无机化学教案chapter42.doc
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§4-2盐的水解TheHydrolysisofSalts一、各类盐的水解平衡(TheHydrolysisEquilibriaofSalts)1.弱酸强碱组成的盐以NaAc为例(显碱性)Ac-+H2OHAc+OH-故酸越弱,即Ka越小,它的酸根离子的水解程度越大。2.弱碱强酸组成的盐以NH4Cl为例(显酸性)NH4++H2ONH3+H3O+(或NH3·H2O+H+)3.弱酸弱碱组成的盐以NH4Ac为例设NH4Ac(aq)的原始浓度为cmol·dm3根据电荷平衡,得:①根据物料平衡,得:②①式-②式:∴③由,得④由,得⑤由Kw=[H+][OH-],得[OH-]=Kw/[H+]⑥以④、⑤和⑥式代入③式,得,则∴由于、<<1,∴和改变很小,可以看作∴,若,则,∴,若,则,∴。文字叙述:任何两性物质溶液中的氢离子浓度等于相应的两个酸的离解常数的乘积的平方根。SampleExercise:试计算0.100MNH2CH2COOH的pH。已知+H3NCH2COO-H2NCH2COO-+H+的Ka=4.3103Kb=6.0105Solution:=8.47107mol·dm3,pH=6.07二、影响水解的因素(TheAffectfactorsonHydrolysis)1.内因:离子本身与H+或OH-离子结合能力的大小。2.外因:(1)温度:升高温度,水解程度增大。这是由于水解反应伴随着吸热反应所致。(2)酸度:可以控制水解。(3)盐的浓度:盐的浓度越小,水解程度越大。3.多级水解的水解程度只取决于第一步水解程度。§4-3酸碱理论TheTheoriesofAcidsandBases在化学史上,从早期化学家波义耳(Boyle,1684年)提出酸碱理论,到1963年皮尔逊(Pearson)提出软硬酸碱理论(SHAB)的将近三百年中,酸碱定义名目颇多,我们只能选择其中有代表性的酸碱理论来讨论。一、水离子论(IonicTheory)(1887年Arrhenius)1.定义:在水溶液中,电离出来的阳离子全部是氢离子的化合物,称为酸;电离出来的阴离子全部是氢氧根离子的化合物,称为碱。2.优点:能简便地解释水溶液中的酸碱反应,酸碱强度的标度很明确。3.缺点:把酸碱限制在水溶液中,碱限制于氢氧化物中。二、溶剂论(SolventTheory)(1905年Franklin)它是从各种不同溶剂(包括非质子溶剂)中,也同样存在酸碱反应,发展起来的。1.定义:能离解出溶剂特征正离子的物质,称为该溶剂的酸;能离解出溶剂特征负离子的物质,称为该溶剂的碱。2.实例:溶剂酸离子碱离子水H+或H3O+OH-质子型溶剂NH3(l)CH3COOH(l)CH3COO-非质子型溶剂N2O4(l)NO+COCl2(l)COCl+Cl-SO2(l)SO2+典型的中和反应:NH4NO3+NaNH2NaNO3+2NH3HClO4+CH3COONaNaClO4+CH3COOH[COCl][AlCl4]+KClK[AlCl4]+COCl2SOCl2+Cs2SO32CsCl+2SO23.优点:将酸碱扩大到非水体系。4.缺点:不能解释不电离的溶剂及无溶剂的酸碱。5.拉平效应和区分效应(1)溶剂的种类a.两性的中性溶剂:既可以为酸,又可以为碱的溶剂。如H2O、CH3OH、CH3CH2OH等。当溶质是较强的酸时,这种溶剂呈碱性;当溶质是较强的碱时,这种溶剂呈酸性。b.酸性溶剂:也是两性溶剂,但酸性比水大。如HCOOH、CH3COOH、CH3CH2COOH、H2SO4(l)和Cl3CCOOH等。c.碱性溶剂:也是两性溶剂,但碱性比水大。如乙二胺(H2NCH2CH2NH2)(2)拉平效应实验证明HClO4、H2SO4、HCl和HNO3的酸强度是有区别的,其强度顺序为:HClO4>H2SO4>HCl>HNO3,但在水溶液中看不到它们的强度差别。这种将各种不同强度的酸拉平到溶剂化质子水平的效应,称为拉平效应。具有拉平效应的溶剂,称为拉平溶剂。水的碱性是这些强酸产生拉平效应的因由。在液氨中醋酸也成为强酸。(3)区分效应能区分酸(或碱)的强弱作用,称为区分效应。具有区分效应的溶剂,称为区分溶剂。如冰醋酸可以把HClO4、H2SO4、HCl和HNO3的酸性区分开来。由于的酸性强于H3O+,这四种酸就不能全部将其质子转移给HAc了。HClO4+HAc的程度最大,的程度最小,所以冰醋酸称为HClO4、H2SO4、HCl、HNO3的区分溶剂。三、质子论(ProtonTheory)(1923年BrnstedandLowry)1.定义:Anacidisasubstance(m