第二节溶液的酸碱性和PH值课件资料.docx

1、第二节溶液的酸碱性和PH值课件资料第二节溶液的酸碱性和PH值一、水的电离一般实验显示，纯水是不导电的，但实验表明，纯水也有微弱的导电性，说明水也是有微弱的电离，是一种弱电解质。在纯水中存在着这样的电离平衡H2O H+ + OH - 达平衡状态时 （4-4） KW = KH2O = H+OH- （4-5）KW称为水的离子积常数，简称为水的离子积。,在25时， KW = 1.0010-14. （4-6）水的电离是吸热反应，水的离子积随温度升高而稍有增加，但Kw随温度变化不大（见表4-4所示），通常取值为1.010-14。表4-3 不同温度时水的离子积T（K）273283298323373Kw1.1

2、3910-152.29010-151.00810-145.47410-145.510-13在25时，在1升水中仅有1.0010-7mol的水发生了离解。水的离子积虽然是在纯水中测定得到的，但经实验验证，不仅在纯水中，其他溶液中，H+与OH-乘积也等于水的离子积。并且不论酸性溶液或碱性溶液中都同时存在着H+和OH-，所以，室温下，用式（4-5）可以计算任何水溶液中的H+或OH-。二、溶液的酸碱性和pH（一）溶液的酸碱性与H+的关系Kw反映了水溶液中H+和OH-的关系。若溶液中的H+=OH-，则该溶液称为中性溶液；若溶液中的H+OH-，则称该溶液为酸性溶液；若溶液中的H+ c( H+ )，所以溶液

3、显碱性。同理，NH4Cl的水解过程可以表示为 NH4 + + H2O NH3 H20 + H+从而造成c( H+ ) c（OH )，所以溶液显酸性。由此可见，种类不同的盐由于生成演的酸或碱的性质（酸碱性强弱）不同，所以盐类水解情况也不相同。二、盐类水解的主要类型由强碱和强酸反应生成的盐，称为强碱强酸盐。强酸强碱盐在水中完全电离形成水合离子，因为没有可以和水电离出的H+或 OH-结合生成弱电解质的离子，所以不水解。以下我们讨论弱酸强碱盐、弱碱强酸盐和弱酸弱碱盐的水解。1弱酸强碱盐的水解 以醋酸钠为例说明弱酸强碱盐的水解NaAc = Na+ + Ac- +H2O OH- + H+ HAc由NaAc

4、电离产生的Ac- 和H2O 电离出的H+结合生成难电离的HAc，导致H2O 的电离平衡向右边移动，此时溶液中的OH- 浓度大于 H+浓度，从而使NaAc溶液显碱性。即 Ac- + H2O HAc + OH-，弱酸和强碱反应生成的盐能水解，水解后溶液显碱性。水解作用的实质是弱酸阴离子和水中电离的氢离子结合生成弱酸分子。2弱碱强酸盐的水解 以氯化铵为例说明弱碱强酸盐的水解。NH4Cl = NH4+ + Cl -+H2O OH - + H+ NH3H2O即 NH4+ + H2O NH3H2O + H+弱碱和强酸反应生成的盐能水解，水解后溶液显酸性。水解作用的实质是弱碱阴离子和水中电离的氢氧根离子结合

5、生成弱碱分子。3弱酸弱碱盐的水解 以醋酸铵为例说明弱酸弱碱盐的水解NH4Ac = NH4+ + Ac-+ +H2O OH- + H+ NH3H2O HAcNH4Ac的水解方程式：NH4+ + Ac- + H2O NH3H2O + HAc弱酸弱碱盐不仅能水解，而且弱酸根离子和弱碱阳离子都能水解，称之为“双水解”，但其水溶液到底显酸性还是碱性，取决于生成的弱酸或弱碱的相对强弱。三、盐类水解的意义 表4-5 盐水解的一些应用实例水解的应用实例原理1、净水明矾净水Al3+3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+ 2、去油污用热碱水冼油污物品CO32-+H2O HCO3-+OH- 3、药品的保存配制Fe

6、Cl3溶液时常加入少量盐酸Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+ 配制Na2CO3溶液时常加入少量NaOHCO32-+H2O HCO3-+OH- 4、制备无水盐由MgCl26H2O制无水MgCl2 在HCl气流中加热否则MgCl26H2O Mg(OH)2+2HCl+4H2OMg(OH)2 MgO+H2O5、泡沫灭火器用Al2(SO4)3与NaHCO3溶液混合Al3+3HCO3 = Al(OH)3+3CO2 6、比较盐溶液中离子浓度的大小比较NH4Cl溶液中离子浓度的大小NH4+H2O NH3H2O+H+ c(Cl-)c(NH4+)c(H+)c(OH)- 第四节缓冲溶液人体各种体液的pH值都在

7、一个恒定范围内，这是人体正常生理活动所必需的。而人体体液在复杂的生命代谢过程中之所以能够维持pH在一定范围内，是与体液的特殊组成和缓冲作用密不可分的。一、缓冲作用和缓冲溶液纯水和一般溶液不易保持恒定的pH值。在室温下，分别向等量的纯水、0.1mol/LNaCl水溶液、0.1mol/L HAc与0.1molNaAc等体积的混合溶液中加入1滴0. 1mol/L的HCl溶液和1滴0. 1mol/L的NaOH溶液，用pH试纸测得三种溶液的pH值变化。见表4-6所示。表4-6 加酸或碱时溶液pH值的变化溶液pH值加HCl后pH值加NaOH后pH值纯水7.059NaCl溶液7.059HAc与NaAc的混合

8、溶液555通过实验可知，加入少量强酸或强碱，纯水和NaCl溶液的pH值发生明显变化，而HAc与NaAc混合溶液的pH值几乎不变。这说明纯水和NaCl溶液的pH值很容易受外界少量酸或碱的影响而发生变化。HAc与NaAc混合溶液能抵抗外来少量强酸或强碱而保持本身的pH值几乎不发生变化。若向其中加入少量水稀释，其pH值也不发生变化。像这种能抵抗外来少量强酸、强碱或稀释，而保持本身pH值几乎不变的作用称为缓冲作用，具有缓冲作用的溶液称为缓冲溶液。二、缓冲溶液的组成缓冲溶液之所以具有缓冲作用，是因为其组成中含有足量的抗酸成分和抗碱成分，而且这两种成分之间存在化学平衡，通常将这两种成分称为缓冲对或缓冲系。

9、显然一个缓冲对实际上就是一个共轭酸碱对,其中共轭酸为抗碱成分，共轭碱为抗酸成分。根据组成不同，可把缓冲对分为两种类型：（一）弱酸及其对应的共轭碱（共轭酸）抗碱成分 抗酸成分（共轭碱）HAc NaAcH2CO3 NaHCO3NaHCO3 Na2CO3NaH2PO4 Na2HPO4 （二）弱碱及其对应的共轭酸（共轭碱）抗酸成分 抗碱成分（共轭酸）NH3H2O NH4Cl C6H5NH2（苯胺） C6H5NH+3Cl-（氯化苯铵）三、缓冲作用原理现以HAcNaAc缓冲对为例来说明缓冲作用原理： 在HAcNaAc缓冲溶液中，HAc为弱酸，仅有小部分电离生成H+离子和Ac-离子，大部分仍以HAc分子的形

10、式存在；NaAc为强电解质，在溶液中，全部电离成Na+离子和Ac-离子。由于同离子效应，抑制了HAc分子的电离，使HAc分子几乎不发生电离，体系达到平衡时，溶液中Ac-（主要来源于NaAc）和HAc（主要来源于HAc）都较大，而H+很小。而HAc与Ac-是共轭酸碱对，在水溶液中存在下列质子传递平衡： HAc+H2OH3O+ Ac- 当向缓冲溶液中加入少量的强酸，H3O+增大，平衡向左移动，共轭碱Ac-接受质子生成HAc分子。建立新的平衡时，HAc略有增大，Ac-略有减少，H3O+几乎没有变化，即溶液的pH值几乎不变。这里Ac-离子起了抗酸作用，是抗酸成分。当向缓冲溶液中加入少量的强碱时，溶液中

11、的H3O+结合OH-离子生成H2O，使得H3O+减少，平衡向右移动，补充减少了的H3O+离子。达到新的平衡状态时，HAc略有减少，Ac-略有增大，而H3O+几乎没有减少，溶液的pH值仍无明显变化。在这里HAc起了抗碱作用，是抗碱成分。其他的缓冲溶液的缓冲作用原理与HAcNaAc缓冲溶液缓冲作用原理基本相同，都是由共轭酸碱对组成，在共轭酸碱对中，共轭酸为抗碱成分，共轭碱为抗酸成分。由于体系中有足量的抗酸成分和抗碱成分，并存在质子传递平衡，使得整个体系既能抗酸又能抗碱，保持溶液的pH值基本不变。四、缓冲溶液在医学中的意义1. pH值在医学上很重要。人体内的各种反应须在一定的pH值条件下进行，各种体

12、液都有一定的pH值范围。例如，正常人体血液的PH值总是维持在7.35-7.45之间。临床上把血液的pH值小于7.35叫做酸中毒；pH值大于7.45叫做碱中毒。若低于7.0或高于7.8, 其后果将是致命性的.各种酶也只能在特定的pH值范围内才能表现出其催化活性。人体血浆就是个很好的缓冲体系，其pH正常值为7.35-7.45,主要由碳酸-碳酸氢根, 磷酸一氢根-磷酸二氢根等多对缓冲对共同作用.2.在制药工业, 大多数药物都有自己稳定的pH范围. 例如配制氯霉素眼药水时,要加入硼酸缓冲溶液, 保持在7.0左右.知识链接 电解质平衡调节药电解质平衡调节药不仅具有治疗作用，而且也是常用的静脉辅助用药，小

13、儿发热、腹泻、呕吐等，常需要补充液体。合理应用没有明显的毒副作用，但不合理的使用，也会产生不良反应。电解质平衡调节药主要有一下集中类别：(1)葡萄糖溶液：葡萄糖是非电解质的液体。由于葡萄糖进入人体内逐渐被氧化成水，故称为无张力液，没有维持血液渗透压的作用。常用的葡萄糖溶液有5%和10%两种浓度，仅用于补充水分和部分能量，常静脉给药。(2)0.9%氯化钠溶液：也称生理盐水，是电解质溶液。含有不同浓度的电解质，具有维持血液渗透压的作用。临床上常用于补充丢失的电解质，纠正体液的低渗状态，提供所需的电解质。常与1.4%碳酸氢钠配制成2：1等渗液，电解质成分与血浆水平相近，并可纠正酸中毒。(3) 5%碳

14、酸氢钠溶液：是电解质溶液，常用于纠正酸中毒。一般常将5%的碳酸氢钠溶液稀释为1.4%的等渗液，可以直接用于静脉注射，也可与生理盐水以2：1的比例配成等张液静脉使用。(4)15%氯化钾溶液：常用于严重的低血钾患者静脉补充钾。应注意静脉直接输入含钾液体，其浓度要小于0. 3%，新生儿要小于0.2%，一般配制为0.1%0.2%为好。全日量为每日每公斤体重15%氯化钾23毫升。无明显低钾时，每日补充生理需要量为每公斤体重15%氯化钾1.52毫升，68小时静脉输入。钾由细胞外液进入细胞内时间较长，静脉补钾需要46日才能使钾在细胞内恢复正常，达到细胞内、外液的平衡。(5)口服补液盐：是指世界卫生组织推荐的口服补液盐(Rs)，其含有无水葡萄糖20克，柠檬酸钾1.5克，氯化钠3.5克，碳酸氢钠2.5克，加水至100毫升配制而成。