大学化学——水溶液中的酸碱沉淀配位平衡

大学化学水溶液中的酸碱沉淀配位平衡部分知识梳理

水溶液中的酸碱沉淀配位平衡

• 非电解质溶液的依数性
  • 物质的相图
  • 稀溶液的蒸汽压下降
    • 如果溶液中的溶质是非挥发性的，则该溶液的蒸汽压小于纯溶剂的蒸汽压
      • 拉乌尔定律
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  • 稀溶液的沸点升高
    • 稀溶液的沸点升高为稀溶液的沸点减去纯溶液的沸点，正比于溶液的质量摩尔浓度。
  • 稀溶液的凝固点下降
    • 稀溶液的凝固点下降为纯溶剂的凝固点减去稀溶液的凝固点，值正比于溶液的质量摩尔浓度
  • 稀溶液的渗透压
    • 渗透压的大小只由单位体积溶液中溶质的物质量所决定，而与溶质的种类和性质无关，因此也是一种溶液的依数性。
    • 计算：
  • 强电解质溶液依数性的修正
    • 乘修正因子i
• 水溶液中的酸碱平衡
  • 酸碱理论及其发展
    • 酸碱电离理论（阿伦尼乌斯）
      • 凡是在水溶液中能够电离产生氢离子的物质称为酸，能电离产生氢氧根离子的物质称为碱，酸碱反应称为中和反应，酸碱反应的产物主要是水和盐类
    • 酸碱质子理论（布朗斯台德）
      • 凡是能给出质子的物质是酸，凡是能接受质子的物质是碱
    • 酸碱电子理论（Lewis)
      • 在反应过程中，能接受电子对的任何分子、原子团或离子称为酸（Lewis酸），（电子对接受体，空轨道）
      • 能给出电子对的任何分子、原子团或离子称为碱（Lewis碱)（电子对给予体，孤对电子）。
      • 酸碱反应的实质是电子对的给予和接受。
  • 强酸强碱的pH计算
    • 当强酸（碱）的浓度不是太稀时：，水的离解不予考虑，可忽略，得最简式：
    • 当时，溶液pH值需要考虑水的解离：
    • 当时，溶液pH值主要由水的解离决定：
  • 弱酸弱碱电离平衡及溶液PH的计算
    • 一元弱酸HA
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    • 一元弱碱
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  • 同离子效应
    • 在弱电解质中，加入与其含有相同离子的易溶强电解质，而使弱电解质 的解离度降低的现象
  • 缓冲溶液
    • 定义
      • 能够抵抗少量外来强酸、强碱或稍加稀释，保持pH值基本不变的溶液
    • 组成——共轭酸碱对的组合
      • 弱酸及其盐
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      • 弱碱及其盐
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      • 多元弱酸的酸式盐及其对应的次级盐
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    • 缓冲溶液的pH计算
      • 1. 盐，强电解质，100%电离
      • 2. 用同离子效应，计算弱电解质的电离
    • 缓冲容量分析
      • 缓冲溶液pH计算公式：
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      • 配置某pH的缓冲溶液 思路：
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• 多相离子的平衡
  • 溶度积常数
    • 溶解平衡
      • 一定温度下，溶解与沉淀速率相等时，沉淀和溶液中的相应离子达到多相离子平衡，称为沉淀-溶解平衡。与酸碱平衡不同，平衡的一方为固相，另一方在溶液中。
    • 通式
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        • 与浓度无关，与温度有关
  • 溶度积和溶解度的关系
    • 溶解度
      • 在一定温度下，达到溶解平衡时，一定量的溶剂中含有溶质的质 量，叫做溶解度通常以符号 s 表示。
    • 换算关系
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  • 溶度积规则——判断沉淀的生成和溶解
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  • 分步沉淀
  • 沉淀的转化
    • 若难溶性强电解质解离生成的离子，与溶液中存在的另一种沉 淀剂结合而生成一种新的沉淀，该过程即为沉淀的转化。
    • 实质：沉淀溶解平衡的移动。一种沉淀转化为更难溶的沉淀。
  • 影响沉淀溶解的因素
    • 同离子效应
      • 在难溶电解质溶液中，加入含有相同离子的易溶盐，则难溶电解质的平衡发生移动，溶解度减小的效应。
    • 盐效应
      • 在难溶电解质溶液中，加入易溶强电解质，难溶电解质的溶解度增大的效应。与同离子效应共存时，常忽略盐效应。
    • 酸效应
      • 酸度变化，离子会与溶液中的H + 或OH - 反应，降低了离子的浓度，沉淀溶解平衡移动，难溶电解质的溶解度增大。
    • 配位效应
      • 加入配位剂与离子形成配位体，溶解平衡移动，难溶电解质的溶解度增大的效应。
• 配合物的结构和配位平衡
  • 配合物的组成和命名
    • 定义：由一个或几个正离子（或中性原子）作为中心，有若干个负离子或中性分子按确定的空间位置排列在作为中心的离子（或分子）的周围，并与其以配位键结合在一起而形成的一种复杂的新型化合物。
    • 组成
      • 内界：[中心离子（原子）+配位体n]
      • 外界：简单的阳离子或阴离子
      • 内界+外界→电中性
    • 配位数
      • 与中心离子(原子)以配位键结合的配位原子数，一般为 2,4,6,8；5,7少见
      • 影响因素：中心离子本质、浓度、温度
      • 其它影响：中心离子电荷数高、半径大则配位数大；配位体体积大则配位数小
    • 命名
      • 外界的命名顺序
        • 内界是阴离子的配合物命名：内界-酸-外界阳离子
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        • 内界是阳离子的配离物命名：外界阴离子-酸（化）-内界
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        • 中性配合物的命名： 同内界的命名
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      • 内界的命名顺序
        • 配位体数-配位体名称-合-中心离子（氧化数）
          • 若有几种负离子：简单→复杂→有机酸根
          • 若有几种中性分子：NH 3 →H 2 O→有机分子
  • 配合物的类型
    • 简单配合物：由单基配位体与中心离子配位而成的配合物（Werner 型配位化合物）
    • 螯合物：多基配位体中的二个或两个以上的配位原子同时与一个中心离子结合，形成具有环状结构的配合物
  • 配合物的异构现象
    • 结构异构
      • 电离异构
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      • 配位异构
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      • 水合异构
    • 空间异构
      • 顺反异构
      • 旋光异构
  • 配位平衡及其特征