1、普通化學 課件 第三章水化學第1頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三主要內容3.1 稀溶液的通性3.1.1 非電解質溶液的通性3.1.2 電解質溶液的通性3.2 水溶液中的單相離子平衡3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡3.3 難溶電解質的多相離子平衡3.3.1多相離子平衡與溶度積3.3.2 溶度積規則及其應用3. 4 膠體與界面化學第2頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三 溶液由溶質和溶劑組成，由于溶質性質不同，所形成的溶液物理性質和化學性質各有所不同。但溶液又具有一些共同性質，即：與純溶劑相比，溶液的蒸氣壓下降，沸點升高，凝固點下降，溶液具有滲

2、透壓。如果溶質是難揮發的非電解質，形成的又是稀溶液，上面的四個性質可以定量表示，四個定量式總稱稀溶液依數性定律。3.1 稀溶液的通性第3頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三稀溶液的依數性:溶液的蒸汽壓下降、沸點上升、凝固點下降和溶液的滲透壓。稀溶液定律:難揮發的非電解質稀溶液的性質與一定量溶劑中所溶解溶質的物質的量成正比,此定律叫做稀溶液定律，又稱為依數性定律。3.1.1 非電解質溶液的通性第4頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三蒸發：能量較大的分子克服液體分子間的引力從表面逸出，成為蒸氣分子的過程叫做蒸發（或氣化）。 蒸發是吸熱過程。凝聚：蒸氣分子

3、撞到液面，被液體分子所吸引而重新進入液體中，這個過程叫做凝聚。 凝聚是放熱過程。（1）蒸氣壓1.溶液的蒸氣壓下降3.1.1 非電解質溶液的通性第5頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三 以水為例，在一定溫度下達到如下相平衡時： H2O（l） H2O（g）H2O（g）所具有的壓力 P( H2O)即為該溫度下水的蒸氣壓。 373K時， P( H2O)=101.325KPa蒸發凝聚 蒸氣壓:當凝聚的速率和蒸發的速率達到相等時，液體和它的蒸氣就處于平衡狀態，此時，蒸氣所具有的壓力叫做該溫度下液體的飽和蒸氣壓。簡稱蒸氣壓。3.1.1 非電解質溶液的通性第6頁，共95頁，2022年，5

4、月20日，17點46分，星期三蒸氣壓下降：同一溫度下，純溶劑蒸氣壓與溶液的蒸氣壓之差叫做溶液的蒸氣壓下降。用P表示 。溶液的濃度越大，蒸氣壓下降的越顯著。(2)蒸氣壓下降3.1.1 非電解質溶液的通性第7頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三拉烏爾定律：在一定溫度下，稀溶液的蒸氣壓等于純溶劑的蒸氣壓與溶劑摩爾分數的乘積。P=PA xA設xB為溶質摩爾分數，由于xA+ xB=1P=PA (1-xB)PA-P= PA xBP= PA xB拉烏爾定律也可描述為：在一定溫度下，難揮發非電解質的稀溶液蒸氣壓下降與溶質的摩爾分數成正比，與溶質的性質無關。由上式看出： nB/n越大，P越

5、大，即溶液濃度越大，蒸氣壓下降越顯著。3.1.1 非電解質溶液的通性第8頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三2、溶液的沸點上升沸點:當某一液體的蒸氣壓力等于外界壓力時，液體會沸騰,此時的溫度稱為該液體的沸點，以Tbp表示。當外界壓力為101.325kPa時：H2O的沸點為100；6.6%的NaCl水溶液沸點為101；25.5%的NaCl水溶液沸點為105；4.3%的NaOH水溶液沸點為101；17%的NaOH水溶液沸點為105。3.1.1 非電解質溶液的通性第9頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三（1）溶液濃度越大，蒸氣壓下降的越多，沸點上升越高（T

6、bp越大）。（2）如果溶液為難揮發的非電解質的稀溶液： Tbp=kbp m （3.2）kbp:溶劑的沸點上升常數（單位為K.kg.mol-1 ）m: 溶液的質量摩爾濃度（1kg溶劑中所含溶質的物 質的量（mol.kg-1）3.1.1 非電解質溶液的通性第10頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三3、溶液的凝固點下降凝固點（熔點）:物質的液相蒸氣壓力和固相蒸氣壓力相等時的溫度，以Tfp表示。溶液濃度越大，蒸氣壓下降越多，凝固點下降的越顯著。如果溶液為非電解質的稀溶液，其凝固點下降值可表示為： Tfp=kfp m （3.3）kfp:凝固點下降常數（單位為K.kg.mol-1 ）

7、m: 溶液的質量摩爾濃度（1kg溶劑中所含溶質的物 質的量（mol.kg-1）3.1.1 非電解質溶液的通性第11頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三4、滲透壓滲透是通過半透膜才能實現的。半透膜：只能讓溶劑分子通過，而不允許溶質分子 通過的薄膜。滲透：溶劑通過半透膜進入溶液或溶劑通過半透膜從稀溶液進入濃溶液的現象。滲透壓：為維持被半透膜所隔開的溶液與純溶劑之間的滲透平衡而需要的額外壓力。 3.1.1 非電解質溶液的通性第12頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三 =CRT=(n/V)RT 或 V= nRT (3.4) R=8.314 Pa.m3 . m

8、ol-1.K-1適用范圍： 難揮發的非電解質稀溶液 如果溶液為難揮發的非電解質稀溶液，其滲透壓可按下式計算：3.1.1 非電解質溶液的通性第13頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三例3.1 計算298.15K時，0.100moldm-3溶液的滲透壓.解:由于 R =8.314 Pam3mol-1K-1 = 8.314 J.mol-1K-1 C=0.100 moldm-3=0.100103molm-3 所以 =CRT =0.100103molm-3 8.314Pam3mol-1K-1298K =248 kPa3.1.1 非電解質溶液的通性第14頁，共95頁，2022年，5月

9、20日，17點46分，星期三依數性的應用1、測定分子的摩爾質量例1 把1.09g葡萄糖溶于20g水中所得溶液在101325Pa下沸點升高了0.156K，求葡萄糖的摩爾質量M。已知水的Kbp=0.512K mol-1Kg。解：3.1.1 非電解質溶液的通性M178.8g mol-1第15頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三例2 把0.322g萘溶于80g苯中所得溶液的凝固點為278.34K，求萘的摩爾質量。已知苯的凝固點為278.50K,kfp=5.10 K mol-1Kg。解：3.1.1 非電解質溶液的通性第16頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三例

10、3 1dm3 溶液中含5.0g馬的血紅素，在298K時測得溶液的滲透壓為1.82102Pa，求馬的血紅素的摩爾質量。解：3.1.1 非電解質溶液的通性第17頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三2、制作防凍劑和制冷劑例 為防止汽車水箱在寒冷的冬天凍裂，需使水的冰點下降到253K即Tfp=20.0K，則在每1000g水中應加入甘油多少克？已知甘油的分子式為C3H8O3，M=92gmol-1，Kfp=1.86kkgmol-1。3.1.1 非電解質溶液的通性解：第18頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三電解質溶液也具有：溶液的蒸汽壓下降,沸點上升,凝固點下降

11、和溶液滲透壓的通性拉烏爾定律不適用于電解質溶液, 電解質在溶劑中發生離解，溶液中溶質粒子的實際數量應為溶質濃度的i倍。可用依數性定律進行估算。3.1.2 電解質溶液的通性第19頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三 p=ixBpA Tfp = i kfpm = i CRT Tbp= i kbpm i = Tfp（電解質溶液） / Tfp（非電解質溶液）AB型 i 2 ; A2B型或AB2型i 2-3. 強電解質溶液3.1.2 電解質溶液的通性第20頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三各種溶液的通性可定性比較，分三種情況：（1）同濃度不同種物質其沸點高低

12、或滲透壓大小的順序為:A2B型或AB2型強電解質溶液 AB型強電解質溶液 弱電解質溶液非電解質溶液。 而蒸氣壓或凝固點的順序則相反。（2）同種物質不同濃度 濃度大的影響大。（3）不同種物質不同濃度，考慮物質濃度和離解程度-粒子數量。 溶液通性的定性比較3.1.2 電解質溶液的通性第21頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三 （1)-3 -3C6H12O6-3 HAc滲透壓大小的順序。 大小解：(1) 0.1mol.dm-3 NaCl 0.1mol.dm-3HAc 0.1mol.dm-3C6H12O6例3.2定性比較下列溶液的通性3.1.2 電解質溶液的通性第22頁，共95頁

13、，2022年，5月20日，17點46分，星期三(2). -3 NaCl , 1mol.dm-3 C6H12O6的凝固點的高低順序. 20.16.021023大16.021023Tfp: 1mol.dm-3 C6H12O6 400第31頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三解： NH3 (aq) + H2O(l) = NH4+ (aq) + OH-(aq)C平 ：0.100-x x x方法一：Kb= = =1.77 10-5 因為 Kb較小 所以 0.100-x0.100所以 Kb=x2/0.100 = 1.77 10-5 C(OH-)=x =1.33 10-3 (mol.d

14、m-3)例：計算0.100 mol.dm-3氨水溶液的OH-濃度及pH值Kb= 1.77 10-5 3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡第32頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三 C = =1.33 10-3 (mol.dm-3) POH=-lg1.33 10-3=2.88 PH=14-2.88=11.123.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡方法二：因為C/Kb400第33頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三例：計算0.100 mol.dm-3NH4Cl溶液中的H+濃度及PH值。3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡解：NH4+(aq) + H2

15、O(l) = NH3(aq) + H3O+(aq)H+ = = 7.5 10-6 (mol.dm-3)PH=-lg7.5 10-6=5.12因為C/Ka400第34頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三例 已知25C下，0.02mol.L-1氨水的pH值為11.27。計算溶液中OH-濃度、解離度和解離常數Kb。解： NH3(aq)+H2O(l) NH4+(aq) +OH-(aq) pH=11.27,pOH=2.73, c(OH-)=1.9 10-3 mol.dm-3 = ( 1.9 10-3 / 0.02 )=0.95% Kb= c2/ ( 1- )=1.8 10-53.2

16、.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡第35頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三 分子中含2個或2個以上的H+或OH-的弱酸、弱堿叫多元弱酸、弱堿。多元弱電解質都是分步電離的，每一步都有相應的電離常數。如：H2S(aq) = H+ (aq) + HS-(aq)HS-(aq) = H+ (aq) +S2-(aq) （2）多元酸3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡第36頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三例: 已知H2S的Ka1=9.110-8,Ka2=1.110-12,計算在0.1 moldm-3H2S溶液中的H+ 、HS- 、S2-的濃度和溶液的pH值。

17、 一般情況下，二元酸的Ka1Ka2， 所以， 溶液中的H+主要來自第一步電離。解：一級解離為：H2S(aq)=H+(aq)+HS-(aq)3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡第37頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三C(HS-)= C(H+)= 9.510-5mol.dm-3二級解離為：HS-(aq)=H+(aq)+S2-(aq)C(HS-) C(H+) C(S2-)= 1.110-12mol.dm-3pH -lg(9.510-5 )=4.03.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡第38頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三3.2.1 酸和堿在水溶液中

18、的解離平衡第39頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三（1）同離子效應和緩沖溶液 在弱酸溶液中加入該酸的共軛堿，或在弱堿溶液中加入該堿的共軛酸時,可使這些弱酸或弱堿的解離度降低,這種現象叫做同離子效應。 HAc(aq) H+(aq)+Ac-(aq) NH3(aq)+H2O(l) NH4+(aq) +OH-(aq)3、緩沖溶液和溶液pH值的控制3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡第40頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三例 如果在0.10moldm-3的HAc溶液中加入固體NaAc，使NaAc的濃度達0.20moldm-3 ，求該HAc溶液中的H+和解

19、離度。解：起始時相對濃度 0.1 0 0.2平衡時相對濃度 0.1-x x 0.2+x x 為H+3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡第41頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三例 已知氨水溶液的濃度為0.20moldm-3。（1）求該溶液中OH-的濃度、pH和氨的解離度。（2）在上述溶液中加入NH4Cl晶體，使其溶解后NH4Cl的濃度為0.20moldm-3 。求所得溶液OH-的濃度、pH和氨的解離度。氨水的Kb=1.7710-53.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡解:(1)NH3(aq)+H2O(l) NH4+(aq) +OH-(aq)第42頁，共95頁，2022年

20、，5月20日，17點46分，星期三(2)3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡NH3(aq)+H2O(l) NH4+(aq) +OH-(aq) 0.2 0.2 0 0.2 -x 0.2+x x 第43頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三在弱酸溶液中加入該酸的共軛堿，或在弱堿溶液中加入該堿的共軛酸組成的混合溶液，其pH值能夠在一定范圍內不因稀釋或外加的少量酸或堿而發生顯著變化。 -緩沖作用緩沖溶液：有緩沖作用或緩沖能力的溶液。組成緩沖溶液的一對共軛酸堿也稱為緩沖對3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡計算說明，同離子效應可大大降低弱堿在溶液中的解離度。第44頁，共95頁，2

21、022年，5月20日，17點46分，星期三實驗事實： (1)向純水(pH=7.0)中加入少量酸或堿，pH值會發生顯著變化 。例如往1升純水溶液中加入1.00ml 1.00moldm-3HCl或40mg NaOH后，則溶液的pH值變為3或11 。 (2)向HAc-NaAc混合液中加入少量酸或堿，溶液的pH值幾乎不變。例如往100ml含有0.100moldm-3HAc和0.100moldm-3NaAc緩沖溶液中加入1.00ml濃度 1.00moldm-3HCl或1.00ml的 1.00moldm-3 NaOH溶液后，則溶液的pH值由4.75變為4.66或4.84。3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離

22、平衡第45頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三緩沖作用分析 HAc(aq) H+(aq) + Ac-(aq) (濃度大) (濃度小) NaAc(aq) = Na+(aq) + Ac-(aq) (濃度大) + H+(aq) HAc(aq）加酸: H+(aq) + Ac-(aq)= HAc(aq) 加堿:H+(aq) + OH-(aq)= H2O(aq) HAc(aq) = H+(aq) + Ac-(aq)pH值能夠在一定范圍內不因稀釋或外加的少量酸或堿而發生顯著變化。3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡第46頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三Pka

23、=-lgka根據共軛酸堿之間的平衡，HAc H+Ac- 可得：(3.16)(3.17)緩沖溶液pH值的計算3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡第47頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三例3.3:計算含0.100moldm-3HAc與0.100moldm-3NaAc的緩沖溶液的水合H+濃度,pH和HAc的解離度。Ka=1.7610-5解：設溶液中H+濃度為x,根據：(3.16)Ceq(HAc)= C(HAc) - x C(HAc)=0.100moldm-3Ceq(Ac-)= C(Ac-) + x C(Ac-)= 0.100moldm-3Ceq(H+)= x 1.7610-

24、5(0.100/0.100) moldm-33.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡第48頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三例:(1)計算含有1.00 moldm-3 NH3H2O和1.00 moldm-3 NH4Cl緩沖溶液的pH值。（2）取上述緩沖溶液50.0cm3,加入1.00cm3 1.00molL-1NaOH ,則溶液的pH值 變為多少？（3）將同量的NaOH加入到50.0cm3純水中引起的pH值變化。Kb=1.810-5解:(1) pOH=pKb-lg (C共軛堿/ C共軛酸) =-lg1.810-5-lg(1.00/1.00)=4.74 pH=14.00-

25、pOH=9.26(2) 在50.0cm3緩沖溶液中含NH3H2O和NH4+各為0.050mol，加入的NaOH相當于0.001molOH-，它將消耗0.001mol的NH4+并生成0.001mol NH3H2O分子，故有：3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡第49頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三pOH=pKb-lg (C共軛堿/ C共軛酸) =-lg 1.810-5- lg(0.050+0.001) / ()=4.73pH=9.27（加入這些 NaOH后，溶液的pH值幾乎沒有變化。）（3）將NaOH加入到50cm3純水中，可求得OH-OH-=0.001mol/0.0

26、51dm-3=0.020moldm-3 pOH=1.7 ，pH=12.3 （加入這些 NaOH后，純水的pH值變了5.3個單位）平衡時的濃度3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡第50頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三緩沖溶液的pH值取決于:共軛酸堿對中弱酸的Ka值緩沖對的兩種物質濃度之比值兩者濃度之比值最好趨近于1如果此比值為1，則Ceq(H+)= Ka pH=pKa 或 pOH=pKb緩沖溶液的選擇:3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡第51頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三例: 欲配制1.0dm3 ,pH=10.25, C（氨水）-1的緩

27、沖液,需固體NH4Cl多少克？查表可知NH4Cl + NH3緩沖對的pKa= 9.25解： 忽略加 NH4Cl后總體積的變化3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡第52頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三具體配制： 將5.35gNH4Cl 固體加入1.0 dm3濃度為1.0 moldm-3 氨水中，搖勻即可。氨水濃度為1.0 moldm-3 C(NH4+ )/1.0=10-10.1C(NH4+ )= 0.1 moldm-3 m(NH4Cl)=0.1 moldm-3 53.5g. mol-1 = 5.35g3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡第53頁，共95頁，2022年

28、，5月20日，17點46分，星期三P15814. 取50.0cm30.100moldm-3某一元弱酸溶液，與20.00cm3 0.100moldm-3KOH溶液混合，將混合溶液稀釋至100cm3，測得此溶液的pH為5.25。求此一元弱酸的解離常數。解：混合溶液總體積為100cm3 ， 則某一元弱酸HA的濃度為0.100moldm-350.0 cm3/100cm3 =0.050 moldm-3 KOH溶液的濃度0.100moldm-3 20.00cm3/100cm3 =0.020 moldm-3 一元弱酸HA與KOH中和后，HA過量，組成HA-A-緩沖溶液， C(HA) (0.050-0.020

29、) moldm-3 =0.030 moldm-3 C(A-) 0.020 moldm-3 pH=5.25=-lgH+ H+=5.6210-6 moldm-3 Ka=c(H+)c(A-)/C(HA)=5.6210-60.020/0.030=3.710-6 3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡第54頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三P158 15. 在燒杯中盛放20.00cm3 0.100moldm-3氨的水溶液，逐步加入0.100moldm-3 HCl溶液。試計算：（1）當加入10.00 cm3 HCl后，混合液的pH；(2)當加入20.00 cm3 HCl后，混合液的

30、pH；(3)當加入30.00 HCl后，混合液的pH。Ka=5.6510-10解: (1) 20.00cm3 0.100moldm-3NH3與10.00 cm3 0.100moldm-3 HCl混合后，NH3過量，反應又生成了NH4Cl，所以組成 NH4+-NH3緩沖溶液。3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡第55頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三(2)20.00cm3 0.100moldm-3NH3與20.00 cm3 0.100moldm-3 HCl混合后，等量中和，生成NH4+，其濃度為：（3）20.00cm3 0.100moldm-3NH3與30.00 cm3

31、 0.100moldm-3 HCl混合后， HCl過量， HCl的濃度為3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡第56頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三溶液中H+濃度(或pH值)的計算1.單一溶液、混合溶液物質不反應(1)強酸（強堿）： Ceq(H+) C (HCl), (2)弱酸(堿)： Ceq(H+) (3)弱酸(堿)+共 軛堿(酸）3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡第57頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三(2)酸堿不等摩爾中和：強酸(堿)過量: Ceq(H+) C (HCl), 弱酸(堿)過量：弱酸(堿)+共 軛堿(酸)(緩沖溶液)2.酸

32、堿進行中和反應(1)酸堿等摩爾中和：共 軛堿(酸)： Ceq(H+) 3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡第58頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三3.共軛酸堿Ka與 Kb的關系NH4+(aq)=NH3(aq)+H+(aq)NH3(aq)+ H2O (l) = NH4+(aq)+OH-(aq)兩式相加得：H2O=H+OH- 兩常數相乘得：Ka Kb= Kw (3.15)Ka與 Kb互成反比關系。3.2.1 酸和堿在水溶液中的解離平衡第59頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三1.難溶電解質的多相離子平衡 電解質溶解度:溶解度克/100克水（20）0.

33、010.1 1.0難溶微溶可溶易溶難溶電解質：在溶劑（如水）中溶解度很小，但溶解部分完全解離,溶液中有離子平衡：Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+CrO42-(aq)溶解結晶3.3 難溶電解質的多相離子平衡3.3.1多相離子平衡與溶度積第60頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三3.3.1多相離子平衡與溶度積第61頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三在一定條件下，當溶解與結晶的速度相等時，便建立了固體與溶液中離子之間的動態平衡，這叫做多相離子平衡，又稱溶解平衡。 平衡常數關系式為: K=KS(Ag2CrO4) =Ceq(Ag+,aq)/C2Ceq

34、(CrO42-aq) /C 在不考慮K的單位時，可將上式簡化為： KS(Ag2CrO4)= Ceq(Ag+,aq)2Ceq(CrO42-aq) 上式表明：在難溶電解質的飽和溶液中，當溫度一定時，其離子濃度積是一常數，這個平衡常數KS叫做溶度積常數，簡稱溶度積。3.3.1多相離子平衡與溶度積第62頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三溶度積的表達式:對于通式： AnBm(s) nAm+(aq)+mBn-(aq) 溶度積的表達式為： KS(AnBm)=Ceq(Am+)/CnCeq(Bn-)/Cm 簡化為:KS(AnBm)=Ceq(Am+)nCeq(Bn-)m3.3.1多相離子平

35、衡與溶度積第63頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三Fe(OH)3(s) Fe3+(aq) + 3OH-(aq) KS(Fe(OH)3)=Ceq(Fe3+)Ceq(OH-)3Ca3(PO4)2 (s) 3Ca2+(aq) + 2PO4 3 - (aq) KS(Ca3(PO4)2 )=Ceq(Ca2+)3Ceq(PO4 3 -)2上式僅適用難溶電解質，且為飽和溶液Ks與電解質本性、溫度有關，與濃度無關例如:3.3.1多相離子平衡與溶度積第64頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三例3.9 CaF2溶解度為2.5910-3克/100克水， 求其溶度積 .

36、M(CaF2)= 78.08 gmol-1解：S(CaF2) 2.59 10-3 1000/100 / 78.08 = 3.32 10-4mol.dm-3 CaF2(s) Ca2+(aq)+ 2F-(aq) Ceq(Ca2+) =3.32 10-4 mol. dm-3 Ceq(F-) =2 3.32 10-4 mol.dm-3 KS(CaF2)=Ceq(Ca2+)Ceq(F-)2 =(3.32 10-4) ( 2 3.32 10-4)2 =1.46 10-10 3.3.1多相離子平衡與溶度積第65頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三溶解度和溶度積的關系：都表示物質溶解能力

37、，溶解度可表示易溶物和難溶物;溶度積一般表示難溶物。溶解度(s)和溶度積(Ks)的換算： AB型 Ks =ss A2B型, AB2型 Ks =(2s)2s=4s3 A3B型Ks =(3s)3s=27s43.3.1多相離子平衡與溶度積第66頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三P130例3.4 在25時,氯化銀的溶度積為1.7710-10,鉻酸銀的溶度積為1.1210-12,試求氯化銀和鉻酸銀的溶解度(以moldm-3表示).解:(1)設氯化銀的溶解度為S1moldm-3 則根據 AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq) S1 S1 KS=Ceq (Ag+)Ceq (Cl

38、-)=S1S1=S12 S1= =1.3310-5moldm-33.3.1多相離子平衡與溶度積第67頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三(2)設Ag2CrO4的溶解度為S2(moldm-3為單位) 則根據Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO42-(aq) 2S2 S2 KS=Ceq(Ag+)2 Ceq(CrO42-)=(2S2)2S2=4S23=6.5410-5moldm-3moldm-3S2=KS（Ag2CrO4） S1說明：不同類型的難溶電解質不能以KS直接比較。3.3.1多相離子平衡與溶度積第68頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三 1

39、、溶度積規則內容：根據溶度積大小預測沉淀的生成或溶解。 對一給定難溶電解質( AnBm)， 相對離子濃度的乘積為： Q=C(Am+)/CnC(Bn-)/Cm 簡寫為： Q=C(Am+)nC(Bn-)m Q KS 有沉淀析出 Q = KS 飽和溶液 Q Ks ,則有沉淀生成。 工業廢水中往往含有重金屬離子達不到排放標準。人們往往在廢水中加入石灰乳，使重金屬離子以其氫氧化物的形式沉淀下來。如： Pb2+(aq) + 2OH-(aq) = Pb(OH)2(沉淀)由Ks(Pb(OH)2)計算出OH-濃度：C Pb2+ COH-2 KsPb(OH)2通過控制溶液的PH,使 Pb2+濃度達到排放標準。3.

40、3.2 溶度積規則及其應用第73頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三例 將10ml , 0.010molL-1BaCl2溶液和30ml 0.0050molL-1NaSO4溶液相混合，問是否有BaSO4沉淀產生？Ks（BaSO4）=1.0810-10解：Ba2+=0.01010/40=2.5010-3molL-1SO42-=0.005030/40=3.7510-3molL-1Q=Ba2+SO42-=2.50 x10-33.7510-3 =9.3810-6Q Ks,（BaSO4）所以有沉淀析出3.3.2 溶度積規則及其應用第74頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46

41、分，星期三例 向1.010-3moldm-3的K2CrO4溶液中滴加AgNO3溶液，求開始有Ag2CrO4沉淀生成時的Ag+ 。 CrO42-沉淀完全時， Ag+是多大？解：Ag2CrO4 = 2Ag+ CrO42-Ks= Ag+2 CrO42-當Ag+=4.510-5moldm-3時，開始有Ag2CrO4沉淀生成。一般來說一種離子與沉淀劑生成沉淀物后在溶液中的殘留量不超過1.0 10-5moldm-3時，則認為已沉淀完全。3.3.2 溶度積規則及其應用第75頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三例 向0.10moldm-3ZnCl2溶液中通H2S氣體至飽和c(H2S)=0

42、.10moldm-3時，溶液中剛好有ZnS沉淀生成，求此時溶液的H+。Ka1=1.3 10-7,Ka2=7.1 10-15 , Ks=2.0 10-22于是當CrO42-= 1.0 10-5moldm-3時的Ag+為3.3.2 溶度積規則及其應用第76頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三3.3.2 溶度積規則及其應用第77頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三3、沉淀的溶解(QKS)（1）利用酸堿反應 根據溶度積規則，只要設法減小難溶電解質的有關離子濃度，使離子濃度適當方次的乘積小于溶度積，難溶電解質即可溶解。 如在CaCO3飽和溶液中加鹽酸 CaCO

43、3（s）= Ca2+(aq)+CO32-(aq) + 2HCl = 2Cl-(aq) +2H+(aq) CO2(g) +H2O 加入鹽酸后由于生成CO2氣體，CO32-濃度降低， CaCO3不斷溶解進入溶液，直到Q=Ksp為止。3.3.2 溶度積規則及其應用第78頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三（2）利用配位反應 AgBr(s)+2S2O32-(aq)=Ag(S2O3)23-(aq)+Br-（3）利用氧化還原反應 3CuS(s)+8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2(aq)+3S(s)+2NO(g)+4H2O(l)3.3.2 溶度積規則及其應用4、沉淀的轉化把一種沉

44、淀轉化為另一種沉淀的過程第79頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三在實踐中，有時需將一種沉淀轉化為另一種沉淀。如中、小鍋爐的循環用水處理。因CaSO4結垢堅硬且不溶于酸，不易清除，需將其轉化成疏松且可溶于酸的CaCO3。因此循環水中加一定量的Na2CO3,以達到沉淀轉化的目的。CaSO4（s）= Ca2+(aq)+SO42-(aq) +Na2CO3（s）= CO32-(aq)+2Na+(aq) CaCO3(s)Ks(CaSO4) =7.10 10-5 Ks(CaCO3) =4.96 10-9由一種難溶沉淀轉化成更難溶的沉淀。3.3.2 溶度積規則及其應用第80頁，共95頁

45、，2022年，5月20日，17點46分，星期三例 0.15dm31.5moldm-3的Na2CO3溶液可以使多少克BaSO4固體轉化掉？解：設平衡時SO42-=x moldm-3初始濃度 1.5 0平衡濃度 1.5-x x3.3.2 溶度積規則及其應用第81頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三例 將SrSO4(s)轉化SrCO3，可用Na2CO3溶液與SrSO4反應。如果在1.0L Na2CO3溶液中溶解0.010mol的SrSO4 ，Na2CO3的開始濃度最低應為多少？解： SrSO4(s)與Na2CO3之間發生的離子反應為 ：SrSO4(s)+CO32- = SrCO

46、3+SO4 2-平衡時，c(SO4 2-)= 0.010mol.L-1,c(CO32- ) = 0.010/6.1102=1.6 10-5mol .L-1C0(Na2CO3)=(0.010mol .L-1 + 1.6 10-5mol .L-1 )= 0.010mol.L-13.3.2 溶度積規則及其應用第82頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三2、分散相與分散介質被分散的物質稱為分散相，分散相所處的介質為分散介質。例如：云，牛奶，珍珠一 基本概念1、分散系統一種或幾種物質分散在另一種物質中所形成的系統。3.4 膠體與界面化學第83頁，共95頁，2022年，5月20日，17

47、點46分，星期三（1）按分散相粒子的大小分類 1.分子分散體系 分散相與分散介質以分子或離子形式彼此混溶，沒有界面，是均勻的單相，分子半徑大小在10-9 m（1nm）以下 。通常把這種體系稱為真溶液，如CuSO4溶液。2.膠體分散體系 分散相粒子的半徑在1 nm-100 nm之間的體系。目測是均勻的，但實際是多相不均勻體系。也有的將1 nm -1000 nm之間的粒子歸入膠體范疇。例：氫氧化鐵水溶膠3.粗分散體系 分散相粒子的半徑大于10-7m。目測是混濁不均勻體系，放置后會沉淀或分層，如黃河水。3.4 膠體與界面化學第84頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三膠體系統按分

48、散相和介質聚集狀態分類1.液溶膠 將液體作為分散介質所形成的溶膠。當分散相為不同狀態時，則形成不同的液溶膠：.液-固溶膠 如油漆，AgI溶膠.液-液溶膠 如牛奶，石油原油等乳狀液C.液-氣溶膠 如泡沫3.4 膠體與界面化學第85頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三2.固溶膠 將固體作為分散介質所形成的溶膠。當分散相為不同狀態時，則形成不同的固溶膠：.固-固溶膠 如有色玻璃，不完全互溶的合金.固-液溶膠 如珍珠，某些寶石.固-氣溶膠 如泡沫塑料3.4 膠體與界面化學第86頁，共95頁，2022年，5月20日，17點46分，星期三3.氣溶膠 將氣體作為分散介質所形成的溶膠。當分散相為固體或液體時，形成氣-固或氣-液溶膠，但沒有氣-氣溶膠，因為不