巖土師考試化學輔導:可溶電解質單相電離平衡
1.水的電離平衡:H2O(ι)===== H+(aq) + OH-(aq)
(1)水的離子積: KwW=wC(H+)?C(OH-) 250C KwW=1.0×10-14
例,在0.1000mol.dm-3HCl溶液中, C(H+)=0.1000mol.dm-3, C(H+)?C(OH-)= KwW
C(OH-)= (2) pH值: pH=-lg{C(H )}, pOH=-lg{C(OH )},
pH + pOH=14
例, 0.1000mol.dm-3HCl溶液,pH=1,pOH=14-1=13
2.酸堿質子理論
(1)酸:凡能給出H+的物質稱為酸。
(2)堿:凡能接受H+的物質稱為堿。
一個酸給出質子變為其共軛堿, 一個堿給出質子變為其共軛酸.
HA ===== H+ + A-
共軛酸 共軛堿
例如, 共軛酸堿對:HAc―NaAc、HF―NH4F、NH4Cl―NH3、H2CO3―HCO3-、HCO3-―CO32-、
H2PO4-―HPO42-等。
有的物質既可作為酸給出質子,又可作為堿得到質子,因此具有兩性。如,
HCO3-、H2PO4-、HPO42-等。
3.一元弱酸的解離平衡:如,HAc(aq) ===== H+ (aq) + Ac-(aq)
弱酸的解離常數: Ka=
若弱酸比較弱,Ka<10-4則:ceq(H+)≈ ;
解離度α= ×100% ,ceq(H+)=cα;
HAc(aq) ===== H+ (aq) + Ac-(aq)
平衡濃度/mol?dm-3 c -cα cα cα
若弱酸比較弱,Ka≈cα2
α≈ …….稱溶液的稀釋定律
說明:
(1)Ka越大則酸性越強。Ka只與溫度有關,在一定溫度下, Ka為一常數,Ka不隨濃度變化而變。
(2)在一定的溫度下, 解離度α大小可隨濃度c而變,溶液稀釋時,濃度c下降, 則解離度α升高;
(3)稀釋雖然增加了解離度,但由于體積增大,總濃度卻減少,一般,解離度增大的程度比濃度減少的程度要小的多,因此總的說來,溶液稀釋, H+降低.
例1. 求0.100mol.dm-3 HAc溶液的PH值。(Ka=1.8×10-5)
解: ceq(H+)≈ = pH =2.88
例2.某溫度時, 已知0.100mol.dm-3 HCN的電離度為0.010%,則該溫度時,HCN的解離常數Ka是多少?
解:Ka=cα2=0.100×(0.010%)2=1.00×10-9
4.一元弱堿的解離平衡:如,NH3(aq)+H2O(ι) ===== NH4+(aq)+OH-(aq)
弱堿的解離常數:Kb= 若弱堿比較弱,Kb<10-4則:
Ceq(OH-)≈ Ceq(H+)=
例:求0.100mol.dm-3 氨水溶液的PH值。(Kb=1.8×10-5)
解:Ceq(OH-)≈ = Ceq(H+)= = PH=11.13
5.多元弱酸解離平衡:
多元弱酸堿二級解離往往比一級解離弱得多,可近似按一級解離處理。如,
H2S(aq)=H+(aq)+HS-(aq),Ka1=9.1×10-8
HS-(aq)= H+(aq)+ S2-(aq),Ka2=1.1×10-12
Ka1>>Ka2,忽略二級解離,按一級解離處理:
ceq(H+)≈
因ceq(H+)≈ceq(HS-),根據二級解離平衡, 故 ceq(S2-)≈Ka2
6.鹽類水解平衡及溶液的酸堿性
(1)強堿弱酸鹽的水解: 強堿弱酸鹽水解生成弱酸和強堿,溶液呈堿性。
例如NaAc水解: Ac-+H2O=HAc+OH-
(2)強酸弱堿鹽的水解: 強酸弱堿鹽水解生成弱堿和強酸,溶液呈酸性。
例如NH4Cl水解: NH4++H2O=NH3.H2O+H+
(3)弱酸弱堿鹽水解:水解生成弱酸和弱堿,溶液酸堿性視弱酸Ka和弱堿Kb相對強弱大小。
例如NH4Ac水解溶液呈中性: NH4Ac+ H2O= NH3.H2O+ HAc
(4)強酸強堿鹽水解:溶液呈中性。如NaCl溶液, pH=7。
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