大学化学第二章课件 28页

大学化学电子教案第二章溶液与离子平衡1\n1.掌握溶液pH及其计算2.掌握稀溶液的通性、缓冲溶液的定义3.掌握表面活性剂的基本概念教学要点2\n多组分系统常采用的术语混合物气态混合物液态混合物流体混合物固态混合物溶液---两种或两种以上物质彼此以分子或离子状态均匀混合所形成的体系称为溶液。溶液由溶剂A和溶质B组成。引言3\n如果组成溶液的物质有不同的状态，通常将液态物质称为溶剂，气态或固态物质称为溶质。如果都是液态，则把含量多的一种称为溶剂，含量少的称为溶质.溶液分类按状态分；固态溶液、液态溶液和气态溶液按是否导电分；电解质溶液和非电解质溶液引言4\n2.1溶液浓度的表示方法1物质的量浓度CB（简称浓度）溶液CB的含义：1升溶液中所含溶质B的物质的量。CB＝nB/V总单位：moll-12物质的量分数（摩尔分数）XB（表示混合物中浓度的一种方法）XB＝nB/n总3质量百分比浓度%100克溶液中所含溶质的百分数4质量摩尔浓度mB1Kg溶剂中所含溶质的摩尔数，单位：molKg-15\n2.2稀溶液的通性——蒸气压下降蒸气压：在一定温度下，由液面蒸发的分子数和由气相回入液体的分子数相等时，两相处于平衡状态，这时蒸气的压力就是该液体的饱和蒸气压，简称蒸气压。拉乌尔(Raoult)定律：一定温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶质的摩尔分数成正比，而和溶质的本性无关。ΔP:溶液的蒸气压下降P*:纯溶剂的蒸气压ΔP=P*xBxB:溶质的摩尔分数6\n沸点上升和凝固点下降沸点：当液体的蒸气压等于外界的压力时，液体就会产生沸腾现象，这时的温度称为沸点。溶液的凝固点：溶液与纯溶剂固态的蒸气压相等时的温度。△Tb=KbmB△Tf=KfmBm:溶液的质量摩尔浓度Kb:沸点上升常数Kf:凝固点下降常数7\n8\n溶液的渗透压半透膜：能有选择地允许水分子或某些分子自由通过而不允许其他分子或离子通过的膜状物质。如膀胱膜、细胞膜、羊皮纸、萝卜皮等的薄膜。渗透现象：由于半透膜的存在，使两种不同浓度溶液间产生水的扩散现象叫做渗透现象。实验证明：稀溶液中的水分子总是向浓溶液中渗透，原因是稀溶液中水分子通过半透膜的速度大于水分子从浓溶液中通过半透膜进入稀溶液的速度，结果使浓溶液体积增大、液面上升。渗透压：渗透作用达到平衡时，半透膜两边的静压力差叫做渗透压。9\n在一定温度下，溶液浓度越大,渗透压越大红细胞放入下列溶液中0.5%NaCl0.9%NaCl1.5%NaCl溶血(破裂溶液变红)正常皱缩,浆胞低渗等渗高渗应用:静脉注射或输液时采用“等渗液”：0.9%的生理盐水；5.0%的葡萄糖溶液反渗透：在溶液一侧施加一个大于渗透压的外压力，则溶剂由溶液一侧向溶剂或低浓度方向渗透。反渗透应用：海水淡化，工业废水处理10\n11\n在一定温度和体积下，渗透压只与溶质的粒子数有关，而与溶质溶剂的本性无关范托夫(J.H.VantHoff)方程：非电解质稀溶液渗透压的大小与溶液浓度的关系具有与理想气体状态方程式相同的形式。ΠV＝nRTV＝cRTV:溶液的体积，dm-3n:溶质的摩尔数，molc:溶液的浓度，mol.dm-3渗透压产生的原因：半透膜两边的压力不等12\n难挥发非电解质稀溶液的蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降、并且产生渗透压。这些变化与溶液中溶质物质的量成正比,即只和溶质的粒子数有关,而与溶质的本性无关.这一特性被称为稀溶液的依数性.稀溶液的依数性条件是：难挥发非电解质难挥发电解质溶液（如NaCl溶液）也具有蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降、产生渗透压等性质，但计算时要考虑电解质的电离、粒子数的增加。稀溶液的依数性★13\n2.3弱电解质的解离平衡引言阿累尼乌斯根据电解质溶液对依数性的反常和溶液具有导电性，提出电离理论。电解质分为两类，强电解质和弱电解质。弱电解质在水溶液中仅部分解离,而解离的一部分离子又能相互吸引重新结合成分子.因此,弱电解质在水溶液中的解离过程是可逆的,这个可逆的解离过程和可逆的化学反应一样,最终也将达到平衡，并且存在平衡常数。14\n2.3.1弱电解质溶液中的解离平衡1.一元弱酸、弱减的解离平衡以HAc为例:HAc=H++Ac-这是一个可逆反应,达到平衡时,则有下面的标准平衡常数表达式:为书写简便以C表示各组分的相对浓度,则:pH=-lgC（H+）K=C（H+）C（AC-）／C（HAC）15\n例１在0.10mol·L-1HOAc溶液中,c(H+)=1.34×10-3mol·L-1,求溶液的pHpH=-lg[c(H+)/c]=-lg[1.34×10-3]=2.87例2在0.10mol·L-1NH3·H2O溶液中,c(OH-)=1.32×10-3mol·L-1,求溶液的pHpH=14-pOH=14+lg[c(OH-)/c]=14+lg(1.32×10-3)=11.12※※2021/7/30\nc(H+)/(mol·L-1)110-110-210-310-410-510-610-710-810-910-1010-1110-1210-1310-14pH01234567891011121314酸性增强　中性　碱性增强溶液的酸碱性和pHpH值能否<0,或>14?1）PH试纸(广泛或精密PH试纸)2）PH计PH的测定方法2021/7/30\n酸碱指示剂能在一定pH范围内保持一定颜色的某些有机弱酸或弱碱甲基橙红←橙→黄3.1~4.4酚酞无色←粉红→红8.0~10.0pH试纸在不同的pH溶液中显不同的颜色石蕊红←紫→蓝5.0~8.02021/7/30\n雕牌洗衣粉饱和溶液---13浸泡过衣物的雕牌皂粉饱和溶液--9汰渍洗衣粉饱和溶液--12开水房的热水---8玉米粥清液（燕南美食）--7光明无糖酸牛奶---3伊利核桃奶---7伊利麦芽奶---7蒙牛纯牛奶---7“润洁”滴眼液6-7“恒顺”镇江香醋3-4；人的唾液7-8用pH试纸测试不同溶液的pH值19\n3-2-2解离度和稀释定律2-3-2解离度和稀释定律解离度解离部分弱电解质浓度未解离前弱电解质浓度解离度(α)＝×100%解离度可表示弱电解质解离程度的大小在温度、浓度相同条件下,α越小，电解质越弱2021/7/30\n例计算0.100mol·L-1氨水溶液中的c(OH-)、pH和氨水的解离度Kθb=1.8×10-5解：NH3·H2ONH4++OH-始态浓度0.10000平衡浓度/(mol·L-1)0.100-xxxc(OH-)=1.34×10-3mol·L-1(c/c)/Kb(NH3·H2O)=0.100/(1.8×10-5)>5000.100-x≈x则x=1.34×10-3[c(NH4)/c][c(OH-)/c]x·x[c(NH3·H2O)/c]0.100-xKb===1.8×10-5+2021/7/30\n例c(OH-)=1.34×10-3mol·L-1Kw1.0×10-14c(OH-)1.34×10-3c(H+)==mol·L-1=7.5×10-12mol·L-1pH=-lg(7.5×10-12)=11.12计算0.100mol·L-1氨水溶液中的c(OH-)、pH和氨水的解离度X1.34×10-3c0.100α=×100%=×100%=1.34%{c(H+)/cθ}{c(OH-)/cθ}=Kθw简式为c(H+)c(OH-)=Kθw2021/7/30\n作业：1.试计算含0.10mol·L-1HOAc溶液c(H+)、pH和醋酸的解离度，已知Kθa=1.8×10-52.计算0.001mol·L-1盐酸的pH和poH23\n3-2-5解离平衡的移动　同离子效应2-3-4解离平衡的移动　同离子效应同离子效应——在弱电解质溶液中，加入含有相同离子的易溶强电解质，使弱电解质解离度降低的现象HOAcH++OAc-NaOAc→Na++OAc-平衡向左移动HOAc溶液中加入NaOAc2021/7/30\n2-3-5缓冲溶液※HOAc~NaOAc混合溶液缓冲作用原理：如HOAc+NaOAc混合液HOAcH++OAc-大量　　极小量大量外加适量酸(H＋)，平衡向左移动外加适量碱(OH-)，平衡向右移动NaOAc抵消H+;HOAc抵消OH-缓冲作用：使溶液pH值基本保持不变的作用。具有缓冲作用的溶液为缓冲溶液HOAc+NaOAc混合溶液能抵抗少量外来酸、碱及少量水的稀释作用，而保持溶液pH值基本不变，为缓冲溶液把在一定范围内pH值不因稀释或外加少量的酸碱而发生显著变化的溶液称为缓冲溶液2021/7/30\n常见的缓冲溶液如弱酸与弱酸盐、弱碱与弱碱盐等混合液，多元弱酸组成的两种不同酸度的盐混合液缓冲溶液pKipH值范围HOAc-NaOAc4.753.6~5.6NH3·H2O-NH4Cl4.758.3~10.3NaHCO3-Na2CO310.339.2~11.0KH2PO4-K2HPO47.205.9~8.0H3BO3-Na2B4O79.27.2~9.22021/7/30\n缓冲溶液的性质（了解）1）每一种缓冲溶液只具有一定的缓冲能力2)缓冲能力的大小与缓冲溶液的总浓度组分比有关,总浓度越大,组分比越接近1:1,缓冲溶液的缓冲能力越大.3)任何缓冲溶液都有一个有效的缓冲范围,把缓冲溶液有效PH范围称缓冲范围,pH=PKa±1或pH=14–(PKb±1)27\n无机化学祝同学们学习一帆风顺！28