Презентации 2 Еремин
.pdf
Физтех, 1 курс. Осень 2015
Зависимость состава раствора H3PO4 от pH
Дано: C(H3PO4) – концентрация кислоты,
[H+] = 10-pH – кислотность раствора
|
[H2 PO4 ] |
|
K1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[H ] = K |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
[H3PO4 ] = [H ] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
[HPO2 ] |
|
K |
|
|
|
|
|
[HPO2 ] |
|
|
K K |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
= |
2 |
|
|
|
|
= |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
4 |
|
|
|
|
4 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
[H2 PO4 ] = [H3PO4 ] |
|
|||||||||||
|
[H2 PO4 ] |
|
[H ] |
|
|
[H3PO4 ] |
|
|
[H ]2 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
[PO3 ] |
= |
K |
3 |
|
|
|
|
[PO3 ] |
= |
K K |
|
K |
3 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
4 |
|
|
|
4 |
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
[H ] = K2 |
|
|||||||||||
|
[HPO42 ] |
|
[H ] |
|
[H3PO4 ] |
|
|
[H ]3 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
3 |
|
2 |
] [H |
|
|
3 |
3PO4 ] = C |
|
|
|
|
||||||||||||||
[PO4 ] [HPO4 |
2 PO4 ] [H |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
[HPO42 ] = [H |
2PO4 ] |
|
|
|
[H3PO4 ] |
= |
|
[H ]3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
[H ]3 K [H ]2 K K [H ] K K K |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
14 |
|||||||||
|
|
|
|
1 |
1 |
2 |
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Буферные растворы
Слабая кислота + ее соль: HA + NaA
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HA |
|
+ |
+ A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
Cсоли |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
соли |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NaA Na+ + A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Ka |
= |
[H+ ] [A ] |
= |
[H+ ] Ссоли [H+ ] |
|
[H+ ] Ссоли |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
[HA] |
|
|
C |
|
[H+ ] |
|
C |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к-ты |
|
|
|
|
|
|
|
|
к-ты |
|
|
|
||
|
|
+ |
|
|
|
KaСк-ты |
|
|
pH pKa + lg |
Ссоли |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
[H |
] = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
Cсоли |
|
|
Cк-ты |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
Название буфера |
|
|
|
|
|
|
Состав |
|
|
|
|
|
|
Диапазон pH |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Фосфатный |
|
|
|
|
|
HPO 2– |
+ H PO – |
|
|
|
|
5.4 – 8.0 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
2 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ацетатный |
|
|
CH COOH + CH COO– |
|
|
|
|
4.0 – 5.0 |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Физтех, 1 курс. Осень 2015 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|||||||||||||||
Гидролиз солей. 1
Физтех, 1 курс. Осень 2015
Fe |
3+ |
|
FeOH |
2+ |
+ H |
+ |
Kh |
= |
[FeOH2+ |
] [H+ ] |
= |
|
Kw |
||
|
+ H2O |
|
|
|
[Fe3 ] |
|
Kb |
(FeOH2+ ) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
3 |
|
2 |
|
|
Kh |
|
|
[HPO42 ] [OH ] |
|
|
Kw |
PO4 |
+ H2O |
HPO4 |
+ OH |
|
= |
|
[PO34 ] |
= |
Ka |
(HPO24 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чем слабее кислота (основание), тем сильнее
протекает гидролиз ее (его) соли
16
Гидролиз солей. 2
|
Тип соли |
Пример |
Ион, реаги- |
pH раствора |
|
||
|
рующий с водой |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Катион – из сильного |
NaCl, |
Нет |
= 7 |
|
|
|
|
основания, анион – из |
KNO3 |
|
|
|||
|
сильной кислоты |
|
|
|
|
||
|
Катион – из слабого |
NH4Cl, |
Катион (гидрати- |
< 7 |
|
|
|
|
основания, анион – из |
|
|
||||
|
Fe2(SO4)3 |
рованный катион) |
|
|
|||
|
сильной кислоты |
|
|
|
|||
|
Катион – из сильного |
KCN, |
Анион |
> 7 |
|
|
|
|
основания, анион – из |
Na2CO3 |
|
|
|||
|
слабой кислоты |
|
|
|
|
||
|
Катион – из слабого |
(NH4)2CO3 |
|
< 7, Ka > Kb |
|
||
|
основания, анион – из |
Катион и анион |
|
||||
|
> 7, Ka < Kb |
|
|||||
|
слабой кислоты |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Физтех, 1 курс. Осень 2015 |
|
|
|
17 |
|
|
Равновесие «осадок-раствор»
s |
|
s |
s |
||
|
2+ |
|
2 |
(р-р) |
|
CaCO3 (тв) Ca |
|
(р-р) + CO3 |
|||
Ksp = ПР = [Ca2+ ] [CO32 ] = s2 |
= 5 10 9 |
||||
s= 
ПР = 7 10 5 М = 7 мг/л
Вобщем случае:
s
Am Bn (тв)
|
ms |
ns |
||
n + |
|
m |
(р-р) |
|
mA |
|
(р-р) + nB |
||
Ksp = ПР = [An + ]m [Bm ]n = ms m ns n = mmnn sm n
s = m n ПР
mm nn
Физтех, 1 курс. Осень 2015 |
|
18 |
Основные понятия
Сопряженная пара «кислота – основание»
Автопротолиз воды. Ион гидроксония
Ионное произведение воды
Водородный показатель (pH)
Кислотно-основной индикатор
Константа кислотности (основности), pK
Буферный раствор
Гидролиз, константа гидролиза
Произведение растворимости
Физтех, 1 курс. Осень 2015 |
|
20 |
Основные формулы
Ионное произведение воды: Kw = [H+ ] [OH ] = 10 14
Водородный показатель: pH = lg[H+ ]
|
|
|
|
Слабые кислоты: |
|
|
|
|
|
|
||||
|
Ka = |
[H+ ] [A ] |
= |
[H+ ]2 |
|
|
[H+ ]2 |
pH |
1 |
pKa lg C |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
C [H+ ] |
C |
2 |
|
|||||||||
|
|
[HA] |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
pKa lg Ka Чем меньше Ka |
(больше pKa ), тем слабее кислота |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Буферный раствор "соль-кислота" |
pH |
pKa |
+ lg |
Ссоли |
|
|||||||||
Cк-ты |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сопряженные кислота и основание: |
pKa pKb pKw 14 |
Физтех, 1 курс. Осень 2015 |
|
21 |
Типовые вопросы и задачи
1.Расположите вещества HCl, NH3, KCl, KOH, FeCl3 в
порядке увеличения pH водного раствора.
2.Рассчитайте pH 0.1 М раствора:
а) HNO3, б) HF (pKa = 3.2), в) KOH, г) NH3 (pKb = 4.75)
3.Запишите выражения для 1-й и 2-й констант диссоциации сероводородной кислоты.
4.Рассчитайте pH буферного раствора, содержащего 2 M CH3COOH (pKa = 4.75) и 1 M CH3COONa.
Физтех, 1 курс. Осень 2015 |
|
22 |
Литература
1.Еремин, Борщевский. Основы общей и физической
химии. – Глава 3, §§ 3.2-3.6.
2.Глинка. Общая химия. – Глава 8, §§ 8.5, 8.7, 8.9-
8.12.
3.Еремин. Теоретическая и математическая химия. – Глава 3. § 4.
4.Шрайвер, Эткинс. Неорганическая химия. Т. 1. –
Глава 5, § 5.1
Физтех, 1 курс. Осень 2015 |
|
23 |