§8-1酸碱平衡体系中浓度和不同型体的分布 教学目的:了解分析浓度和平衡浓度的概念。掌握分布系数。 教学过程 [课题引出]在弱酸或弱碱体系中,一种物质可能有多种型体存在,各 种形式的浓度称为平衡浓度,各平衡浓度之和称为总浓度或分析浓 度 [板]一、分析浓度和平衡浓度 分析浓度是指一定体积(或重量)的溶液(或溶剂)中所含溶 质的量。通常以物质的量浓度(mol.L)为单位, 平衡浓度是指平衡状态时在溶液中存在的每种型体的浓度,用 符号[]表示 例:某HAc溶液的分析浓度为c,在该溶液中各型体的平衡浓度为 [HAAc]{H则: CHAc=HAc+LAc [板]三、水溶液中酸碱组分不同型体的分布 1、分布分数 溶液中某酸碱组分的平衡浓度占其总浓度的分数,称为 分布分数,以δ表示 [引深]:1、各种存在形式的分布分数的和等于1 2、分布分数取决于该酸碱物质的性质和溶液的酸度,与总浓度 无关。 [叙]讲述分布分数的意义
§8-1 酸碱平衡体系中浓度和不同型体的分布 一、 教学目的：了解分析浓度和平衡浓度的概念。掌握分布系数。 二、 教学过程： [课题引出]在弱酸或弱碱体系中，一种物质可能有多种型体存在，各 种形式的浓度称为平衡浓度，各平衡浓度之和称为总浓度或分析浓 度。 [板] 一、分析浓度和平衡浓度 分析浓度是指一定体积（或重量）的溶液（或溶剂）中所含溶 质的量。通常以物质的量浓度（ 1 mol L− ）为单位。 平衡浓度是指平衡状态时在溶液中存在的每种型体的浓度，用 符号[ ]表示。 例：某 HAc 溶液的分析浓度为 HAc c ，在该溶液中各型体的平衡浓度为 [ ];[ ][ ] HAc Ac H − + ; 则： [ ] [ ] HAc c HAc Ac− = + [板] 三、水溶液中酸碱组分不同型体的分布 1、分布分数 溶液中某酸碱组分的平衡浓度占其总浓度的分数，称为 分布分数，以 表示 [引深]：1、各种存在形式的分布分数的和等于 1。 2、分布分数取决于该酸碱物质的性质和溶液的酸度，与总浓度 无关。 [叙]讲述分布分数的意义：
分布分数能定量说明溶液中的各种酸碱组分的分布情况。通 过分布分数,可求得溶液中酸碱组分的平衡浓度和酸度对溶液中 酸(或碱)的各种存在形式的分布的影响规律,对掌握反应的条 件具有指导意义 [板](一)酸度对弱酸(碱)各型体分布的影响 1.一元弱酸(碱)水溶液中各型体的分布 推导] 因为HAcH”+Ac 根据分布分数的定义(进行近似处理)有: (8-2) CHA)=[HA]+[A-1 (8-3) K、[H+[A THAT HA[H+A1 K (8-4) 把(8-3),(8-4)代入(8-2)得: tK H (8-5) 同理可得: HAJ+[A [H +K (8-6) 显然有: (8-7) [结论]由以上分布分数的表达式可知,在一定温度下,对于 给定的一元弱酸而言,其各型体分布分数的大小只与H的浓度即
分布分数能定量说明溶液中的各种酸碱组分的分布情况。通 过分布分数，可求得溶液中酸碱组分的平衡浓度和酸度对溶液中 酸（或碱）的各种存在形式的分布的影响规律，对掌握反应的条 件具有指导意义。 [板] （一） 酸度对弱酸（碱）各型体分布的影响 1. 一元弱酸（碱）水溶液中各型体的分布 [推导] 因为 HAc H Ac + − + 根据分布分数的定义（进行近似处理）有： HA (HA) [ ] HA c = （8-2） (HA) c HA A [ ] [ ] − = + （8-3） [ ][ ] [ ] a H A K HA − + = [ ][ ] [ ] a H A HA K − + = （8-4） 把（8-3），（8-4）代入（8-2）得： HA [ ] 1 1 [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] 1 1 [ ] [ ] a a HA H HA A H K A K HA H + − + − + = = = = + + + + （8-5） 同理可得： - A [ ] [ ] [ ] [ ] a a A K HA A H K − − + = = + + （8-6） 显然有： - 1 HA A + = （8-7） [结论] 由以上分布分数的表达式可知，在一定温度下，对于 给定的一元弱酸而言，其各型体分布分数的大小只与 H+的浓度即
溶液的酸度有关,而与弱酸的分析浓度(总浓度)无关 例1计算pH=500时,0.10molL的HAc溶液中各型体的分 布分数及平衡浓度 解:查表得Kn=175×103;pH=500时数据分别代入(8-5) (8-6)得 [H·] 1.0×10-5 +]+K1.0×10°+ 1.75×10-0.36 K 1.75×10 IH]+K。1.0×10-3+1.75×103 0.64 (或5=1-HAc=1-0.36=064) [Hc]=cm)×C1=0.10×036=036(m0L) 6=0.10×0.64=0.064(molL) [引深]按照同样的方法可以计算出不同pH时的δ和δ值,然后以 pH值为横坐标,以δ为纵坐标,绘制HAc两种型体的a-pH曲线, 此图称为HAc的型体分布图 HAc 743.744.745.746.74 [有图得]从图可知,随着pH值的增大,δ逐渐减小,δ逐 渐增大。当pH=pK时,oc=o,显然有dgl=[Ac;当pH<p
溶液的酸度有关，而与弱酸的分析浓度（总浓度）无关。 例 1 计算 pH=5.00 时，0.10mol·L-1的 HAc 溶液中各型体的分 布分数及平衡浓度。 解： 查表得 5 1.75 10 K a − = ；pH=5.00 时数据分别代入（8-5）、 （8-6）得： 5 HAc 5 5 a [ ] 1.0 10 0.36 [ ] 1.0 10 1.75 10 H H K + − + − − = = = + + - 5 a Ac 5 5 a 1.75 10 0.64 [ ] 1.0 10 1.75 10 K H K − + − − = = = + + （或 1 HAc 1 0.36 0.64 Ac - = − = − = ） -1 (HAc) HAc [ ] 0.10 0.36 0.036(mol L ) HAc c = = = - - -1 (HAc) Ac [Ac ] 0.10 0.64 0.064(mol L ) = = = c [引深] 按照同样的方法可以计算出不同 pH 时的 HAc 和 - Ac 值，然后以 pH 值为横坐标，以 δ 为纵坐标，绘制 HAc 两种型体的 i —pH 曲线， 此图称为 HAc 的型体分布图 [有图得] 从图可知，随着 pH 值的增大， HAc 逐渐减小， - Ac 逐 渐增大。当 a pH p = K 时， - HAc Ac = ，显然有 [ ] [ ] HAc Ac− = ；当 a pH p K
时,δ>。,HAc为主要存在型体 PH>pK a 时 Ac为主要存在型体,因此可以通过控制溶液的酸度得到所需的存 在型体。 例2计算pH=100时,0.10 mol.L-I的氨水溶液中各型体的分布分 数及平衡浓度 解 IOH INH3+INH [OH]+Kb INHAI K NHA [NH, ]+[NH+] [OH"]+Kb 查表得K H=500 时 [H]=10×10-,[OH]=1.0×10-得 1.0×10 10×10++1.8×10-5 l.8×10-5 m:=10×10++18x100.15 010×0.85=85×10-(mol·L) [NH]=cM1X6m=0.10×0.15=1.5×103(m1L) §8-2酸碱平衡中酸度的计算 教学目的:了解质子条件式 教学过程 [叙]酸碱反应是物质间质子转移的结果。根据酸碱反应整个平衡体系 中质子转移的数量关系列出的等式成为质子条件。由质子条件可计算
时， - HAc Ac ，HAc 为主要存在型体； a pH p K 时， - HAc Ac ， Ac-为主要存在型体，因此可以通过控制溶液的酸度得到所需的存 在型体。 例 2 计算 pH=10.0 时，0.10mol·L-1的氨水溶液中各型体的分布分 数及平衡浓度。 解： 3 3 NH 3 4 b [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] NH OH NH NH OH K − + − = = + + + 4 4 3 4 [ ] [ ] [ ] [ ] b NH b NH K NH NH OH K + + − = = + + 查表得 5 1.8 10 Kb − = ； pH=5.00 时 4 10 [ ] 1.0 10 , [ ] 1.0 10 H OH + − − − = = 得： 3 4 NH 4 5 1.0 10 0.85 1.0 10 1.8 10 − − − = = + + 4 5 4 5 1.8 10 0.15 1.0 10 1.8 10 NH − − − = = + 3 3 3 4 2 1 3 NH 2 1 4 [ ] 0.10 0.85 8.5 10 ( ) [ ] 0.10 0.15 1.5 10 ( ) NH NH NH NH c mol L NH c mol L + − − + − − = = = = = = §8-2 酸碱平衡中酸度的计算 一、 教学目的：了解质子条件式。 二、 教学过程： [叙]酸碱反应是物质间质子转移的结果。根据酸碱反应整个平衡体系 中质子转移的数量关系列出的等式成为质子条件。由质子条件可计算
溶液的叶H+] [板]一、质子条件式 根据酸碱反应整个平衡体系中质子转移的数量关系列出的等 式成为质子条件。 、计算示例 例3写出浓度为c的NaAc水溶液的质子等衡式。 解:以Ac和水为质子基准条件,在NaAc水溶液中存在如下离解 平衡 NaAc→Na++Ac Ac+H2O÷HAc+OH H2O、H+OH 质子等衡式为:[H]=OH]-H 例4写出Na2S的[OH的质子条件等衡式。 解:S2和水是该体系的质子基准态物质,在Na2S水溶液中存在 如下离解平衡 Na,S→2Na++S2 S-+ho= hs+oh S+2H,O=H,S+20H 2H20、H2O++OH 根据质子得失等衡原理,质子等衡式为: [OH s=2[H2S]+[HS ]+[H] 例5写出 NaHCO3的质子条件等衡式。 解:HCO和水是该体系的质子基准态物质,在 NaHCO3水溶液
溶液的[H+] [板] 一、质子条件式 根据酸碱反应整个平衡体系中质子转移的数量关系列出的等 式成为质子条件。 二、计算示例 例 3 写出浓度为 c 的 NaAc 水溶液的质子等衡式。 解：以 Ac-和水为质子基准条件，在 NaAc 水溶液中存在如下离解 平衡： NaAc →Na+ + Ac- - - 2 + - 2 Ac + H O HAc+OH H O H +OH 质子等衡式为： [ ] [ ] [ ] H OH HAc + − = − 例 4 写出 Na2S 的[OH- ]的质子条件等衡式。 解： 2 S −和水是该体系的质子基准态物质，在 Na2S 水溶液中存在 如下离解平衡： 2 2 2 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2 0 Na S Na S S H O HS OH S H O H S OH H H O OH + − − − − − − + − → + + + + + + 根据质子得失等衡原理，质子等衡式为： 2 [ ] 2[ ] [ ] [ ] OH H S HS H − − + 总 = + + 例 5 写出 NaHCO3的质子条件等衡式。 解： - HCO3 和水是该体系的质子基准态物质，在 NaHCO3 水溶液