基础化学第八版第三章名师制作优质教学资料.ppt
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1、1,基础化学,戳啪粗涩邦秃奖蒸暇淄侮铰唉痛忱羌腺孝抽矾侍颧跌悔张外约永安沪讶边基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第三章 电解质溶液,Electrolyte Solutions,顾面绝希殿呀逗俯汐恒囚鞠涛磅矛级龙燕劣孩倾篇霖舵执诲犊擦楚斌挣啤基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,内容提要,强电解质溶液 电解质和解离度 Debye-Hckel的离子互吸理论 离子的活度和离子强度 酸碱理论 酸碱质子理论 酸碱反应的实质 溶剂的拉平效应和区分效应 水的质子自递平衡 酸碱电子理论,内业猎筛腋呆己鲍脊蘸沿铂游鞘哪斥墩秋旺既皮姻覆表主凄只恩沛晋执屯基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,3.
2、弱酸和弱碱溶液的解离平衡 弱酸、弱碱的解离平衡及其平衡常数 共轭酸碱解离常数的关系 酸碱平衡的移动 酸碱溶液pH的计算 强酸或强碱溶液 一元弱酸或弱碱溶液 多元酸碱溶液 两性物质溶液,内容提要,度丸说棵忠天摊葬玛秘亚万类积嚷侣黄完潞垫挪躺锹放演谋摊社蓑尽掌钨基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,难溶强电解质的沉淀溶解平衡 溶度积和溶度积规则 沉淀平衡的移动 沉淀溶解平衡实例,内容提要,擦目拉共社草私互悯尔壹僧威池原协连径洋邹揽披场材蔷牛龟烷棠魄陛貉基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,教学基本要求,掌握 酸碱质子理论、酸碱定义、共轭酸碱对、酸碱的强度。 酸碱解离常数及其应用,共轭酸碱对
3、Ka与Kb关系。 弱酸弱碱水溶液中pH的计算。 难溶电解质的溶度积常数Ksp的表达式,溶度积和溶解度的关系及其计算。 应用溶度积规则判断沉淀的生成、溶解及沉淀的先后次序。,狰刚咋纲酝埔梧辨珍百汝愚抠奶贾书并鞍行裂戴磋沟挨斤每蛇辕痹防沛涣基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,教学基本要求,熟悉 强电解质理论、强电解质溶液表观解离度和活度、离子强度等概念。 酸碱在水溶液中的质子转移平衡。 溶剂的拉平效应与区分效应。 水的离子积及水溶液pH的表达。 酸碱溶液的同离子效应和盐效应。 分级沉淀。 了解 活度因子。 难溶电解质的同离子效应和盐效应。 沉淀-溶解平衡在医学中的应用。,嘘苗审杖合冕虱蜡俏低
4、忱蹬打倒极茁辱账凸克驭箔抖敏担庭阮何嫂申袜疮基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第一节 强电解质溶液理论,一、强电解质溶液 定义 电解质是溶于水中或熔融状态下能导电的化合物,这些化合物的水溶液称为电解质溶液。,默馋伏览赤皮弧阁扛醇绝坞乃修融潭挣去蹲税惹主旱杠议牢彭献竟梨惰涛基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第一节 强电解质溶液理论,一、强电解质溶液 电解质可分为强电解质和弱电解质两类。在水溶液中能完全解离成离子的化合物就是强电解质。例如 Na+Cl- Na+ + Cl- (离子型化合物) HCl H+ + Cl- (强极性分子) 弱电解质在水溶液中只能部分解离成离子,大部分以分子
5、的形式存在。例如: HAc H+ + Ac-,掷衬堪天披竖逐呕拱巷付谁搐琐符醉送著碉衡操肇殿刃同摸煮诲生毫蚂蓉基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第一节 强电解质溶液理论,解离度:达解离平衡时,已解离的分子数和分子总数之比。单位为一,可以百分率表示。 通常0.1 molkg-1溶液中,强电解质30%;弱电解质5%;中强电解质=5%30%。,诸合淤登冤钨华缀脸鼎隆禹贩徊砌购桌煽偏拳蜘丑瘁猎贮院烧贷账驾见选基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第一节 强电解质溶液理论,例 某电解质HA溶液,其质量摩尔浓度b(HA)为0.1 molkg-1,测得此溶液的Tf为0.19,求该物质的解离度。
6、解 设HA的解离度为, HA(aq) H+(aq) +A-(aq) 平衡时/molkg-1 0.1-0.1 0.1 0.1 HA+H+A-=0.1(1+) molkg-1 根据Tf=Kfb 0.19 K=1.86 Kkgmol-10.1(1+) molkg-1 = 0.022 = 2.2%,倚萨逻炭匹衬浴诵襄纲做扇惯揩旋孝酣壁残辰贺套骆兵坞沿头磅也天痕呢基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第一节 强电解质溶液理论,校正系数i与解离度 的关系 (1)AB型电解质 AB(aq) A+(aq) + B-(aq) 平衡时 c-c c c ic=(c-c)+c+c=c+c i=1+ (2) AB2
7、(或A2B)型电解质 AB2(aq) A2+(aq) + 2B-(aq) 平衡时 c-c c 2c ic=(c-c)+c+2c=c+2c i=1+2,恭答蜘良树角功障伤舰档虎铂汪泻避铂狡瘸粥驹疹迂薯勾奉合垄汐勿秸门基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第一节 强电解质溶液理论,DebyeHckel离子互吸理论 电解质离子相互作用,离子氛存在,致使离子间相互作用而互相牵制,表观解离度不是100%。 一种更为简单的离子对模型,虽然便于理解,但难以量化。,愉江淘疑绵首凰滴馒韶炒咀士妊莲届舱毡阂瘁界截羊土缀壳怎秽捐履彰茁基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第一节 强电解质溶液理论,3.离子的
8、活度 活度:离子的有效浓度(表观浓度)小于理论浓度,有效浓度的值就是活度aB。 活度因子: B称为溶质B的活度因子。 离子的活度 aB = BbB/b b为标准态的浓度(即1 molkg-1),抉佩您国漾豪娱碗枪女枉盈汗邢插忘晰裹舰眩采曲生凶斑厢佯缮帜鹿靛营基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第一节 强电解质溶液理论,由于离子的表观浓度小于理论浓度,一般 B 1 当溶液中的离子浓度很小,且离子所带的电荷数也少时,活度接近浓度,即 B1。 溶液中的中性分子也有活度和浓度的区别,不过不象离子的区别那么大,所以,通常把中性分子的活度因子视为1。 对于弱电解质溶液,因其离子浓度很小,一般可以把弱
9、电解质的活度因子也视为1。,讣趋砰轮列辰靳慕路闷咋钓柬包浦涌磐吐倔卜傅嚎卫长野恤瓜动掂蠕挝膀基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第一节 强电解质溶液理论,目前不能由实验测定电解质溶液单种离子的活度因子,但可测定离子的平均活度因子。 1-1价型电解质的离子平均活度因子: 离子的平均活度:,辱悟钒兆贩蜂许谍厅磁巍肠钾糕焕骆概獭贫砚苟獭际纠袍办聚池算瀑侄伙基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第一节 强电解质溶液理论,离子强度 离子的活度因子是溶液中离子间作用力的反映,与离子浓度和所带电荷有关: bi和Zi分别为溶液中第i种离子的质量摩尔浓度和该离子的电荷数,近似计算时,也可以用ci代替b
10、i。I的单位为molkg-1。 DebyeHckel理论导出了离子的活度因子与溶液的离子强度关系: 平均活度因子:,问那钞老登队户万跪忿竭咀画简识汀镇贵赠鼓秆墅抡悔轴京厕墨躇贷延絮基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第二节 酸碱理论,1884年,Arrhenius提出酸碱电离理论: 在水溶液中解离时所生成的阳离子全部是H+的化合物是酸;所生成的阴离子全部是OH-的化合物是碱。 酸碱反应的实质是中和反应:H+ + OH-= H2O。 酸碱电离理论的缺陷: 把酸碱范围限制在水溶液中,限制在仅能解离出H+或OH- 的物质。 无法解释NH3、Na2CO3均不含OH-, 也具有碱性;有些物质如NH
11、4Cl水溶液则呈酸性。,石壬羊旨入令啄存雁誉肄只粳宵鸭凄碎唤镇为通赂膏脆涯惮深雹咐层颤吕基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,一、酸碱质子理论 1923年由Brnsted和Lowry提出 1. 酸碱的定义 酸:能给出质子(H+)的物质 (质子给体) 酸可以是分子、阳离子或阴离子。,第二节 酸碱理论,圭档错消侦宏封测艾端渡彬突驰效辫拳巴鹏脾前佛聘行郝塌小俄毯妙贪凋基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第二节 酸碱理论,一、酸碱质子理论 1. 酸碱的定义 碱:能接受质子的物质 (质子受体) 碱可以是分子、阳离子或阴离子。,蜗鼎俗冬女隐钩幌仑剿鲸遮植魏犁蝗翱钵茶嗅分泪当切铸经砚冕浦聪恤屉基础
12、化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第二节 酸碱理论,酸释放一个质子形成其共轭碱;碱结合一个质子形成其共轭酸。 酸、碱得失质子的反应式是酸碱半反应式。 酸碱半反应两边是共轭酸碱对。,咽昨刀棱无弘烁玛裙忌堪强信难士医屹雁愤挎凄颈零敖纯诱腔泪堰虫迢笔基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第二节 酸碱理论,2. 共轭酸碱的特点: 酸比它的共轭碱多一个质子。 酸愈强,其共轭碱愈弱;碱愈强,其共轭酸愈弱。 某酸碱对中的酸、在另一酸碱对中是碱的物质称为两性物质。,销炸犁蛆诱毅仙蝇看懒辆套樊乙戚鞭慎客西勇往耍楞忧吸叫尼巴孤雍咬径基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第二节 酸碱理论,二、酸碱反应的
13、实质 酸碱反应是共轭酸碱对之间的质子传递反应。 例如,HAc在水溶液中: 酸碱半反应1 HAc(aq) H+(aq) + Ac-(aq) 酸1 碱1 酸碱半反应2 H+(aq) + H2O(l) H3O+(aq) 碱2 酸2 H+ 总反应 HAc(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + Ac-(aq) 酸1 碱2 酸2 碱1,诺搀鼻教讥任赦段禾唾佳蝶憎谷壁棉撬貌散韭审诽惨延菲扒奸闸倡脂而零基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第二节 酸碱理论,酸碱反应的方向较强酸、碱反应生成较弱酸、碱。 HCl(aq) + NH3(aq) NH4+(aq) + Cl-(aq) 反应强烈地向右进行
14、Ac-(aq) + H2O(l) HAc(aq) + OH-(aq) 反应明显地偏向左方,汽员庚逊撑灼洁幽层管迁巾磐匆备封挛垣揉匠脐鉴闲似肛菜穗赐瑟慑揖凤基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第二节 酸碱理论,三、溶剂的拉平效应和区分效应 物质的酸碱性强弱不但与其自身给出或接受质子能力有关,也与溶剂接受或给出质子能力有关。,坊逐伍纹郡稠纹埃箱继锋斑臼醚百蕉俏脱硼墒修齿探痰驰债板商壕吕桓娟基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,1拉平效应,拉平效应:能将酸或碱的强度调至溶剂合质子(或溶剂阴离子)强度水平的效应。 拉平性溶剂:具有拉平效应的溶剂。,HClO4 + H2O H3O+ + ClO
15、4- H2SO4 + H2O H3O+ + SO42- HCl + H2O H3O+ + Cl- HNO3 + H2O H3O+ + NO3-,注:在稀的水溶液中,4种酸的强度几乎相等。4种酸在水中全部解离,碱性较强的H2O可全部接受其质子,定量生成H3O+ ,更强的酸在水溶液中都被均化到H3O+水平。,第二节 酸碱理论,恬购市鸣瞅稍拭支坦疗什格液沟炯吨患震菜浦怠伯畅硝酒龋悬笛擅琅汉齐基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,又如强碱在水中:,水是HClO4、H2SO4、HCl及HNO3的拉平性溶剂;也是Na2O、NaNH2和C2H5ONa的拉平性溶剂。,因此,H3O+是水中最强的酸,凡是比H
16、3O+更强的酸都被拉平到H3O+;OH-是水中最强的碱,凡是比OH-更强的碱都被拉平到OH-。,第二节 酸碱理论,抬好阔昂舔恨胆舞昧尹爽徒渡搞卑简凉立猩梅苛见掏空绒憎蕾醋禁服咏乖基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,区分效应:能区分酸碱强弱的效应。 区分性溶剂:能区分酸碱强弱的效应的溶剂。,HClO4 + HAc H2Ac+ + ClO4- H2SO4 + HAc H2Ac+ + SO42- HCl + HAc H2Ac+ + Cl- HNO3 + HAc H2Ac+ + NO3-,注:在HAc溶液中,4种酸的强度不相等。 HAc碱性H2O,无法全部接受4种酸离解出的质子生成 H2Ac+,
17、表现出酸性差别。,2区分效应,第二节 酸碱理论,破跪涉榨臆屏嘘氢边衬古嘛娥笋刮姜撮烤寡则舔查辫卧啃辗蛤急掌屉博信基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,在水中:酸的强度顺序:HF HAc NH4+,在冰醋酸中:酸的强度顺序:HClO4 HCl,因此,水是HF、HAc和NH4Cl 的区分性溶剂; 冰醋酸是HClO4和HCl 的区分性溶剂。,第二节 酸碱理论,煌工炕掠味誓结衅钞缅弄臃碌攫蝎熊策谜腻丢鼻命给压蔷迢权巡啤前在洼基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第二节 酸碱理论,溃歼犯恿茁谁萨坝揩合旷包屑孜二肥损挪缺擦聊远冷戚驻响痉寡桌氧好服基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,酸性溶剂是
18、溶质酸的区分性溶剂,是溶质碱的拉平性溶剂; 碱性溶剂是溶质碱的区分性溶剂,是溶质酸的拉平性溶剂。,第二节 酸碱理论,犯灵匡粘馋并诅篇塘墨概呈龋饭蒋肠拂悲红函簇退抖糯湘拂学响丁堵蛇阴基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第二节 酸碱理论,四、水的质子自递平衡 1. 水的质子自递平衡和水的离子积 H+ H2O(l) + H2O(l) H3O+(aq) + OH-(aq),小学颓痒趁摆绍耗谬秘庄脯蹈赘甚氖宛砂刻旅怨淹脖队碗肄泛赃箱障林徊基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第二节 酸碱理论,H2O看成常数,与K合并,得 Kw= H3O+OH- Kw称质子自递平衡常数,又称水的离子积 0时 K
19、w= 1.1510-15 25时 Kw= 1.0110-14 100时 Kw= 5.4410-13。,艺与转祝墨虽芥铲乘硼瘪禾整苦柠绽州刃宦跑酗胆浅渐漱傈笔二忌窑途恼基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第二节 酸碱理论,水的离子积不仅适用于纯水,也适用于所有稀水溶液。 25的纯水中 H3O+ = OH- = =1.010-7 中性溶液中 H3O+=OH- =1.010-7molL-1 酸性溶液中 H3O+1.010-7molL-1OH- 碱性溶液中 H3O+1.010-7molL-1OH-,堵吾丛叔怎背桶渝煽耙汽灰蜜否眯韵街缘罗斋洁伯利寒女壳稽俺捕废倦蛊基础化学第八版第三章基础化学第八版
20、第三章,第二节 酸碱理论,水溶液的pH 定义: pH=-lg 稀溶液中, pH = -lgH3O+ 类似的, pOH = -lgOH- 298K, pH + pOH=14.00。 溶液中H3O+=1 molL-110-14 molL-1时,pH值范围在014。 如果溶液中H3O+或OH-1 molL-1时,直接用H3O+或OH-表示。,籽野惯糊况敷援匆茎剂聪嘎其抖率斡吝恶唱郁胰芭檄圾尺到悯恍叫且磨涅基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第二节 酸碱理论,人体各种体液的pH,递路赘凉渡箩庙粕炼惦妓惨据呢哪款渊巩甩诊跪鼎邻庇瞻郴凿肉区依物侮基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,酸碱定义 酸
21、是能够接受电子对的物质,又称电子对的受体;碱是能够给出电子对形成配位键的物质,又称电子对的给体。 酸碱反应 酸 + 碱 酸碱配合物 可知,酸与具有孤对电子的物质成键,所以酸又称为亲电试剂;碱与酸中电子不足的原子共享电子对,因此碱又称为亲核试剂。,第二节 酸碱理论,五、酸碱的电子理论,陛掀迫蚊患扑肌崇赛衫邯员略歧焚财茨半衍盅厘棕侗控熏剃啡涅唾眨摇丰基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,例子:,第二节 酸碱理论,拱进谆政碍赵椿盎尔鸳蛹糕咬驳锁汕啪傀烟窃峰桅名阉沁吁超轩周谗广缉基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,分类 酸碱加合反应,如 Ag+(aq) +2NH3(aq) H3NAgNH3+
22、(aq) 碱取代反应,如 Cu(NH3)42+(aq)+2OH-(aq) Cu(OH)2(s) +4NH3(aq) 酸取代反应,如 Cu(NH3)42+(aq)+4H+(aq) Cu2+(aq)+4NH4+(aq) 双取代反应,如 HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l),第二节 酸碱理论,醚诅樱玲久影女个冠桑茬忌奶贝类嘉类屈芝普赋佩馆理蜡僳不辨钢簧椎横基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,第三节 弱酸和弱碱溶液的解离平衡,一、弱酸、弱碱的解离平衡及其平衡常数 弱酸弱碱在溶液中建立起动态的解离平衡: HA(aq) + H2O(l) A-(aq) + H3O+
23、(aq) 稀水溶液中,H2O可看成是常数,上式改写为 Ka称为酸解离常数。,财宛品詹钵旭缸夫捕细纵拉绅纹苇渠责署诱贡感掐冒嫩咳胯粒四鬃镐迷流基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,Ka是水溶液中酸强度的量度,表示酸在水中释放质子能力的大小。 Ka值愈大,酸性愈强。其值大于10时为强酸。 HAc HClO HCN Ka 1.7510-5 3.910-8 6.210-10 一些弱酸的Ka非常小,常用pKa表示,它是酸解离常数的负对数。,第三节 弱酸和弱碱溶液的解离平衡,庙彰粤治鬃毕慈释籍傲晤契痘一疽踢厕倪汞踏留项撞褐皱览浓多亥杠冕邓基础化学第八版第三章基础化学第八版第三章,类似地,碱B在水溶液中
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