第五章+水溶液中的离子平衡3.ppt

. 酸碱电离平衡的移动
mol/L 的HAc水溶液(纯的弱酸溶液), Ka =  10-5
C  400Ka
HAc(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + Ac-(aq)
平衡:  x x x
6. 酸碱电离平衡的移动与缓冲溶液
电离度:
在上述溶液中加入固体NaAc, mol/L
HAc(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + Ac-(aq)
平衡:  x  x x+
电离度:
x = [H3O+] = 10-5 mol/L
因为 Ac- 的同离子效应,使 HAc 电离度大大下降!
在NH3水溶液中加入NH4Cl: 由于NH4+ 的同离子效应,使 NH3电离度大大下降!
同样,减少产物的浓度,酸碱的电离平衡右移,电离度增加。
在一个 HA~ A- 的体系中,总是满足这样的平衡关系:
HA(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + A-(aq)
Ka / [H3O+] = [A-] / [HA]
调节[H3O+] , 调节[A-]/[HA]比值
调节[A- ]/[HA]比值,调节[H3O+]
在一个HA ~ A- 的体系中,电离平衡时:
Ka / [H3O+] = [A- ] / [HA]
fHA = [HA] / ([A- ] + [HA]) =
fA- = [A- ] / ([A- ] + [HA]) =
pH = 5时
[HA]/[A-]
=?
P 322
在一个 H2A 及其盐的体系中(P. 337):
Ka1 Ka2 / [H3O+]2 = [A2- ] / [H2A]
Ka1/[H3O+] = [HA-]/[H2A] Ka2 / [H3O+] = [A2-] / [HA-]
在一个三元弱酸及其盐的体系中(P. 346)
例1:计算 mol/L H2CO3 在 pH = 缓冲溶液中各离子的平衡浓度。已知 H2CO3 的 Ka1 =  10-7
Ka2 =  10-11
pH = , [H3O+]= 10- = 10-8 (mol/L)
H2CO3(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + HCO3- Ka1
HCO3-(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + CO32- Ka2
物料平衡:C = [H2CO3] + [HCO3-] + [CO32-]
由 Ka1 = [H3O+][HCO3-] / [H2CO3] 得:
[H2CO3] = [H3O+] [HCO3-] / Ka1
由 Ka2 = [CO32-][H3O+] / [HCO3-] 得:
[CO32-] = Ka2[HCO3-] / [H3O+]
将[H2CO3],[CO32-]的表达式代入(3)得:
[CO32-] = Ka2[HCO3-] / [H3O+] = 10-3 (mol/L)
[H2CO3] = [H3O+][HCO3-] / Ka1 = 10-3 (mol/L)
[OH-] = Kw / [H3O+] = 10-6 (mol/L)
酸碱指示剂作用原理
HIn + H2O H3O+ + In-
酸式碱式
[In-] / [HIn] > 10 显碱色
< 显酸色
[In-] / [HIn]  10 观察到颜色变化
Ka / [H3O+] = [In-] / [HIn]
指示剂变色范围: pKa  1  pH  pKa + 1
pKa = -lgKa
推导:
 Ka / [H3O+]  10
[H3O+] / Ka  10
[H3O+]  10Ka
lgKa  1  lg[H3O+]  lgKa + 1
-lgKa  1 -lg[H3O+] -lgKa + 1
所以有:
pKa  1  pH  pKa + 1
pKa = -lgKa