無機及分析化學1：第七章 酸堿平衡

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1、無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第1張共張共90張張第七章 酸堿平衡Acid-BaseEquilibria無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第2張共張共90張張主要內容主要內容酸堿質子理論要點酸堿質子理論要點酸堿反應本質酸堿反應本質弱電解質電離規律弱電解質電離規律溶液溶液pH值計算值計算緩沖溶液定義、作用原理、緩沖溶液定義、作用原理、pH計算計算無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第3張共張共90張張7-1 電解質溶液溶液

2、概述電解質溶液溶液概述7-2質子理論及質子條件質子理論及質子條件7-3酸堿平衡及溶液的酸堿平衡及溶液的pH計算計算7-4酸堿離解平衡的移動酸堿離解平衡的移動7-5緩沖溶液緩沖溶液第七章 酸堿平衡無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第4張共張共90張張 a aA A+b bB Bd dD D+e eE E rrG Gmm(T T)=-R)=-RT TlnlnK K K K=知識點復習：知識點復習：知識點復習：知識點復習：化學平衡化學平衡Le.Chatelier平衡移動原理平衡移動原理酸堿電離平衡酸堿電離平衡 沉淀沉淀-溶解平衡溶解平衡氧化氧

3、化-還原平衡還原平衡 配位配位-離解平衡離解平衡引入新課：引入新課：引入新課：引入新課：無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第5張共張共90張張 7 7-1-1 電解質溶液電解質溶液化合物電解質非電解質強電解質：完全電離弱電解質：部分電離一、強、弱電解質第七章 酸堿平衡無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第6張共張共90張張二、強電解質溶液1.1.離子互吸和離子氛理論離子互吸和離子氛理論HCl=HHCl=H+Cl+Cl-1.0mol/L1.0mol/L1.0mol/L1.0mol/L

4、1.0mol/L1.0mol/L0.98mol/L0.98mol/L溶液中溶液中溶液中溶液中離子實際發揮作用的濃度，離子實際發揮作用的濃度，離子實際發揮作用的濃度，離子實際發揮作用的濃度，有效濃度有效濃度有效濃度有效濃度正負離子正負離子互吸互吸-離子氛離子氛，1923年德拜和休克爾年德拜和休克爾離子氛理論離子氛理論無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第7張共張共90張張離子強度離子強度離子強度離子強度1921192119211921路易斯路易斯路易斯路易斯衡量溶液中離子之間相互牽制作用的強弱。衡量溶液中離子之間相互牽制作用的強弱。衡量溶液

5、中離子之間相互牽制作用的強弱。衡量溶液中離子之間相互牽制作用的強弱。z zi i 表示溶液中表示溶液中表示溶液中表示溶液中 第第第第i i 種離子的電荷數。種離子的電荷數。種離子的電荷數。種離子的電荷數。b bi i 表表表表示溶液中第示溶液中第示溶液中第示溶液中第i i種離子的質量摩爾濃度種離子的質量摩爾濃度種離子的質量摩爾濃度種離子的質量摩爾濃度I I 為離子強度為離子強度為離子強度為離子強度為離子強度為離子強度無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第8張共張共90張張a=c:活度系數活度系數活度系數活度系數 溶液的濃度溶液的濃度溶液的

6、濃度溶液的濃度(c c)：分析濃度分析濃度分析濃度分析濃度或或或或總濃度總濃度總濃度總濃度活度活度活度活度(a a)：溶液中：溶液中：溶液中：溶液中離子實際發揮作用的濃離子實際發揮作用的濃離子實際發揮作用的濃離子實際發揮作用的濃度，度，度，度，有效濃度有效濃度有效濃度有效濃度2.2.活度活度(a):01，通常通常acc越大越大，離子間相互作用愈強，活度系，離子間相互作用愈強，活度系數數越小，活度越小，活度a與濃度與濃度c差別愈大差別愈大c越小越小，離子間相互作用愈弱，活度系，離子間相互作用愈弱，活度系數數越大，活度越大，活度a與濃度與濃度c差別愈小差別愈小對于稀溶液：對于稀溶液：1ac無機及分

7、析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第9張共張共90張張7 7-2-2 酸堿質子理論酸堿質子理論及及質子條件質子條件 S.A.ArrheniusS.A.Arrhenius電離理論電離理論電離理論電離理論水溶液水溶液水溶液水溶液 J.N.Brnsted-J.N.Brnsted-T.M.LowryT.M.Lowry質子理論質子理論質子理論質子理論水溶液、非水體系水溶液、非水體系水溶液、非水體系水溶液、非水體系 G.N.LewisG.N.Lewis 電子理論電子理論電子理論電子理論-有機、配位化學有機、配位化學有機、配位化學有機、配位化學 R.G.Pe

8、arson R.G.Pearson 軟硬酸堿理論軟硬酸堿理論軟硬酸堿理論軟硬酸堿理論-無機化合物無機化合物無機化合物無機化合物無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第10張共張共90張張一、酸堿質子理論凡是能給出質子的分子或離子稱為凡是能給出質子的分子或離子稱為凡是能給出質子的分子或離子稱為凡是能給出質子的分子或離子稱為酸酸酸酸；凡是能接受質子的分子或離子稱為凡是能接受質子的分子或離子稱為凡是能接受質子的分子或離子稱為凡是能接受質子的分子或離子稱為堿堿堿堿。酸 質子 堿1.1.概念水溶液、非水體系水溶液、非水體系水溶液、非水體系水溶液、非水

9、體系無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第11張共張共90張張HClHAcNH4+Cl-Ac-NH3共軛酸共軛酸 質子質子+共軛堿共軛堿conjugateacidprotonconjugatebase兩性物質兩性物質:既能給出質子又能接受質子.H2PO4-HPO42-NH4Ac H2O等共軛酸堿對共軛酸堿對:組成上相差一個質子的一對物質組成上相差一個質子的一對物質HCl H+Cl-HAc H+Ac-NH4+H+NH3H2O H+OH-注意：質子理論質子理論中無鹽的中無鹽的概念概念!無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山

10、農大化學院 2023/10/23第第12張共張共90張張 酸堿反應本質：酸堿反應本質：酸堿反應本質：酸堿反應本質：兩個共軛酸堿對之間兩個共軛酸堿對之間兩個共軛酸堿對之間兩個共軛酸堿對之間質質質質子傳遞子傳遞子傳遞子傳遞2.2.酸堿反應和共軛酸堿對酸堿反應和共軛酸堿對H+酸給出質子生成相應的堿，而堿結合質子后又酸給出質子生成相應的堿，而堿結合質子后又酸給出質子生成相應的堿，而堿結合質子后又酸給出質子生成相應的堿，而堿結合質子后又生成相應的酸；酸與堿之間的這種依賴關系稱生成相應的酸；酸與堿之間的這種依賴關系稱生成相應的酸；酸與堿之間的這種依賴關系稱生成相應的酸；酸與堿之間的這種依賴關系稱共軛關系共

11、軛關系共軛關系共軛關系。相應的一對酸堿被稱為。相應的一對酸堿被稱為。相應的一對酸堿被稱為。相應的一對酸堿被稱為共軛酸堿對共軛酸堿對共軛酸堿對共軛酸堿對無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第13張共張共90張張H+H+酸酸1 1 堿堿2 2 酸酸2 2 堿堿1 1H2O+H2OH3O+OH-H3O+OH-H2O+H2OH+酸酸1 1 堿堿2 2 酸酸2 2 堿堿1 1HF+H2OH3O+F-酸酸1 1 堿堿2 2 酸酸2 2 堿堿1 1酸的電離：酸的電離：水的電離：水的電離：中和反應：中和反應：H+NH3+H2ONH4+OH-堿堿1 1 酸

12、酸2 2 酸酸1 1 堿堿2 2堿的電離：堿的電離：無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第14張共張共90張張H+HAc+NH3NH4+Ac-酸酸1 1 堿堿2 2 酸酸2 2 堿堿1 1H+H2O+Ac-HAc+OH-酸酸1 1 堿堿2 2 酸酸2 2 堿堿1 1鹽的水解鹽的水解:H+NH4+H2O H3O+NH3酸酸1 1 堿堿2 2 酸酸2 2 堿堿1 1無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第15張共張共90張張酸酸失失質子總數質子總數堿堿得得質子總數質子總數二、質子二、質子平

13、衡式平衡式-PBEPBEPBE三步書寫法：1.選好選好質子基準態物質質子基準態物質(零水準零水準)；2.2.以質子基準態物質為準，列出得失以質子基準態物質為準，列出得失質子后的產物及得失質子的數目質子后的產物及得失質子的數目;3.3.根據得失質子數相等寫出根據得失質子數相等寫出PBEPBE。-重點重點無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第16張共張共90張張寫出一元弱酸寫出一元弱酸HA溶液的質子條件溶液的質子條件HAHAHH2 2OO-HH+A A-HH+OHOH-+HH+HH3 3OO+PBE:PBE:c ce e(H(H3 3OO+)

14、=c ce e(A(A-)+)+c ce e(OH(OH-)例例1 1解：解：解：解：無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第17張共張共90張張寫出寫出寫出寫出N NH H3 3 水溶液的水溶液的水溶液的水溶液的PBEPBENHNH3 3HH2 2OO+HH+NHNH4 4+-HH+OHOH-+HH+HH3 3OO+PBE:PBE:c ce e(NH(NH4 4+)+)+c ce e(H(H3 3OO+)=c ce e(OH(OH-)例例2 2解：解：解：解：無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/

15、10/23第第18張共張共90張張寫出寫出寫出寫出N NH H4 4ClCl 水溶液的水溶液的水溶液的水溶液的PBEPBENHNH4 4+HH2 2OO-HH+NHNH3 3-HH+OHOH-+HH+HH3 3OO+PBE:PBE:c ce e(H(H3 3OO+)=c ce e(NH(NH3 3)+)+c ce e(OH(OH-)例例3 3解：解：解：解：無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第19張共張共90張張寫出寫出寫出寫出NaNaA(AcA(Ac-、CNCN-)溶液的溶液的溶液的溶液的PBEPBEA A-HH2 2OO+HH+HA

16、HA-HH+OHOH-+HH+HH3 3OO+PBE:PBE:c ce e(HA)+(HA)+c ce e(H(H3 3OO+)=c ce e(OH(OH-)例例4 4解：解：解：解：無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第20張共張共90張張寫出多元堿寫出多元堿寫出多元堿寫出多元堿NaNa2 2A A溶液的溶液的溶液的溶液的PBEPBEA A2-2-HH2 2OO-HH+OHOH-+HH+HH3 3OO+PBE:PBE:c ce e(HAHA-)+2 2c ce e(HH2 2A A)+)+c ce e(H(H3 3OO+)=c ce e

17、(OHOH-)例例5 5+HH+HAHA-+2 2HH+HH2 2A AA2-:S2-;CO32-;C2O42-等等解：解：解：解：無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第21張共張共90張張寫出多元酸寫出多元酸寫出多元酸寫出多元酸H H3 3POPO4 4溶液的溶液的溶液的溶液的PBEPBEHH3 3POPO4 4HH2 2OO-HH+HH2 2POPO4 4-HH+OHOH-+HH+HH3 3OO+PBE:PBE:c ce e(H(H3 3OO+)=c ce e(HH2 2POPO4 4-)+)+2 2c ce e(HPOHPO4 42

18、-2-)+)+3 3c ce e(POPO4 43-3-)+c ce e(OHOH-)例例6 6-2 2HH+HPOHPO4 42-2-3 3HH+POPO4 43-3-解：解：解：解：無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第22張共張共90張張寫出兩性物質寫出兩性物質寫出兩性物質寫出兩性物質NaNHNaNH4 4HPOHPO4 4溶液的溶液的溶液的溶液的PBEPBENHNH4 4+HPOHPO4 42-2-HH2 2OO-HH+OHOH-+HH+HH3 3OO+PBE:PBE:c ce e(HH2 2POPO4 4-)+2 2c ce e

19、(HH3 3POPO4 4)+c ce e(H(H3 3OO+)=c ce e(NHNH3 3)+c ce e(POPO4 43-3-)+c ce e(OHOH-)例例7 7+HH+HH2 2POPO4 4-+2 2HH+HH3 3POPO4 4-HH+POPO4 43-3-HH+NHNH3 3解：解：解：解：無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第23張共張共90張張強酸(堿)溶液 一元弱酸一元弱酸(堿堿)溶液溶液 兩性物質的解離平衡及溶液兩性物質的解離平衡及溶液pH值值 多元弱酸多元弱酸(堿堿)溶液溶液pH值的計算值的計算 主主要要內內

20、容容7 7-3 3 酸堿解離平衡及溶液酸堿解離平衡及溶液pHpH值值無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第24張共張共90張張平衡濃度計算公式推導思路平衡濃度計算公式推導思路平衡常數平衡常數 Ka、Kb cr,e(H+)，pH 質子平衡式質子平衡式 近似、簡化近似、簡化 以以H+表示各組分濃度表示各組分濃度PBEPBE無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第25張共張共90張張 完全解離完全解離完全解離完全解離:e.ge.g.HCl+H.HCl+H2 2O=HO=H3 3OO+Cl+C

21、l-通常通常通常通常濃度濃度濃度濃度:c ce e(H(H3 3OO+)=)=c c(HCl)(HCl)極稀極稀極稀極稀濃度濃度濃度濃度:e.ge.g.c cr r(HCl)110(HCl)110-6-6molLmolL-1-1水的電離就不能忽略！水的電離就不能忽略！水的電離就不能忽略！水的電離就不能忽略！一、強酸、強堿溶液一、強酸、強堿溶液的的pHpH值值HClH2O-H+Cl-H+OH-+H+H3O+解：解：解：解：無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第26張共張共90張張PBE:ce(H3O+)=ce(Cl-)+ce(OH-)=cr

22、(HCl)+ce(OH-)任意一元強酸任意一元強酸HA:任意一元強堿任意一元強堿BOH:無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第27張共張共90張張例例:計算計算1.010-7molL-1NaOH溶液的溶液的pH pOH=6.8 pH=7.2 c cr r(NaOH)=1.010(NaOH)=1.010-7-71.0101.010-6-6無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第28張共張共90張張一元弱酸一元弱酸KaHA+H2OA-+H3O+HA A-+H+HAc1.810-5HF6.6

23、10-4HSO4-1.010-2NH4+5.510-10二、二、弱酸、弱堿溶液中弱酸、弱堿溶液中pH計算計算1.一元弱酸、一元弱酸、弱堿的弱堿的離解平衡離解平衡無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第29張共張共90張張一元弱堿一元弱堿 KbA-+H2OHA+OH-NaAc5.510-10NaCN1.610-5 NaF1.510-11 NH31.810-5無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第30張共張共90張張25水的質子自遞反應：水的質子自遞反應：H2O+H2O H3O+OH-無機

24、及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第31張共張共90張張表示弱酸、弱堿與表示弱酸、弱堿與表示弱酸、弱堿與表示弱酸、弱堿與H H2 2O O 之間質子傳遞反應程之間質子傳遞反應程之間質子傳遞反應程之間質子傳遞反應程度大小的標志度大小的標志度大小的標志度大小的標志 K Ka a K Kb b 越大，酸性、堿性越強越大，酸性、堿性越強越大，酸性、堿性越強越大，酸性、堿性越強K Ka a K Kb b 表達式中為各型體的相對平衡濃度表達式中為各型體的相對平衡濃度表達式中為各型體的相對平衡濃度表達式中為各型體的相對平衡濃度H H2 2O O 為溶劑為

25、溶劑為溶劑為溶劑,濃度為常數濃度為常數濃度為常數濃度為常數,不出現在表達式中不出現在表達式中不出現在表達式中不出現在表達式中p-237239p-237239附表附表附表附表22K Ka a K Kb b ppK Ka appK Kb b 關于關于KaKb：無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第32張共張共90張張HA A-+H+A-+H2O HA+OH-一元共扼酸、堿一元共扼酸、堿Ka(HA)Kb(A-)間關系間關系無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第33張共張共90張張一元弱酸一

26、元弱酸HA:MBE：c(HA)=ce(HA)+ce(A-)PBE：ce(H+)=cr(A-)+ce(OH-)2.一元弱酸、弱堿溶液的一元弱酸、弱堿溶液的pH值計算值計算HAH+A-HAH2O-H+A-H+OH-+H+H3O+H+來源：來源：HA解離解離H2O解離解離無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第34張共張共90張張H+精確公式精確公式無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第35張共張共90張張實際工作中，實際工作中，相對誤差相對誤差相對誤差相對誤差5%5%5%5%可做可做如下如

27、下 近似處理：近似處理：1.1.忽略水對忽略水對忽略水對忽略水對HH+貢獻，只考慮貢獻，只考慮貢獻，只考慮貢獻，只考慮HAHA的解離的解離的解離的解離2.2.忽略弱酸解離引起弱酸平衡濃度變化忽略弱酸解離引起弱酸平衡濃度變化忽略弱酸解離引起弱酸平衡濃度變化忽略弱酸解離引起弱酸平衡濃度變化c cr r（HAHA）c cr,er,e（HAHA）無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第36張共張共90張張(1)cr(HA)Ka20Kw,且且cr(HA)/Ka500時時:此時不能忽略水對此時不能忽略水對此時不能忽略水對此時不能忽略水對H H+的貢獻，

28、的貢獻，的貢獻，的貢獻，但但但但可忽可忽可忽可忽略弱酸解離引起的濃度變化略弱酸解離引起的濃度變化略弱酸解離引起的濃度變化略弱酸解離引起的濃度變化，即認為：即認為：即認為：即認為：c cr,er,e(HA)=(HA)=c cr r(HA)-(HA)-c cr,er,e(A(A-)c cr r(HA)(HA)近似計算公式近似計算公式無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第37張共張共90張張(2)cr(HA)Ka20Kw,且且cr(HA)/Ka500時：時：此此此此時式中時式中時式中時式中K Kww可忽略可忽略,即即忽略水對忽略水對忽略水對忽略

29、水對H H+貢獻貢獻貢獻貢獻,只只只只考慮考慮考慮考慮HAHA解離解離解離解離，不忽略弱酸解離引起的不忽略弱酸解離引起的不忽略弱酸解離引起的不忽略弱酸解離引起的平衡濃度變化平衡濃度變化平衡濃度變化平衡濃度變化:c cr,er,e(HA)=(HA)=c cr r(HA)-(HA)-c cr,er,e(H(H+)近似計算公式近似計算公式無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第38張共張共90張張(3)cr(HA)Ka20Kw,且且cr(HA)/Ka500此時既可此時既可此時既可此時既可忽略水對忽略水對忽略水對忽略水對HH+貢獻貢獻貢獻貢獻,式中

30、式中式中式中K Kww，也可也可也可也可忽略忽略忽略忽略HAHA解離引起的濃度變化解離引起的濃度變化解離引起的濃度變化解離引起的濃度變化 即即即即:c cr,er,e(HA)=(HA)=c cr r(HA)-(HA)-c cr,er,e(A(A-)c cr r(HA)(HA)精確計算公式可簡化為近似公式：精確計算公式可簡化為近似公式：精確計算公式可簡化為近似公式：精確計算公式可簡化為近似公式：最簡式最常用！無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第39張共張共90張張一元弱堿一元弱堿BOHBOH 近似計算公式近似計算公式近似計算公式近似計算公

31、式最簡式無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第40張共張共90張張例例:計算計算0.10molL-1HF溶液的溶液的pH值值pH=2.11 Ka(HF)=6.610-4解：解：無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第41張共張共90張張（Ka 1.7610-5)例例:計算計算0.10molL-1HAc溶液的溶液的pH值值解：解：=1.3310-3pH=2.38pH=2.38 無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第42張共張共90張

32、張 檸檬酸檸檬酸-三元酸三元酸 酒石酸酒石酸-二元酸二元酸 蘋果酸蘋果酸-二元酸二元酸3.3.多元弱酸、弱堿的離解平衡多元弱酸、弱堿的離解平衡哇,真酸呀!H2C2O4-二元酸二元酸H2S-二元酸二元酸無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第43張共張共90張張H H3 3POPO4 4 H H2 2POPO4 4-+H+H+K K a,1 a,1 =7.67.61010-3-3 H H2 2POPO4 4-HPOHPO4 42-2-+H+H+K Ka,2 a,2 =6.36.31010-8-8 HPOHPO4 42-2-POPO4 43-3

33、-+H+H+K Ka,3 a,3 =4.44.41010-13-13 3.3.多元酸、堿電離平衡多元酸、堿電離平衡KKa,1a,1=K=Ka a(H(H3 3POPO4 4)KKa,2a,2=K=Ka a(H(H2 2POPO4 4-)KKa,3a,3=K=Ka a(HPO(HPO4 42-2-)多元弱酸多元弱酸多元弱酸多元弱酸無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第44張共張共90張張H3PO4 PO43-+3H+K a=K a,1 Ka,2 Ka,3 pK a=pK a,1+pKa,2+pKa,3 總解離總解離總解離總解離無機及分析化學

34、無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第45張共張共90張張 POPO4 43-3-+H+H2 2O HPOO HPO4 42-2-+OH+OH-K Kb,1 b,1 =2.32.31010-2-2HPOHPO4 42-2-+H+H2 2O HO H2 2POPO4 4-+OH+OH-K Kb,2 b,2 =1.61.61010-7-7 H H2 2POPO4 4-+H+H2 2O HO H3 3POPO4 4+OH+OH-K Kb,3b,3 =1.31.31010-12-12 KKb,1b,1=K=Kb b(PO(PO4 43-3-)KKb,2b,2=

35、K=Kb b(HPO(HPO4 42-2-)KKb,3b,3=K=Kb b(H(H2 2POPO4 4-)多元弱堿多元弱堿多元弱堿多元弱堿無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第46張共張共90張張三元弱酸三元弱酸/堿堿:多元弱酸、堿多元弱酸、堿多元弱酸、堿多元弱酸、堿-離解常數之關系離解常數之關系離解常數之關系離解常數之關系H H3 3POPO4 4 H H2 2POPO4 4-+H+H+K K a,1 a,1 =7.67.61010-3-3 H H2 2POPO4 4-HPOHPO4 42-2-+H+H+K Ka,2 a,2 =6.36

36、.31010-8-8 HPOHPO4 42-2-POPO4 43-3-+H+H+K Ka,3 a,3 =4.44.41010-13-13 PO PO4 43-3-+H+H2 2O HPOO HPO4 42-2-+OH+OH-K Kb,1 b,1 =2.32.31010-2-2HPOHPO4 42-2-+H+H2 2O HO H2 2POPO4 4-+OH+OH-K Kb,2 b,2 =1.61.61010-7-7 H H2 2POPO4 4-+H+H2 2O HO H3 3POPO4 4+OH+OH-K Kb,3b,3 =1.31.31010-12-12 H3PO4 -Na3PO4無機及分析化

37、學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第47張共張共90張張H2CO3 -Na2CO3H2S -Na2S二元弱酸二元弱酸/堿堿:4.多元弱酸、堿溶液的多元弱酸、堿溶液的pH值計算值計算無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第48張共張共90張張分級解離，各級解離均可建立平衡。分級解離，各級解離均可建立平衡。多元弱酸多元弱酸第二級、第三級解離因第二級、第三級解離因同離子同離子效應效應及及電荷效應電荷效應，解離困難，解離困難，以第一步以第一步解離為主，計算該溶液中氫離子濃度時解離為主，計算該溶液中氫離子

38、濃度時常按一元弱酸、弱堿處理。常按一元弱酸、弱堿處理。1.1.解離規律：解離規律：l例如：例如：H2S、H2CO3、H3AsO3等等按一元弱酸、弱堿處理！H2A H+HA-HA-H+A2-無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第49張共張共90張張1 1多元弱酸按一元弱酸處理,計算公式:(1)cr(H2A)Ka,120Kw,且且cr(H2A)/Ka,1500(2)cr(H2A)Ka,120Kw,且且cr(H2A)/Ka,1500(3)cr(H2A)Ka,120Kw,且且cr(H2A)/Ka,1500無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平

39、衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第50張共張共90張張多元弱堿按一元弱堿處理,計算公式:(1)crB(OH)2Kb,120Kw,且且crB(OH)2/Kb,1500(2)crB(OH)2Kb,120Kw,且且crB(OH)2/Kb,1500(3)crB(OH)2Kb,120Kw,且且crB(OH)2/Kb,1500無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第51張共張共90張張例例:計算計算0.10molL-1H2C2O4溶液的溶液的pH值值pH=1.28 解：解：無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大

40、化學院 2023/10/23第第52張共張共90張張例例:室溫下飽和室溫下飽和CO2溶液溶液cr=0.04，求平衡，求平衡時時H+、HCO3-、CO32-濃度濃度Ka,1=4.310-7Ka,2=5.610-11crKa,1=1.7 106 20 Kw cr/Ka,1=105 500 解：解：c c e e(HCO(HCO3 3-)c ce e(H(H+)1.3101.310-4-4molmol.L L-1-1=1.310-4無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第53張共張共90張張 x x=c cr,r,e e(CO(CO3 32 2-

41、)=)=K Ka a,2 2=5.610=5.610-1111Ka,1=4.310-7Ka,2=5.610-11HCO3-+H2OCO32-+H3O+cr,e1.310-4x 1.310-4Ka,2=1.310-4x1.310-4無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第54張共張共90張張二元酸酸式鹽二元酸酸式鹽二元酸酸式鹽二元酸酸式鹽:NaHANaHA溶液，起始濃度為溶液，起始濃度為溶液，起始濃度為溶液，起始濃度為c cr r5.5.兩性物質兩性物質溶液的溶液的pHpH值值兩性物質：既可得到質子又可以失去質子兩性物質：既可得到質子又可以失

42、去質子如：如：H2ONaH2PO4Na2HPO4NaHC2O4NaHCO3NH4Ac HA-H2O+H+H2A+H+H3O+-H+OH-H+A2-PBE:ce(H3O+)+ce(H2A)=ce(A2-)+ce(OH-)無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第55張共張共90張張ce(H+)+ce(H2A)=ce(A2-)+ce(OH-)代入上式，得：代入上式，得：無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第56張共張共90張張H+精確計算公式精確計算公式故做如下近似處理故做如下近似處理：未知

43、，無法直接計算未知，無法直接計算無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第57張共張共90張張如允許5%的誤差，可進一步化簡式:(1)crKa,220Kw,cr20Ka,1：Kw忽略忽略無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第58張共張共90張張如允許5%的誤差，可進一步化簡式:(2)crKa,2H2SO4H3PO4HAcH2CO3NH4+H2O 堿性：堿性：ClO4-HSO4-H2PO4-Ac-HCO3-NH3OH-無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2

44、023/10/23第第89張共張共90張張K b,1=K b(PO43-)K b,2=K b(HPO42-)K b,3=K b,(H2PO4-)POPO4 43-3-+H+H2 2OO HPOHPO4 42-2-+OH+OH-K K b,1b,1 =2.32.31010-2-2 HPOHPO4 42-2-+H+H2 2OO H H2 2POPO4 4-+OH+OH-K Kb,2b,2=1.61.61010-7-7 H H2 2POPO4 4-+H+H2 2OO H H3 3POPO44+OH+OH-K Kb,3b,3=1.31.31010-12-12 NaNa3 3POPO4 4K b(PO4

45、3-)=KwK a(HPO42-)K b.1 K a,3=Kw堿堿酸酸無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第90張共張共90張張無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第91張共張共90張張物料平衡物料平衡 電荷平衡電荷平衡 質子平衡質子平衡質量守恒質量守恒電電 中中 性性質子得失數相等質子得失數相等7 7-3-3 酸堿平衡的處理方法酸堿平衡的處理方法HA+H2O A-+H3O+平衡組成的計算基礎：無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23

46、第第92張共張共90張張HAc HAc,Ac-c(HAc)=ce(HAc)+ce(Ac-)倍數倍數一、物料平衡式一、物料平衡式-MBEMBE物質總濃度該物質各物質總濃度該物質各型體型體之和之和Na2CO3 Na+，CO32-HCO3-,H2CO3 c(Na2CO3)=ce(H2CO3)+ce(HCO3-)+ce(CO32-)ce(Na+)=2c(Na2CO3)無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第93張共張共90張張 c ce e(Na(Na+)+)+c ce e(H(H+)=2 2c ce e(C(C2 2OO4 42-2-)+)+c

47、ce e(HC(HC2 2OO4 4-)+)+c ce e(OHOH-)溶液為電中性溶液為電中性:正電荷總數負電荷總數正電荷總數負電荷總數二、電荷平衡式二、電荷平衡式-CBECBEHAc HAc 溶液溶液溶液溶液 H H+，OHOH-，AcAc-c ce e (H(H+)=c ce e(Ac(Ac-)+)+c ce e(OH(OH-)Na2C2O4 溶液溶液 Na+,H+,OH-,C2O42-,HC2O4-無機及分析化學無機及分析化學 第七章酸堿平衡山農大化學院山農大化學院 2023/10/23第第94張共張共90張張c ce e(Na(Na+)+)+c ce e(H(H+)=c ce e(OHOH-)+3 3 c ce e(PO(PO4 43-3-)+2 2c ce e(HPO(HPO4 42-2-)+c ce e(H(H2 2POPO4 4-)Na2HPO4 溶液溶液 Na+,H+,OH-,PO43-,HPO42-,H2PO4-二、電荷平衡式二、電荷平衡式-CBECBE