解放军文职招聘考试水的离子积和 pH

            弱碱 1 弱酸 2 强酸 1 强碱 2
9-2 水的离子积和 pH
一、水的自偶电离
1 ．水的离子积常数 K w
H ₂ O + H ₂ O = H ₃ O ⁺ + OH ^-
H ₂ O = H ⁺ + OH ^-
298K ，纯水中的 [H ₃ O ⁺ ] = [OH ^- ] = 1.0 × 10 ^{- 7} mol· dm ^{- 3}
K w 水的离子积常数
2 ．热力学方法计算 K w
H ₂ O( l ) = H + ( aq ) + OH ^- ( aq )                       kJ ·mol ^{- 1} > 0
由K w 将随温度升高而增大
二、酸碱指示剂
HIn 表示石蕊
HIn = H ⁺ + In ^-
红 蓝
K r = ([H⁺]/c J × [In^-]/c)/[HIn]/cJ
当 c (HIn) > > c (In^-) 时，溶液呈红色，是酸性
当 c (HIn) < < c (In^-) 时，溶液呈蓝色，是碱性
在 [HIn] /[In^-] ≥10 或 [HIn] /[In^-] ≤0.1 时，
指示剂颜色变化
指示剂变色范围是 [H⁺] 在 0.1 ~ 10 之间。
9-3 酸碱盐溶液中的电离平衡
一、强电解质
二、弱电解质
电解度 ( 离解度α %) ， Ka （ Kb ）
三、拉平效应和区分效应
9-4 水溶液化学平衡的计算
一、一元弱酸、弱碱的电离平衡
          α % = ( 已解离的分子数 / 原分子数 ) × 100
= ( 已电离的浓度 / 初始浓度 ) × 100
电解度 ( 离解度α %) ：平衡时弱电解质的电离百分率
                      HAc   =    H ⁺     +      Ac ^-
       初始浓度  c            0                 0
       平衡浓度 c-cα       cα                cα
∴当α < 5% 时， 1 - α = 1 ，
                          K a = cα ² — 稀释定律
表明随着溶液浓度的降低，电离度增大。
 二、多元弱酸、弱碱的电离平衡
特点：分步进行
1 ．二元弱酸的电离平衡
H₂S = H⁺ + HS^-
Ka1 = [H⁺][HS^-]/[H₂S] = 5.7 × 10^-8
HS ^- = H⁺ + S^2-
Ka2 = [H⁺ ][S^2-]/[HS^-] = 1.2 × 10^-15
Ka1 × Ka2 = K = [H⁺]²[S^2-]/[H₂S] = 6.8 × 10^-23
多元弱酸、弱碱的电离以第一步为主
溶液中同时存在 H₂S 、HS ^- 、 H⁺ 、 S^{2 -}
([H⁺ ]/c^θ) ² × ([S^2-]/ c^θ)/([H₂S]/c^θ) = 6.8 × 10^{- 23}
饱和 H₂S 水溶液， [H₂S] = 0.1 mol·dm^{- 3}
可求出不同 pH 下的 [S^2-]  。
结论 :
①多元弱酸中 , 若 K1 > > K2 > > K3 , 通常 K1 /K2 >10² , 求 [H⁺] 时 , 可做一元弱酸处理；
②二元弱酸中 , 酸浓度近似等于二级电离常数 , 与酸原始浓度关系不大；
③在多元弱酸溶液中 , 酸根浓度极低 , 在需要大量酸根离子参加的化学反应中 , 要用相应的盐而不是相应的酸。
2 ．三元酸的电离平衡
0.1 mol dm^-3 的磷酸溶液中的 [H₃PO₄], [H₂PO₄^-], [HPO₄^2-], [PO₄^3-], [H⁺]
3 ．高价水合阳离子的电离
[Al(H₂O)₆]³⁺ + H₂O = [Al(H₂O)₅ (OH)]²⁺ + H₃O⁺        Ka1
[Al(OH)(H₂O)₅]²⁺ +H₂O  = [Al(H₂O)₄ (OH)]⁺ + H₃O⁺    Ka2
[Al(OH)₂(H₂O)₄]²⁺ +H₂O = [Al(H₂O)₄ (OH)]⁺ +H₃O⁺     Ka 
4. 酸式盐的电离
存在酸式电离及碱式电离 NaH₂PO₄ , H₂PO₄^- 既是质子酸 , 又是质子碱 .
5 ．两种酸相混合
Ka （ Kb ）相差很大，只考虑电离常数大的弱酸（碱），相差不大，同时考虑。
6 ．弱酸弱碱盐水溶液
  不予考虑。可用 Ka 和 Kb 相对大小判断溶液酸碱性。
9-5 缓冲溶液
  一、盐效应
                              HAc = H⁺ + Ac^-
加入 NaCl ，平衡向解离的方向移动，增大了弱电解质的电离度。
在弱电解质溶液中加入强电解质时，该弱电解质的电离度将会增大， 这种效应称为盐效应。
 原因： 加入后溶液的离子强度增大，活度减小，电离度增大。