酸碱对” ：因一个质子的得失 而互相转变的每一对酸碱。
（ b）“酸碱半反应” ：各个共轭酸碱对的 质子得失反应。
例如：弱酸、弱碱的离解以及盐类的水解等等。
醋酸在水中的离解：
半反应1 HAc（酸1）
Ac- （碱1） + H+
半反应2 H+ + H2O（碱2）
H3O+（酸2）
HAc（酸1） + H2O （碱2）
H3O+（酸2） + Ac- （碱1）
共轭酸碱对
氨在水中的离解：
半反应1 半反应2
NH3（碱1）+ H+ H2O（酸2）
NH4+（酸1） OH-（碱2）+ H+
NH3（碱1） + H2O （酸2）
OH- （碱2） + NH4+ （酸1）
共轭酸碱对
（c）水的质子自递反应及其常数 水溶液中
0.064mol / L
2.3 多元酸溶液
H2C2O4
HC2O4-+ H+
HC2O4-
C2O42- + H+
(3—4a～c) C H2C2O4 HC2O4 C2O42
2
H பைடு நூலகம்C2O4
H 2C2O4 C
H 2 H 2 Ka1 H Ka1 Ka2
注意变换的离解常数：
1.3 酸碱离解平衡的几点结论
①酸碱的强弱取决于给出质子或接受质 子能力的强弱。
②共轭酸碱中，如果酸越容易给出电子 ，酸性越强其共轭碱的碱性就越弱。
如： HClO4 ，HCl……
③酸碱的离解常数Ka，Kb大小可以定量 证明其强弱。
Ka↑，给质子能力↑强，酸的强度↑
Kb↑，得质子能力↑强，碱的强度↑
H2O + H2O
H3O+ + OH –
水的离子积
(3—1)
pH pOH 14
（d）弱酸弱碱的离解常数 Ka，Kb
HA + H2O
H3O+ + A-
（酸的离解常数）
Ka
H3O A
HA
H A
HA
A-+ H2O
OH- + HA
（碱的离解常数）
OH HA Kb A
[某种型体的平衡浓度] [分析浓度]
( ) HOAc
HOAc
1
C
( ) OAc
OAc
0
C
（4）分布曲线 分布系数δ与溶液pH值间的关系曲线
称为分布曲线。
2.2一元酸的分布曲线
例：HA总浓度为C，[HA]和[A-]代表它们
的平衡浓度，δ1和δ0分别代表HA和A-的 分布系数。
酸的浓度：（又称酸的分析浓度）它是指单 位体积溶液中所含某种酸的物质的量（mol）， 即总酸度，它包括未离解的酸的浓度。用“C” 表示。
（2）平衡浓度
在酸碱平衡体系中，通常存在于多种酸 碱组分（或称存在形式），这些组分的浓 度称为平衡浓度。
（3）分布系数
某一种存在形式的平衡浓度占总浓度的
分数，用δ表示之。
1
HC2O4
HC2O4 C
Ka1 H H 2 Ka1 H Ka1 Ka2
0
C2O42
C2O42 C
Ka1 Ka2 H 2 Ka1 H Ka1 Ka2
第三章 酸碱滴定法
水溶液中的酸碱平衡 酸碱指示剂 酸碱滴定法的基本原理 应用与示例
1. 酸碱平衡的理论基础
1.1酸碱电离理论
酸——能电离出H+的物质 碱——能电离出OH-的物质 局限性：不能解释不含OH-的碱性物质
1.2酸碱质子理论
酸——凡能给出质子的物质
碱——凡能接受质子的物质
特点：
1）具有共轭性
0 1 2 1
讨论
Ka[一H+定]时有，关δ0 ，δ1和δ2与
•
pH 主
＜
pKa1，H2C2O4为
• pH = pKa1，
[H2C2O4] = [HC2O4-]
如：HA
A－ + H+
2）具有相对性
如： HCO3－既为酸，也为碱 （两性） 3）具有广泛性
如：H2O 中性分子，既可为酸，也可为碱
举例
áË HAC H2CO3 HCO3NH4+ H6Y2+ NH3OH+ (CH2)6N4H+
Ë AcHCO3CO32-
NH3 H5Y+
NH2OH
(CH2)6N4
ËË× + H+ + H+ + H+ + H+ + H+ + H+ + H+
逐级递减
K K K
a1
a2
a3
K K K
b1
b2
b3
K K K K K K
a1
b3
a2
b2
a3
b1
K 1.0 1014 W
2. 溶液中弱酸、弱碱组分的分布情况—分 布曲线
2.1基本概念
（1）酸的浓度和酸度 酸度：是指溶液中H＋的浓度，正确地说是 指H＋ 的活度，常用pH值表示。
0
(3—3b)
讨论
Ka一定时，δHA和δA-与pH有关 pH↓，δHA↑，δA-↓
• pH ＜ pKa，HAc为主 • pH = pKa，[HAc] = [Ac-] • pH ＞ pKa时，Ac-为主
例：计算pH=5.0时，HOAc溶液（0.1000mol/L）
中HOAc和OAc-的分布系数及平衡浓度
HA
A- + H+
C HA A
∴
1
HA
C
HA HA A
1
1
A HA
1
1 K
H
a
H H K
a
(3—3a)
0
A
C
A HA A
H
K a
K
a
1
1
解：
[H ]
HOAc K [H ]
a
1.0 105
1.78105 1.0 105
0.36
1 0.36 0.64 OAc
[HOAc] C 0.1000 0.36 HOAc
0.036mol / L
[OAc ] C 0.1000 0.64 OAc