内蒙古民族大学无机化学吉大武大版酸碱解离平衡.ppt
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1、 第第 8 章章 酸碱解离平衡酸碱解离平衡 非电解非电解 依数性只与溶质的粒子数依数性只与溶质的粒子数 质溶液质溶液 有关,而与溶质本质无关。有关,而与溶质本质无关。电解质电解质 溶溶 液液强电解强电解质溶液质溶液弱电解弱电解质溶液质溶液易溶强电解质易溶强电解质 难溶强电解质难溶强电解质弱酸、弱碱的电离平衡弱酸、弱碱的电离平衡盐的水解盐的水解酸碱理论的发展酸碱理论的发展溶液溶液 8.1 强电解质溶液理论强电解质溶液理论 1. 存在的实际问题(在强电解质溶液中)存在的实际问题(在强电解质溶液中) 前面已学习了非电解质溶液的依数性理论,对于前面已学习了非电解质溶液的依数性理论,对于 强电解质溶液来
2、说,运用该理论时,与实际结果出现强电解质溶液来说,运用该理论时,与实际结果出现 了偏差。了偏差。 例如:运用依数性解决例如:运用依数性解决KClH2O,已知:,已知:H2O的的 Kf = 1.86 (273K), KCl水溶液:水溶液:m = 0.20mol1, 求该溶液的凝固点降低值。求该溶液的凝固点降低值。 理论计算:理论计算: (1) 根据难挥发非电解质稀溶液依数性计算:根据难挥发非电解质稀溶液依数性计算: Tf = Kf m = 1.860.20 = 0.372K (2) 根据强电解质完全电离:根据强电解质完全电离: 粒子质量浓度粒子质量浓度 m,= 2m = 0.40mol1 Tf
3、= Kf m= 1.860.40 = 0.744K实际测得:实际测得:0.673K (介于(介于0.3720.744 之间)之间) 以上事实如何解释呢?有人提出了新的理论,即以上事实如何解释呢?有人提出了新的理论,即强电解质溶液理论。强电解质溶液理论。 2. 离子氛和离子强度、活度和活度系数离子氛和离子强度、活度和活度系数 1923年年 Debye 和和 Huckel 提出了强电解质溶液理论:提出了强电解质溶液理论: 强电解质在水溶液中完全电离,但因离子间的相强电解质在水溶液中完全电离,但因离子间的相互作用,离子的行动并不完全自由。因此溶液真正表互作用,离子的行动并不完全自由。因此溶液真正表现
4、出的离子浓度总是低于完全电离时的浓度,于是出现出的离子浓度总是低于完全电离时的浓度,于是出现了上述与实验结果相矛盾的问题。就此提出了三个现了上述与实验结果相矛盾的问题。就此提出了三个问题:问题:离子的行动为什么不完全自由离子的行动为什么不完全自由 离子氛形成的结果离子氛形成的结果离子的相互作用大小如何衡量离子的相互作用大小如何衡量 离子强度离子强度电解质溶液中实际发挥作用的浓度如何计算电解质溶液中实际发挥作用的浓度如何计算 有效浓度(活度)和活度系数有效浓度(活度)和活度系数 Debye 和和 Huckel 较好的解释了强电解质溶液的较好的解释了强电解质溶液的某些性质与依数性实验结果之间的偏差
5、,并构成了某些性质与依数性实验结果之间的偏差,并构成了强电解质溶液理论。强电解质溶液理论。(1)离子氛离子氛:在强电解质溶液中,电解质完全电离,在强电解质溶液中,电解质完全电离,相同电荷的离子相斥,相反电荷离子相吸,所以在相同电荷的离子相斥,相反电荷离子相吸,所以在正离子周围负离子多一些,在负离子周围正离子多正离子周围负离子多一些,在负离子周围正离子多一些。一些。在强电解质溶液中,一种离子被异号离子所在强电解质溶液中,一种离子被异号离子所包围的现象称为离子氛包围的现象称为离子氛(ionic atmosphere) 。 Debye 和和 Hckel 认为强电解质在溶液中是完全认为强电解质在溶液中
6、是完全电离的,但是由于离子间的相互作用,每一个离子都电离的,但是由于离子间的相互作用,每一个离子都受到相反电荷离子的束缚。由于离子氛使离子的运动受到相反电荷离子的束缚。由于离子氛使离子的运动受到相互牵制,这种离子间的相互作用使溶液中的离受到相互牵制,这种离子间的相互作用使溶液中的离子并不完全自由,其表现是:子并不完全自由,其表现是: 溶液导电能力下降,电离度下降,依数性异常。溶液导电能力下降,电离度下降,依数性异常。+-+ 正离子周围负离正离子周围负离子多一些,在负离子子多一些,在负离子周围正离子多一些。周围正离子多一些。 离子氛离子氛 示意图示意图 (2)离子强度:离子强度: 用用 I 表示
7、表示 I I 是用来衡量溶液中离子与它的离子氛之间的作是用来衡量溶液中离子与它的离子氛之间的作用强弱的。显然离子浓度越大,离子所带电荷越高,用强弱的。显然离子浓度越大,离子所带电荷越高,离子与离子氛之间的作用越强。离子与离子氛之间的作用越强。离子强度离子强度 I I 越大,正越大,正负离子间作用力越大。负离子间作用力越大。 I = 1/2mi zi2 I:离子强度:离子强度:mol 1 mi:i 离子的质量摩尔浓度离子的质量摩尔浓度 Zi :i 离子的电荷数离子的电荷数 例:例: 求求0.01mol1 的的BaCl2 溶液的离子强度溶液的离子强度 解解 mBa2 = 0.01mol1 mCl
8、= 0.02 mol1 ZBa2+ = 2 ZCl =1 所以所以 I = 1/2mi zi2 = 1/2 0.01220.02(1)2 = 0.03 mol1 (3)活度活度(a)和活度系数和活度系数(f) 在电解质溶液中,由于离子之间存在着相互作用,在电解质溶液中,由于离子之间存在着相互作用,使得离子不能完全发挥其作用,不论在讨论导电性方使得离子不能完全发挥其作用,不论在讨论导电性方面还是讨论依数性方面的实验中,真正发挥作用的总面还是讨论依数性方面的实验中,真正发挥作用的总是比完全电离时应达到的离子浓度少。是比完全电离时应达到的离子浓度少。 我们把电解质溶液中离子实际发挥作用的浓度称我们把
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