Chapter5-南一书局.ppt

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资源描述

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),

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