1.水的电离平衡:H2O(ι)===== H+(aq) + OH-(aq)
(1)水的离子积: 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.酸碱质子理论
(1)酸:凡能给出H+的物质称为酸。
(2)碱:凡能接受H+的物质称为碱。
一个酸给出质子变为其共轭碱, 一个碱给出质子变为其共轭酸.
HA ===== H+ + A-
共轭酸 共轭碱
例如, 共轭酸碱对:HAc—NaAc、HF—NH4F、NH4Cl—NH3、H2CO3—HCO3-、HCO3-—CO32-、
H2PO4-—HPO42-等。
有的物质既可作为酸给出质子,又可作为碱得到质子,因此具有两性。如,
HCO3-、H2PO4-、HPO42-等。
3.一元弱酸的解离平衡:如,HAc(aq) ===== H+ (aq) + Ac-(aq)
弱酸的解离常数: Ka=
若弱酸比较弱,Ka<10-4则:ceq(H+)≈ ;
解离度α= ×100% ,ceq(H+)=cα;
HAc(aq) ===== H+ (aq) + Ac-(aq)
平衡浓度/mol·dm-3 c -cα cα cα
若弱酸比较弱,Ka≈cα2
α≈ …….称溶液的稀释定律
说明:
(1)Ka越大则酸性越强。Ka只与温度有关,在一定温度下, Ka为一常数,Ka不随浓度变化而变。
(2)在一定的温度下, 解离度α大小可随浓度c而变,溶液稀释时,浓度c下降, 则解离度α升高;
(3)稀释虽然增加了解离度,但由于体积增大,总浓度却减少,一般,解离度增大的程度比浓度减少的程度要小的多,因此总的说来,溶液稀释, 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.某温度时, 已知0.100mol.dm-3 HCN的电离度为0.010%,则该温度时,HCN的解离常数Ka是多少?
解:Ka=cα2=0.100×(0.010%)2=1.00×10-9
4.一元弱碱的解离平衡:如,NH3(aq)+H2O(ι) ===== NH4+(aq)+OH-(aq)
弱碱的解离常数:Kb= 若弱碱比较弱,Kb<10-4则:
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.多元弱酸解离平衡:
多元弱酸碱二级解离往往比一级解离弱得多,可近似按一级解离处理。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,忽略二级解离,按一级解离处理:
ceq(H+)≈
因ceq(H+)≈ceq(HS-),根据二级解离平衡, 故 ceq(S2-)≈Ka2
6.盐类水解平衡及溶液的酸碱性
(1)强碱弱酸盐的水解: 强碱弱酸盐水解生成弱酸和强碱,溶液呈碱性。
例如NaAc水解: Ac-+H2O=HAc+OH-
(2)强酸弱碱盐的水解: 强酸弱碱盐水解生成弱碱和强酸,溶液呈酸性。
例如NH4Cl水解: NH4++H2O=NH3.H2O+H+
(3)弱酸弱碱盐水解:水解生成弱酸和弱碱,溶液酸碱性视弱酸Ka和弱碱Kb相对强弱大小。
例如NH4Ac水解溶液呈中性: NH4Ac+ H2O= NH3.H2O+ HAc
(4)强酸强碱盐水解:溶液呈中性。如NaCl溶液, pH=7。