《化学反应》课件.ppt

*************************************电离平衡电离平衡的本质电离平衡是弱电解质在溶液中的分子与离子之间建立的动态平衡。以弱酸HA为例，其电离平衡可表示为：HA?H?+A?。在平衡状态下，HA分子的电离速率等于H?和A?离子复合的速率，使得各物质的浓度保持恒定。电离常数电离常数（Ka或Kb）是表征弱电解质电离程度的定量指标。以弱酸HA为例，其电离常数Ka=[H?][A?]/[HA]，其中[]表示平衡浓度。Ka值越大，表明电离程度越高，酸性越强。电离常数只与温度有关，与浓度无关，常用pKa（=-logKa）表示。影响电离平衡的因素电离平衡受多种因素影响，包括：浓度（稀释使电离度增大，符合勒夏特列原理）；温度（对大多数弱电解质，升温使电离度增大）；共同离子效应（加入含有弱电解质电离产物的强电解质会抑制弱电解质的电离）；溶剂效应（溶剂极性影响离子稳定性）；离子强度（影响活度系数）。电离平衡的应用电离平衡理论在许多领域有重要应用。在分析化学中，pH计算、缓冲溶液配制、酸碱滴定等都基于电离平衡；在生物化学中，细胞内外的pH调节与许多生理过程有关；在环境化学中，自然水体的pH和污染物的存在形态受电离平衡影响；在工业生产中，许多过程的优化需要考虑电离平衡。水的电离自电离过程水分子之间可以发生质子转移反应，产生氢离子（H?）和氢氧根离子（OH?）：H?O+H?O?H?O?+OH?。为简化起见，通常写作：H?O?H?+OH?。这个过程称为水的自电离，是一个可逆的平衡过程。水的离子积常数水的自电离平衡可以用离子积常数Kw表示：Kw=[H?][OH?]。在25℃时，Kw=1.0×10?1?mol2/L2。这意味着纯水中，[H?]=[OH?]=1.0×10??mol/L。Kw随温度变化：升高温度时Kw增大，表明水的电离程度随温度升高而增加。pH和pOHpH是表示溶液酸碱性的指标，定义为pH=-log[H?]。同样，pOH=-log[OH?]。根据水的离子积常数，在25℃时，有pH+pOH=14。pH的范围通常为0-14：酸性溶液pH7；中性溶液pH=7；碱性溶液pH7。水的电离对溶液pH的影响在极稀的酸或碱溶液中，水的自电离对pH的贡献不可忽略。例如，在10??mol/L的HCl溶液中，水的自电离贡献的H?与HCl贡献的H?浓度相当，导致实际pH不是7.0而是约6.7。在精确计算稀溶液的pH时，需要考虑水的自电离。pH值和pOH值0强酸pH浓盐酸、浓硫酸等强酸的pH接近07中性pH纯水在25℃时的pH值为714强碱pH浓氢氧化钠溶液pH接近144.5弱酸pH0.1M醋酸溶液的pH约为4.5pH值是表示溶液酸碱性的重要指标，定义为氢离子浓度的负对数：pH=-log[H?]。类似地，pOH=-log[OH?]。在25℃时，根据水的离子积常数Kw=10?1?，有pH+pOH=14。pH值广泛应用于化学、生物学、环境科学、医学等多个领域。pH值的测量方法包括：pH试纸（利用指示剂在不同pH下的颜色变化）；pH计（利用电极电位与pH的关系）；pH指示剂（如石蕊、酚酞等）。其中pH计提供最精确的测量结果，能达到±0.01pH单位的精度。pH值在生物系统中尤为重要，因为大多数生化反应对pH敏感。例如，人体血液的pH必须保持在7.35-7.45的狭窄范围内；胃液的pH约为1-2，有助于食物消化和杀死病原体；土壤的pH影响植物对养分的吸收；工业废水处理通常需要对pH进行调节以符合环保标准。盐类水解盐类水解的本质弱酸或弱碱形成的盐与水反应产生H?或OH?1酸式盐水解弱碱强酸盐水解产生H?，溶液呈酸性2碱式盐水解强碱弱酸盐水解产生OH?，溶液呈碱性3中性盐类强酸强碱盐不水解，溶液呈中性4两性盐类弱酸弱碱盐水解，酸碱性取决于Ka和Kb的相对大小5盐类水解是指盐溶于水后，其阴离子或阳离子（或两者）与水分子发生的反应，导致溶液呈现酸性、碱性或中性。盐类水解是由于水的自电离提供了H?和OH?，使得来自弱酸或弱碱的离子能够与之结合，形成弱电解质分子。盐类水解的程度和溶液的pH取决于盐的组成和相应的酸碱强度。例如，NH?Cl（弱碱强酸盐）水解产生H?：NH??+H?O?NH?·H?O+H?，溶液呈酸性；Na?CO?（强碱弱酸盐）水解产生OH?：CO?2?+H?O?HCO??+OH?，溶液呈碱性；NaCl（强酸强碱盐）不水解，溶液呈中性；NH?