文档介绍：第五节同离子效应
第七章电解质溶液
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教学要求:
熟悉同离子效应,理解缓冲原理,掌握缓冲溶液pH的计算
本节重点:
本节难点:
缓冲溶液的计算
缓冲原理
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1、定义:在弱电解质溶液中,加入含有相同离子强电解质,使弱电解质解离度降低的现象。
一、同离子效应
例: ·L-1HAc溶液中,·L-1,求此溶液中C(H+)和HAc的电离度。
解:设:C(H+) = xmol·L-1
HAc ⇌ H+ + Ac-
平衡浓度/mol·L-1 -x x +x
Ka⊖=
-x
=×10-5
x(+x)
C/Ka⊖>500,则:-x ≈ +x≈
x = ×10-5 即C(H+)
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=
×10-5mol·L-1
·L-1
×100%=%
·L-1HAc溶液的=%,C(H+)=×10-3mol·L-1
说明:同离子效应使溶液中C(H+)和(HAc) 降低。
同离子效应实质为平衡移动原理。
如 HAc H+ + Ac-
NaAc → Na+ + Ac-
[Ac-] ↑平衡← HAc ↓
同理,加入HCl,也将使HAc的电离度减小。
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由弱酸-弱酸盐或弱碱-弱碱盐组成,具有保持pH值相对稳定性能的溶液,叫做缓冲溶液。
如 HAc + NaAc混合液
HAc H+ + Ac-
大量极小量大量
NaAc抗酸,加少量稀酸,平衡左移;HAc抗碱,加少量碱,平衡右移。
1、缓冲溶液及缓冲原理
二、缓冲溶液
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总之,由于缓冲溶液中同时含有较大量的弱酸(抗碱成分)和共轭碱(抗酸成分),它们通过弱酸解离平衡的移动以达到消耗掉外来的少量强酸、强碱,或对抗稍加稀释的作用,使溶液的H+离子或OH-离子浓度没有明显的变化,因此缓冲溶液具有缓冲作用。
但缓冲溶液的缓冲作用不是无限的。
当溶液稀释时,H+和Ac-离子浓度同时降低,
同离子效应减弱,使HAc解离度增大,HAc进一步
解离产生的H+可使溶液的pH保持基本不变
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2 、缓冲溶液pH值计算
(1) 弱酸-弱酸盐体系
HA ⇌ H+ + Ac-
起始浓度 C(弱酸) 0 C(弱酸盐)
平衡浓度 C(弱酸) - x x C(弱酸盐) + x
当C(酸)/Ka⊖>500,C(HA)或C(Ac-)不太小时,x很小,可近似认为: C(弱酸)-x ≈ C(弱酸)、 C(弱酸盐)+x ≈ C(弱酸盐)
Ka⊖=x·
C(弱酸盐)
C(弱酸)
C(弱酸)
C(H+ )= x =Ka⊖
C(弱酸盐)
pH=pKa⊖- lg
C(弱酸)
C(弱酸盐)
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(2)弱碱-弱碱盐缓冲体系
同理:C(OH- )= Kb⊖
C(弱碱)
C(弱碱盐)
pOH=pKb⊖- lg
C(弱碱)
C(弱碱盐)
pH=14 -
pKb⊖+ lg
C(弱碱)
C(弱碱盐)
说明: 。
C(弱碱)
C(弱碱盐)
或
C(弱酸)
C(弱酸盐)
→1时,缓冲能力最强。
b. 将缓冲溶液稀释,pH值基本不变。
缓冲区间
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解: NH3·H2O NH4+ + OH-
例: NH3·H2O — NH4Cl缓冲溶液pH值。(Kb=×10-5 )
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3 、缓冲溶液的配制
若C(酸)=C(盐) pH=pKa⊖
若C(碱)=C(盐) pH=14 - pKb⊖
pH=
pKa⊖- lg
C(弱酸)
C(弱酸盐)
pH=14 -
pKb ⊖+ lg
C(弱碱)
C(弱碱盐)
选定的缓冲体系不与反应物或生成物反应
为了使缓冲溶液具有最大的缓冲能力,应使 pKa⊖(14 –pKb⊖)尽可能接近所要求的pH值。
原则:
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