资源简介

(共24张PPT)
单元四 溶液
溶液的浓度表示及换算
稀溶液的依数性
酸碱质子理论和解离平衡
溶液的pH及计算 、溶液酸度的控制
教学内容
熟悉溶液的浓度表示方法、相关计算与换算；
理解稀溶液的依数性及其应用；
了解酸碱质子理论，掌握水的质子自递及常见酸碱溶液pH的相关计算；
理解缓冲溶液的组成及作用，掌握缓冲溶液的配制及应用；
教学目标
化学组成揭示酸碱本质；找到衡量酸碱强弱的标度，对酸碱认识由现象到本质的质的飞跃（贡献巨大，普遍应用。
任务四 溶液的pH值及计算
解离理论（1887，阿仑尼乌斯，瑞典） ：
凡是在水溶液中能解离产生H+的物质叫作酸；凡是在水溶液中能解离产生OH-的物质叫作碱；酸碱中和的产物是盐和水.
pH=-lg[H+]，反映了溶液酸碱性的大小，
最初认识：有酸味，能使蓝色石蕊变红的物质叫酸；
有涩味，使红色石蕊变蓝的叫碱。
酸？碱？
酸碱质子理论（1923，布朗斯特和英国劳莱）：
凡是能给出质子的分子或离子称为酸；
凡是能接受质子的分子或离子称为碱；
酸碱反应的实质是酸碱之间通过溶剂传递质子。
丹麦 布朗斯特
分析化学理论分析的依据
带正电荷的亚原子粒子，如H+。
酸碱电子理论：凡是能接收电子的物质称为酸；凡是能给出电子的物质称为碱；酸碱反应的实质是酸碱之间形成配位键的过程。
其它：软硬酸碱理论、溶剂理论等。
表→里、浅→深、现象→本质
（一）酸碱定义和酸碱的共轭关系
凡能给出质子(H+)的分子或离子都是酸(acid)。
凡能接受质子(H+)的分子或离子都是碱(base)。
一、酸碱质子理论
HCl、HAc、NH4+、H3O+、H2PO4-、质子的给体——质子酸。
Cl-、NH3、OH-、Ac-、HPO42-、质子的接受体——质子碱。
酸和碱不是孤立的，酸给出质子后所余下的部分就有接受质子的能力（碱），碱接受质子后即成为酸。酸碱之间是相互联系、可以转化的关系。
任务四 溶液的pH值及计算
酸与碱的关系（酸碱半反应）可表示为：
（示例）
因一个质子的得失而相互依存又相互转化的性质称为共轭性；
因质子得失相互转变的一对酸碱称为共轭酸碱对；
一种酸释放一个质子后形成其共轭碱；一种碱结合一个质子后而形成其共轭酸；
酸比它的共轭碱多一个质子，碱比它的共轭酸少一个质子。
酸中有碱，碱可变酸。知酸便知碱，知碱便知酸。
任务四 溶液的pH值及计算
1. 写出下列分子或离子共轭酸的化学式: SO42- 、S2- 、H2PO4- 、HSO4- 、NH3
2.写出下列各分子或离子的共轭碱的化学式：NH4+ 、H2S 、H2SO4 、H2PO4- 、HSO4-
HSO4- 、HS- 、H3PO4 、H2SO4 、NH4+
NH3 、HS- 、HSO4- 、HPO42- 、SO42-
课堂练习
3. NaHCO3 、Na2CO3、Na+是酸还是碱？
两性物质（既可给出质子，又可结合质子的物质 ）
碱（无盐
的概念）
中性物质（既不给出质子又不结合质子的物质）
任务四 溶液的pH值及计算
（二）酸碱反应的本质——质子传递
注意：酸碱反应时，质子并非直接从酸转移至碱，而是通过溶剂进行传递。
（水溶液）
（1）+（2）
任务四 溶液的pH值及计算
小 结酸碱半反应不可能单独发生，必须有溶剂；酸碱反应是两对共轭酸碱共同作用的结果;酸碱反应的实质是质子的转移。任务四溶液的pH值及计算（三）酸碱平衡与酸碱强度的衡量
物质给出质子的能力愈强，其酸性愈强，反之就愈弱；
物质接受质子的能力愈强，其碱性愈强，反之就愈弱。
根据酸碱给出或接受质子能力的大小,可把酸碱分为强酸(碱)(完全给出)和弱酸(碱)(部分给出), 酸碱的强弱可由
其在酸碱反应中的平衡常数上反映出来。
任务四 溶液的pH值及计算
HA + H2O H3O+ + A-
A-+ H2O OH- + HA
Ka↑，给质子能力↑强，酸的强度↑
Kb↑，得质子能力↑强，碱的强度↑
1.酸碱平衡与酸、碱平衡常数
应用：利用Ka或Kb可比较相同类型、相同浓度的酸或碱
在相同温度下的酸碱性强弱；
利用酸碱平衡关系计算溶液的酸碱度（pH）。
任务四 溶液的pH值及计算
多元酸的平衡常数任务四溶液的pH值及计算2.共轭酸碱对Ka和Kb的关系(水溶液中)(非水溶液中)二元酸及其共轭碱：三元酸及其共轭碱：任务四溶液的pH值及计算二、水的质子自递反应和溶液的酸碱性
（一）水的质子自递反应
溶剂分子之间存在着的质子传递作用，反应的平衡常数——质子自递常数，以Ki表示：
H2O + H2O H3O+ + OH –
Kw—水的离子积，25℃时：
注意：适用于任何物质的水溶液。
任务四 溶液的pH值及计算
中性溶液:pH=pOH=7.0酸性溶液：pH<7.0碱性溶液：pH>7.0任务四溶液的pH值及计算（二）溶液的酸碱性和pH值纯水溶液：酸性溶液：碱性溶液：当[H+]或[OH－]较小时，可用其对数的负值（负对数）pH值或pOH值表示酸碱性：对于任何物质的水溶液，有：任务四溶液的pH值及计算（一）强酸或强碱溶液
1.一元强酸（C ）
HA H + + A -
H2O H + + OH -
ca ＞ 10-6 mol/L，忽略水解离：
精确式
近似式***
c≤10－8 mol·L－1时，溶液pH值主要由水的解离决定：
三、常见酸碱溶液pH的计算
任务四 溶液的pH值及计算
2.一元强碱（cb ）
精确式
B + H + BH +
H2O H + + OH –
近似式***
cb＞10-6 mol/L：
c≤10－8 mol·L－1：
多元强酸（碱）近似式：
任务四 溶液的pH值及计算
（二）一元弱酸(碱)溶液
HA H + + A -
H2O H + + OH -
近似式***
精确式
任务四 溶液的pH值及计算
最简式
同理可得一元弱碱中[OH-]的最简计算公式
α≤ 5%,或c/Ka≥ 500时，c – [H+]≈ c
任务四 溶液的pH值及计算
总结：计算酸性溶液中[H+]浓度、pH值的步骤
判断酸的强弱
弱酸
强酸
H+完全解离
H+部分解离
判断c/Ka与500的大小关系
c/Ka ≥ 500
c/Ka<500
用精确公式计算
pH = -lg[H+]
任务四 溶液的pH值及计算
说明：弱碱中OH-浓度的计算步骤同弱酸中H+ 浓度的计算;弱碱pH值的计算方法有两种。
A.由OH-的浓度，先计算H+浓度，再根据公式计算溶液pH值。
B.先计算pOH，再根据pH+pOH=14计算pH值。
任务四 溶液的pH值及计算
1.多元弱酸：设多元弱酸分析浓度为c：
2.多元弱碱：设多元弱碱分析浓度为c：
（三）多元弱（碱）溶液pH计算
相关计算近似处理成一元弱酸或弱碱
任务四 溶液的pH值及计算
NaHA
Na H2PO4
Na2HPO4
两性物质溶液的pH值只与解离常数有关，与浓度无关
NH4Ac溶液：
（谁强显谁性）
（四）两性物质溶液酸度计算
任务四 溶液的pH值及计算
强酸强碱溶液
弱酸弱碱溶液
两性物质溶液
总结——溶液酸度的计算
任务四 溶液的pH值及计算

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