文档介绍：第二章电解质溶液与缓冲溶液
掌握酸碱质子理论, pH、pOH、pKW,弱酸、弱碱、***物质水溶液H3O+浓度和pH的计算方法, 缓冲溶液pH的计算,缓冲容量的概念及其影响因素, 酸碱标准解离常数(Ka、Kb)的应用及共轭酸碱对的Ka与Kb之间的关系。
了解酸碱电子理论, 活度、活度因子、离子强度的定义,血液中的主要缓冲系及其作用,会计算电解质溶液的离子强度.
熟悉缓冲溶液的配制原则、方法和步骤, 离子相互作用理论,同离子效应和盐效应对酸、碱解离度和pH的影响,缓冲溶液的概念、组成和缓冲作用的机理.
第一节电解质溶液
电解质(electrolyte)在化学和生产中经常遇到,与人体的关系也很密切。它常以一定浓度的离子形式广泛存在于人的体液和组织液中,如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl﹣、HCO3-、HPO42﹣、H2PO4﹣、 SO42﹣等,其含量与人体的生理功能密切相关。因此,研究电解质溶液的有关性质,对医学科学的学****是十分重要的
一、解离度
电解质是指在水中或熔融状态下能够导电的化合物。可以分为强电解质和弱电解质
例如:在25℃时,·L-%,表示在溶液中,每10000个HAc分子中有134个解离成H+和Ac-。电解质的解离度与溶质和溶剂的极性强弱、溶液的浓度以及温度有关。
·㎏-1的电解质溶液中解离度大于30%的称为强电解质,解离度小于5%的称为弱电解质,介于30%和5%之间的称为中强电解质。
强电解质在水溶液中完全解离,理论上,它们的解离度应为100%。但一些实验结果表明,其解离度小于100%。对强电解质来说,实验求得的解离度称为表观解离度。为了阐明强电解质在溶液中的实际情况,1923年德拜(P·Debye)和休克尔(E·Huckel)提出了电解质离子相互作用理论。
三、活度和活度因子
活度是指电解质溶液中实际上可起作用的离子的浓度,通常用α来表示,它的单位为1。它与离子的理论浓度cB有如下关系:
α=γB·cB
γB称为溶质B的活度因子。活度因子反映了溶液中离子的相互牵制作用的程度。对于液态和固态的纯物质以及稀水溶液中的水,其活度均视为1。在近似计算中,通常把中性分子的活度因子视为1。对于弱电解质溶液,由于其解离度小,离子浓度很小,其活度因子也视为1,弱电解质的活度与浓度基本上相等。在稀溶液中,我们在进行计算时一般用浓度代替活度。
四、离子强度与活度因子
I=
离子强度I反映了离子间相互作用的强弱,I值越大,离子间相互作用愈强,活度因子就愈小;I值越小,离子间相互作用愈弱,活度因子就愈大。由式(2-2)可知,离子强度仅与溶液中离子的浓度以及离子的电荷数有关,与离子的种类无关。
=
第二节酸碱质子理论
酸碱质子理论认为:凡能给出质子的物质都是酸,凡能接受质子的物质都是碱,酸给出质子后变为碱,碱接受质子后变为酸。既能接受质子又能给出质子的物质称为***物质。
酸 H+ + 碱
HCl H+ + Cl﹣
NH4+ H+ + NH3
根据酸碱质子理论,酸碱反应如下:
酸1 + 碱2 碱1 + 酸2
二、水的质子自递平衡
水是一种***物质,在水分子中也存在质子传递过程。
K w =K [ H2O]2 = [ H3O+][ OH﹣] (2-4)
K w称为水的离子积常数。在一定温度下,纯水中[ H3O+]与[ OH﹣]的乘积为一个定值。25℃时,水的K ×10-14。此关系不仅适用于纯水溶液,也适用于任何水溶液,即在任何水溶液中如果已知H3O+的浓度,就可以依据以上关系得到OH–的浓度,反之亦然。K w值只受温度变化的影响。