酸堿平衡與沉淀溶解平衡

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1、第五章酸堿平衡與沉淀溶解平衡第一節(jié)酸和堿一、酸堿質(zhì)子理論（一）酸堿質(zhì)子理論定義酸是能給出質(zhì)子的分子或離子，稱為質(zhì)子給體，堿是能與質(zhì)子結(jié)合的分子或離子，稱質(zhì)子受體。酸：凡是能釋放H+的物質(zhì)都是酸堿：凡是能接受H+的物質(zhì)都是堿。水既能接受質(zhì)子，又能給出質(zhì)子，稱之為兩性物質(zhì)。酸與堿之間是相互對應(yīng)的關(guān)系，這種關(guān)系稱為共軛關(guān)系。它們之間只相差一個質(zhì)子，稱為共軛酸堿對。（二）酸堿的強弱共軛酸堿對的離解常數(shù)Ka和Kb之間有確定的關(guān)系。以HAc為例：由于溶劑水的濃度是常數(shù)，所以它不出現(xiàn)在平衡常數(shù)式中。酸堿理論中的酸堿反

2、應(yīng)就是酸堿之間的質(zhì)子傳遞。H+酸1堿1酸2堿2HCl是酸，放出質(zhì)子給NH3，轉(zhuǎn)變?yōu)楣曹棄ACl―;NH3是堿，接受質(zhì)子后，轉(zhuǎn)變成共軛酸NH4+。酸堿質(zhì)子理論不僅擴大了酸堿的范圍，還可以把酸堿離解作用、中和反應(yīng)、水解反應(yīng)等，都看作是質(zhì)子傳遞的酸堿反應(yīng)。在同一溶劑中，不同酸堿的相對強弱決定于各酸堿的本性。但同一酸堿在不同溶劑中的相對強弱則由溶劑的性質(zhì)決定。二、路易斯(Lewis)酸堿概念凡是能給出電子對的分子、離子或原子團都叫做堿；凡是能接受電子對的分子、離子或原子團都叫做酸。路易斯(Lewis)酸堿概念比酸

3、堿質(zhì)子理論擴大了酸堿的范圍。第二節(jié)　酸堿平衡水分子的質(zhì)子傳遞反應(yīng)，存在質(zhì)子自遞平衡(autoprotolysisequilibrium)H2O+H2OH3O++OH-H2OH++OH-KW=[H+][OH-]=1.0×10-14一、水的質(zhì)子自遞平衡水的離子積KW的重要意義在于它表明水溶液中的[H+]和[OH-]的乘積等于一個常數(shù)。不論是酸性還是堿性溶液中，H+和OH-都是存在的。pH=-lg[H+]二、弱酸弱堿電離平衡（一）一元弱酸、弱堿的電離平衡HAH++A-[H+]=條件c/Ka≥500[例1]計算

4、0.1mol?L-1HAc溶液的pH值及電離度α[例2]計算0.01mol?L-1二氯乙酸(CHCl2COOH)溶液的pH值及電離度α[例3]25℃時，0.1mol/L醋酸的電離度為1.32%，求醋酸溶液的電離常數(shù)。解：已知25℃時α=1.32%KHAc＝Cα21－α＝0.1×(0.0132)21－0.0132＝1.76×10―5一元弱堿電離平衡的計算[OH-]=Kb?c（二）多元弱酸、弱堿的電離平衡凡是能釋放兩個或更多的質(zhì)子的弱酸稱為多元弱酸，如：H2CO3、H2C2O4、H3PO4H3PO4+H2O

5、H3O++H2PO4-H2PO-4+H2OH3O++HPO42-HPO42-+H2OH3O++PO43-[例]計算0.10mol?L-1H2S水溶液的[H3O+]、pH和[S2-]以及H2S的電離度多元弱堿在水中的分步接受質(zhì)子以及溶液中堿度的計算原則與多元弱酸相似，計算時須采用堿度常數(shù)Kb[例]計算0.10mol?L-1Na2CO3溶液pH的（三）兩性物質(zhì)的電離平衡[H+]=Ka'Ka[例]計算0.10mol?L-1NaHCO3溶液的值三、拉平效應(yīng)與區(qū)分效應(yīng)（一）拉平效應(yīng)強度不同的酸和堿，在某種溶劑的作

6、用下，其酸度或堿度被定位在同一水平上的效應(yīng)。（二）區(qū)分效應(yīng)在某種溶劑中，強度十分接近的酸和堿，在另一種溶劑中，酸堿強弱卻會表現(xiàn)出明顯的差別，這種現(xiàn)象稱為區(qū)分效應(yīng)。四、同離子效應(yīng)和鹽效應(yīng)（一）同離子效應(yīng)在弱電解質(zhì)溶液中，加入一種與弱電解質(zhì)含有相同離子的強電解質(zhì)時，可使弱電解質(zhì)的電離度降低，這種現(xiàn)象稱為同離子效應(yīng)。例如在HN3?H2O溶液中，加入強電解NH4Cl晶體。NH3?H2ONH4＋＋OH–NH4ClNH4＋＋Cl–（二）鹽效應(yīng)定義：在弱電解質(zhì)溶液中，加入與弱電解質(zhì)沒有相同離子的強電解質(zhì)，使弱電解質(zhì)的

7、電離度增大的效應(yīng)。例：在醋酸中加入NH4Cl。在氨水溶液中加入NaAc。（三）pH對溶質(zhì)（藥物等）存在狀態(tài)的影響大多數(shù)藥物都是有機弱酸或弱堿，它們在生產(chǎn)制備，分析過程及體內(nèi)吸收時，環(huán)境的pH對它們的存在狀態(tài)都有很大的影響。第三節(jié)緩沖溶液在溶液中進行的許多化學(xué)反應(yīng)，特別是在生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)，往往需要在一定的pH值條件下才能正常進行。保證人體正常生理活動的體液都要有一定的pH值，而且不易因外界條件的變化而發(fā)生改變，這種體液具有緩沖溶液的特性。學(xué)習(xí)緩沖溶液的基本原理，不僅有助于后續(xù)課程關(guān)于體內(nèi)酸堿平衡理論的

8、學(xué)習(xí)，而且有助于在理論上闡明某些生理現(xiàn)象和體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。一、緩沖溶液的組成和作用機理（一）緩沖溶液的組成能夠抵抗外來少量強酸、強堿或稍加稀釋而保持pH值基本不變的溶液稱為緩沖溶液（buffersolution）。緩沖溶液對強酸、強堿或稀釋的抵抗作用稱為緩沖作用（bufferaction）。緩沖溶液由足夠濃度的的共軛酸堿對組成。其中，能夠抵抗外來強堿的組分是共軛酸，稱為抗堿成分。能夠抵抗外來強酸的組分是共軛堿，稱為抗酸成分。緩沖系的類型：1