Chapter5-南一书局.ppt

1、Chapter 5,酸、鹼、鹽,目錄,5-1 酸鹼強度與解離常數 5-2 多質子酸及其解離常數 5-3 鹽的種類與水解反應 5-4 同離子效應 5-5 緩衝溶液,學習概念圖,5-1 酸鹼強度與解離常數,酸鹼強度與解離常數,酸鹼強度,Ka：酸的解離常數,弱酸的解離,氫氣球與酸的強弱,Kb：鹼的解離常數,共軛酸鹼對,試題演練,科學家小傳,5-2 多質子酸及其解離常數,多質子酸及其解離常數,多質子酸及其解離常數,硫酸擁有兩個不同的解離常數,可樂：碳酸及磷酸(多質子酸),單質子酸-滴定曲線,雙質子酸-滴定曲線,試題演練,5-3 鹽的種類與水解反應,鹽的種類與水解反應,鹽的種類,鹽的水解反應,強酸與強鹼

2、所產生的正鹽,強酸與弱鹼所產生的正鹽,弱酸與強鹼所產生的正鹽,磷酸、亞磷酸與次磷酸之鈉鹽,酸式鹽不一定是酸性,生活中常見的酸、鹼、鹽,試題演練,磷酸二氫鈉溶於水呈酸性,5-4 同離子效應,同離子效應,同離子效應,例題,試題演練,5-5 緩衝溶液,緩衝溶液,緩衝溶液,血液緩衝系統的組成,例題,緩衝溶液的應用,試題演練,The End,5-1,酸鹼強度與解離常數,酸鹼強度,Ka：酸的解離常數,酸的解離度愈高，其Ka值也愈大，Ka值高低可作為酸強弱的判斷依據,部分酸及其解離常數,酸的解離常數(1),酸的解離常數(2),弱酸的解離,溶液中各種分子與離子的濃度間的關係，要符合下列四項關係式：其平衡常數表

3、示式等於Ka HOH Kw物質守恆：若HA的初濃度為C0，則C0 HA A溶液呈電中性： H A OH,氫氣球與酸的強弱,鹽酸,醋酸,鹽酸的解離常數高於醋酸相同濃度的鹽酸和醋酸分別與鎂反應時，鹽酸可在短時間內先生成較多氫氣,例題5-1,Kb：鹼的解離常數,當鹼接受氫離子的能力愈強時，Kb值也愈大，因此，Kb值高低便可作為鹼強弱的判斷依據,部分鹼及其解離常數,鹼的解離常數(1),鹼的解離常數(2),例題5-3,共軛酸鹼對：HA與A,共軛酸鹼對-實例,碳酸氫根的Ka為4.7 1011碳酸根離子的Kb為2.1 104此兩者為共軛酸鹼對Ka Kb （4.71011）（2.1 104） 1.01014,

4、科學家小傳：布忍斯特與洛瑞,布忍斯特與洛瑞分別於1923年對阿瑞尼斯酸鹼理論提出修正：酸鹼反應僅是物質間所進行的質子傳遞反應，其中能提供質子者為酸，而能接受質子者為鹼。,布忍斯特,洛瑞,5-2,多質子酸及其解離常數,多質子酸及其解離常數,故若將0.100 莫耳的硫酸溶於一升水中，其氫離子濃度僅為0.101 M，而非0.200 M，若以pH計測量其pH值，應接近1.00，而非0.70。,硫酸擁有兩個不同的解離常數,例題 5-6,例題 5-7,在25 時，氫硫酸的第一及第二解離常數分別為1.0 107及1.0 1019，求0.10 M的氫硫酸水溶液中氫離子及硫離子的濃度為何？,例題5-7 答案,可

5、樂：碳酸及磷酸(多質子酸),(A)以0.10 M氫氧化鈉滴定0.10 M HCl（25.0 mL）,單質子酸-滴定曲線,雙質子酸-滴定曲線,(B)以0.10 M氫氧化鈉滴定0.10 M H2SO3（25.0 mL）,5-3,鹽的種類與水解反應,鹽的種類 1,鹽的種類 2,鹽的種類 3,鹽的種類 4,生活中常見的酸、鹼、鹽,多巴胺,多巴胺（dopamine）為一生物鹼，因具有與氨類似的結構，故也屬於鹼。多巴胺是腦中的重要化學物質，為訊息的傳遞者，含量不足時易引起巴金森症，嚴重患者的肢體與臉部會出現不自主抽搐，四肢也無法靈活運動。不過最近美國 德州 貝勒醫學研究院也發現多巴胺是動物性慾的催使者。研

6、究顯示：缺乏多巴胺的母鼠，對雄性幾乎沒有任何興趣。,魚肉腐敗時比豬肉、牛肉臭,科學家已瞭解為何魚肉腐敗時多比其他肉類腥臭，主要原因是魚肉含有三甲基胺與二甲基胺的衍生物：,當這兩種衍生物暴露於空氣中時，便易被酵素與細菌催化氧化而釋出三甲基胺與二甲基胺，這兩種鹼性物質因具揮發性，故魚肉久置便易令人感到腥臭。,茶與咖啡會影響消化,氯化鈉含量,高級精鹽：氯化鈉含量占99.5 以上高級無碘精鹽：氯化鈉含量占99.5 以上但不含碘健康低鈉鹽：氯化鈉含量約占53 健康美味鹽：氯化鈉含量占33 左右,鹽的水解反應,酸性,中性,鹼性,醋酸根離子進行水解反應,強酸與強鹼所產生的正鹽,由於反應極為完全，致使其逆反應

7、（氯化鈉的水解）幾乎可忽略而不予考慮，因此若將氯化鈉溶入純水中，溶液的pH值不會產生明顯變化。,強酸與弱鹼所產生的正鹽,氯化銨溶液呈酸性,強酸滴定弱鹼，滴定終點呈酸性,弱酸與強鹼所產生的正鹽,強鹼滴定弱酸，滴定終點呈鹼性,例題5-8,已知25 時，醋酸的解離常數為1.8 105：(1) 試問醋酸根離子的Kb值為何？(2) 若將1.0莫耳的CH3COONa溶於一升純水中，溶液體積並無明顯變化，試問溶液的pH值將如何變化？,例題 5-8 答案(1),例題 5-8 答案(2),四瓶中均添加了廣用指示劑，顯示酸式鹽不一定是酸性,酸式鹽不一定是酸性,磷酸、亞磷酸與次磷酸之鈉鹽,例題5-9,已知磷酸的Ka

8、1、Ka2與Ka3分別為7.1 103、6.3 108與4.4 1013。磷酸與氫氧化鈉反應產生幾種酸式鹽？試判斷其溶於水中的酸鹼性如何？,答：磷酸與氫氧化鈉反應，產生磷酸二氫鈉（NaH2PO4）、磷酸氫二鈉（Na2HPO4）兩種酸式鹽,(1)磷酸二氫鈉溶於水呈酸性,(2)磷酸氫二鈉溶於水呈鹼性,5-4,同離子效應,同離子效應,在難溶性或低解離度的酸、鹼、鹽溶液中，加入與溶液組成相同的陰離子或陽離子時，其溶解度或解離度會降低,例題5-10,設醋酸溶解後，溶液體積不變，已知醋酸的解離常數為1.8 105試計算將0.10莫耳的醋酸分別溶於一升純水或一升0.10 M的醋酸鈉溶液中時，其解離度各為何值

9、？,例題5-10 答案(1),結果：醋酸的解離度會因醋酸鈉的存在而明顯下降,例題5-10 答案(2),5-5,緩衝溶液,緩衝溶液,由弱酸與其共軛鹼或弱鹼與其共軛酸混合可配製緩衝溶液，此種溶液中若添加少量的強酸或強鹼，並不會大幅影響其pH值，因此能保持較穩定的pH值。,例題5-11,將0.100莫耳的醋酸和0.100莫耳的醋酸鈉溶於水中，並配製成1.0公升的緩衝溶液。（醋酸的Ka 1.80 105）試求：(1) 此溶液的pH值(2) 加入0.010 mol的氫氧化鈉後溶液的pH值(3) 加入0.010 mol的氯化氫後溶液的pH值,例題 5-11 答案(1),例題 5-11 答案(2),緩衝溶液

10、的應用,血液緩衝系統的組成,緩衝溶液可由弱酸與其共軛鹼或弱鹼與其共軛酸組成，而形成血液緩衝系統的組成為碳酸碳酸氫根離子，此系統的碳酸也能分解成二氧化碳和水，其化學平衡式可表示如下：,單選題 3.,下列有關pH的敘述，何者正確？(A) 25 時pH 3的鹽酸之氫離子濃度大於pH 3的醋酸水溶液之氫離子濃度(B) 25 時1 103 M氫氧化鈉水溶液的pOH值和 50 時1 103 M氫氧化鈉水溶液的pOH值相等(C) 25 時1 108 M的鹽酸其pOH 6(D) 25 時pH 3的鹽酸和pH 3的醋酸水溶液分別以水稀釋為十倍，兩者的pH值均增加1,單選題 3. 答案,答：(B)(A) pH值相

11、等則氫離子濃度必相等(B)氫氧離子濃度相等則pOH必相等(C) 1 108 M的鹽酸，其pH值略小於7，所以pOH略大於7(D)加水稀釋為十倍時，鹽酸pH值增加l，而醋酸pH值約增加0.5,習題 4.,已知某單質子弱酸HA的Ka 4.0 105，求0.10 M HA水溶液的pH值及A。,答：A H 2.0 103 M，pH 2.7,習題 6.,有pH均為3.0之鹽酸及醋酸兩溶液各1.0升，如果將兩溶液分別用水稀釋至2.0升，溶液H的濃度是否仍相等？,答：鹽酸為強酸，稀釋後濃度減半， H 5.0 104 M 醋酸為弱酸，稀釋後解離度變大， 所以H 5.0 104 M 兩者H不相等,單選題 8.,

12、答：(D)(A) Ka1 6.4 102，因解離，H2C2O4 0.10 M(B)草酸為弱酸，不會完全解離，H 0.20 M(D)由於H HC2O4， C2O42 Ka2,多選題 3.,下列酸溶液的濃度皆為0.10 M，有關各酸溶液的H大小順序，何者正確？,多選題 3. 答案,答：(B)(E)H2SO4為雙質子強酸 0.1 M之H2SO4之H介於0.1 M與0.2 M之間HCl為強酸 0.1 M之HCl之H 0.1 MH3PO4為弱酸 0.1 M之H3PO4之H 0.1 MH2CO3為極弱酸 0.1 M之H2CO3之H 0.1 M同一元素的含氧酸中，分子中氧原子數愈多者，酸性愈強。但磷的含氧酸

13、恰為例外，其強度為H3PO3 H3PO2 H3PO4,單選題 12.,關於鹽之種類及水溶液之酸鹼性，以下敘述，何者錯誤？,單選題 12. 答案,答：(D)(D) Ca(OCl)2可視為強鹼，Ca(OH)2與弱酸HClO形成的鹽類，水溶液呈鹼性。,習題 8.,於100毫升的0.1 M CH3COOH水溶液中，加入少量固體CH3COONa後，溶液的pH值有何變化？醋酸的解離度有何變化？,答：CH3COONa為弱酸強鹼生成的正鹽，呈鹼 性，會使溶液pH變大。 從另一角度看，CH3COONa會造成同離子效應，使醋酸解離度變小，H減小。,單選題 14.,下列有關緩衝液的敘述，何者錯誤？(A)緩衝液是弱酸稀釋後的水溶液(B)酵素催化反應通常需在緩衝液中進行(C)緩衝液之pH值不會因為加入少量的酸或鹼 而發生大幅度的變化(D)緩衝液是利用同離子效應的原理,答：(A),