大学无机化学第四版第三章课件.ppt

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第三章酸碱反应和沉淀反应,3.4沉淀反应,3.3盐类的水解反应,3.2弱电解质的解离反应,3.1水的解离反应和溶液的酸碱性,3.1水的解离平衡和pH值,3.1.2溶液的pH值,3.1.1水的解离平衡,3.1.3酸碱指示剂,3.1.1水的解离平衡,H2O（l）+H2O（l）H3O+（aq）+OH（aq）,或H2O（l）H+（aq）+OH（aq）,水的离子积常数，简称水的离子积。

25纯水：

c（H+）=c（OH）=1.010-7molL-1,100纯水：

=1.010-14,=5.4310-13,T，,3.1.2溶液的pH值,变色范围酸色中间色碱色甲基橙3.14.4红橙黄酚酞8.010.0无色粉红红石蕊3.08.0红紫蓝,3.1.3酸碱指示剂,广泛pH试纸:

1-14,精密pH试纸,3.2弱酸、弱碱的解离平衡,5.3.3盐溶液的酸碱平衡,3.2.2多元弱酸的解离平衡,3.2.1一元弱酸、弱碱的解离平衡,1.一元弱酸的解离平衡,初始浓度/molL-10.1000,平衡浓度/molL-10.10xxx,x=1.3103,3.2.1一元弱酸、弱碱的解离平衡,HAc（aq）+H2O（l）H3O+（aq）+Ac（aq）,（物理意义）,解离度（a）,c（H3O+）=c（Ac）=1.3103molL-1,c（HAc）=（0.10-1.3103）molL-10.10molL-1,c（OH）=7.71012molL-1,=c（H3O+）c（OH）,与的关系：

HA（aq）H+（aq）+A（aq）,平衡浓度cccc,初始浓度c00,稀释定律：

在一定温度下（为定值），某弱电解质的解离度随着其溶液的稀释而增大。

C/Ka500,c00.20000,2.一元弱碱的解离平衡：

例：

已知25时，0.200molL-1氨水的解离度为0.95%，求c（OH）,pH值和氨的解离常数。

解：

ceq0.200（10.95%）0.2000.95%0.2000.95%,3.2.2多元弱酸的解离平衡,例题：

计算0.010molL-1H2CO3溶液中的H3O+,H2CO3,，和OH的浓度以及溶液的pH值。

3.2.3缓冲溶液,4缓冲范围和缓冲能力,3缓冲溶液pH值的计算,2缓冲溶液,1同离子效应,同离子效应：

在弱电解质溶液中，加入与其含有相同离子的易溶强电解质而使弱电解质的解离度降低的现象。

1同离子效应,平衡移动方向,例：

在0.10molL-1的HAc溶液中，加入NH4Ac（s），使NH4Ac的浓度为0.10molL-1，计算该溶液的pH值和HAc的解离度。

x=1.810-5c（H+）=1.810-5molL-1,0.10x0.10,0.10molL-1HAc溶液：

pH=2.89，=1.3%,解：

HAc（aq）+H2O（l）H3O+（aq）+Ac（aq）,ceq/（molL-1）0.10xx0.10+x,c0/（molL-1）0.1000.10,pH=4.74，=0.018%,50mLHAcNaAcc（HAc）=c（NaAc）=0.10molL-1pH=4.74,缓冲溶液：

具有能保持本身pH值相对稳定性能的溶液（也就是不因加入少量强酸或强碱而显著改变pH值的溶液）。

加入1滴（0.05ml）1molL-1HCl,加入1滴（0.05ml）1molL-1NaOH,实验：

50ml纯水pH=7pH=3pH=11,pH=4.73pH=4.75,2缓冲溶液,缓冲作用原理,加入少量强碱：

溶液中大量的A与外加的少量的H3O+结合成HA，当达到新平衡时，c（HA）略有增加，c（A）略有减少，变化不大，因此溶液的c（H3O+）或pH值基本不变。

加入少量强酸：

溶液中较大量的HA与外加的少量的OH生成A和H2O，当达到新平衡时,c（A）略有增加,c（HA）略有减少，变化不大，因此溶液的c（H3O+）或pH值基本不变。

1）弱酸弱酸盐：

由于同离子效应的存在，通常用初始浓度c0（HA）,c0（A）代替c（HA）,c（A）。

3缓冲溶液pH值的计算,例HAcNaAc，H2CO3NaHCO3,2）弱碱弱碱盐,NH3H2ONH4Cl,例2：

结论：

缓冲能力与缓冲溶液中各组分的浓度有关，c（HA），c（B）及c（A）或c（BH+）较大时,缓冲能力强。

缓冲溶液的缓冲能力是有限的；,决定的，,例题：

求300mL0.50molL-1H3PO4和500mL0.50molL-1NaOH的混合溶液的pH值。

解：

先反应再计算,例题：

若在50.00ml0.150molL-1NH3（aq）和0.200molL-1NH4Cl组成的缓冲溶液中，加入0.100ml1.00molL-1的HCl，求加入HCl前后溶液的pH值各为多少？

解：

加入HCl前：

4）缓冲溶液的缓冲性能的计算,加入HCl后：

加HCl前浓度/（molL-1）,0.150-0.0020-x0.200+0.0020+xx,0.1500.200,加HCl后初始浓度/（molL-1）,0.150-0.00200.200+0.0020,平衡浓度/（molL-1）,NH3（aq）+H2O（l）（aq）+OH（aq）,*3.2.4缓冲范围和缓冲能力,所选择的缓冲溶液，除了参与和H+或OH有关的反应以外，不能与反应系统中的其它物质发生副反应；,缓冲溶液的选择和配制原则：

或尽可能接近所需溶液的pH值；,欲配制的缓冲溶液的pH值,应选择的缓冲组分,若或与所需pH不相等，依所需pH调整,1.强酸弱碱盐（离子酸）,

（1）+

（2）=（3）则,3.3盐类的水解反应,2.弱酸强碱盐（离子碱）,NaAc,NaCN一元弱酸强碱盐的水溶液成碱性，因为弱酸阴离子在水中发生水解反应。

如在NaAc水溶液中：

如Na3PO4的水解：

多元弱酸强碱盐也呈碱性，它们在水中解离产生的阴离子都是多元离子碱，它们的水解都是分步进行的。

例题：

计算0.10molL-1Na3PO4溶液的pH值。

ceq/（molL-1）0.10xxx,解：

3.酸式盐,解离大于水解，NaH2PO4溶液显弱酸性；相反,Na2HPO4溶液解离小于水解,显弱碱性。

思考：

其相关常数等于多少？

*4.弱酸弱碱盐,3.4沉淀反应,3.4.3两种沉淀之间的平衡,3.4.2沉淀的生成与溶解,3.4.1溶解度和溶度积,3.4.3沉淀反应的应用,3.4.1溶解度和溶度积,3溶解度和溶度积的关系,2溶度积,1溶解度,在一定温度下，达到溶解平衡时，一定量的溶剂中含有溶质的质量，叫做溶解度通常以符号S表示。

对水溶液来说，通常以饱和溶液中每100g水所含溶质质量来表示，即以：

g/100g水表示。

1溶解度,Lessthan0.01g/100gWater:

难溶Between0.1to0.01g/100gWater:

微溶largerthan0.1g/100gWater:

易溶,在一定温度下，将难溶电解质晶体放入水中时，就发生溶解和沉淀两个过程。

2溶度积,在一定条件下，当溶解和沉淀速率相等时，便建立了一种动态的多相离子平衡，可表示如下：

一般沉淀反应：

溶度积常数，简称溶度积。

3溶解度和溶度积的关系,溶度积和溶解度的相互换算,在有关溶度积的计算中，离子浓度必须是物质的量浓度，其单位为molL1，而溶解度的单位往往是g/100g水。

因此，计算时有时要先将难溶电解质的溶解度S的单位换算为molL1。

例：

25oC，AgCl的溶解度为1.9210-3gL-1，求同温度下AgCl的溶度积。

例：

25oC，已知（Ag2CrO4）=1.110-12，求同温下S（Ag2CrO4）/gL-1。

解：

不同类型的难溶电解质不能直接用溶度积比较其溶解度的相对大小。

Ag2CrO4,*相同类型的难溶电解质，其大的S也大。

3.4.2沉淀的生成与溶解,4配合物的生成对溶解度的影响沉淀的配位溶解,3pH值对溶解度的影响沉淀的酸溶解,2同离子效应和盐效应,1溶度积规则,沉淀溶解平衡的反应商判据,即溶度积规则：

1溶度积规则,J平衡向左移动，沉淀析出；,J=处于平衡状态，饱和溶液；,J平衡向右移动，无沉淀析出；若原来有沉淀存在，则沉淀溶解。

PbCrO4（s）,例：

BaCO3的生成。

加BaCl2或Na2CO3,加酸,为6.010-4molL-1。

若在40.0L该溶液中，加入0.010molL-1BaCl2溶液10.0L，问是否能生成BaSO4沉淀？

如果有沉淀生成，问能生成BaSO4多少克？

最后溶液中是多少？

例题：

25时，晴纶纤维生产的某种溶液中，,2同离子效应和盐效应,1）同离子效应在难溶电解质溶液中加入与其含有相同离子的易溶强电解质，而使难溶电解质的溶解度降低的作用。

例题：

求25时，Ag2CrO4在0.010molL-1K2CrO4溶液中的溶解度。

解：

AgCl在KNO3溶液中的溶解度（25）,盐效应：

在难溶电解质溶液中，加入易溶强电解质而使难溶电解质的溶解度增大的作用。

0.000.001000.005000.0100,1.2781.3251.3851.427,2）盐效应,当时，增大，S（PbSO4）显著减小，同离子效应占主导；,当时，增大，S（PbSO4）缓慢增大，盐效应占主导。

3pH值对溶解度的影响沉淀的酸溶解,1）难溶金属氢氧化物,溶于酸,2.82,6.85,pH,可将pH值控制在2.826.85之间,Fe3+沉淀完全,Ni2+开始沉淀,例题：

在含有0.10molL-1Fe3+和0.10molL-1Ni2+的溶液中，欲除掉Fe3+，使Ni2+仍留在溶液中，应控制pH值为多少?

解：

c（Fe3+）10-5,溶于酸也溶于碱,溶于铵盐,例题：

在0.20L的0.50molL-1MgCl2溶液中加入等体积的0.10molL-1的氨水溶液，问有无Mg（OH）2沉淀生成？

为了不使Mg（OH）2沉淀析出，至少应加入多少克NH4Cl（s）？

（设加入NH4Cl（s）后体积不变）,解：

=4.510（-6）,此题也可以用双平衡求解：

PbSBi2S3CuSCdSSb2S3SnS2As2S3HgS,2）金属硫化物,难溶金属硫化物在酸中的沉淀-溶解平衡：

难溶金属硫化物的多相离子平衡：

例题：

25下,于0.010molL-1FeSO4溶液中通入H2S（g）,使其成为饱和溶液（c（H2S）=0.10molL-1）。

用HCl调节pH值，使c（HCl）=0.30molL-1。

试判断能否有FeS生成。

稀HCl,HAc,MnS,CdS,PbS,CuSAg2S,HgS,浓HCl,王水,ZnSFeS,4配合物的生成对溶解度的影响沉淀的配位溶解,例题：

室温下，在1.0L氨水中溶解0.10mol固体的AgCl（s），问氨水的浓度最小应为多少?

氧化配位溶解：

氧化还原溶解：

沉淀溶解的方法：

酸（碱或盐）溶解,氧化还原溶解,配位溶解,氧化配位（王水）溶解,3.4.3两种沉淀之间的平衡,2沉淀的转化,1分步沉淀,1L溶液,1）分步沉淀和共沉淀,1分步沉淀,实验：

分步沉淀的次序：

与的大小及沉淀的类型有关沉淀类型相同，被沉淀离子浓度相同，小者先沉淀，大者后沉淀；沉淀类型不同，要通过计算确定。

与被沉淀离子浓度有关,例题：

某溶液中含Cl和，它们的浓度分别是0.10mol.L-1和0.0010mol.L-1，通过计算证明，逐滴加入AgNO3试剂，哪一种沉淀先析出。

当第二种沉淀析出时，第一种离子是否被沉淀完全（忽略由于加入AgNO3所引起的体积变化）。

解：

析出AgCl（s）所需的最低Ag+浓度,2沉淀的转化,例题：

在1LNa2CO3溶液中使0.010mol的CaSO4全部转化为CaCO3,求Na2CO3的最初浓度为多少?

解：

结论：

沉淀类型不同，计算反应的。

沉淀类型相同,大（易溶）者向小（难溶）者转化容易，二者相差越大，转化越完全，反之小者向大者转化困难；,例题：

如果在1.0LNa2CO3溶液中使0.010mol的BaSO4完全转化为BaCO3，问Na2CO3的溶液最初浓度为多少?

解：

3.4.4沉淀反应的应用,1.制备难溶的化合物,2.除去溶液中的杂质,3.离子鉴定,4.离子分离,