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1、1无机及分析化学核心内容无机及分析化学核心内容n化学原理化学原理n无机物与无机反应无机物与无机反应n化学分析原理与方法化学分析原理与方法2第二章第二章 化学反应的基本原理化学反应的基本原理反应自由能变反应自由能变反应熵变反应熵变反应热反应热计算公式计算公式(标准态标准态)内容内容(298)( )rmBfmBHHB (298)rmBmBSSB( )rmrmrmG THTS 任何物质的标准熵任何物质的标准熵Sm 都不为零，且都为正值。都不为零，且都为正值。 3第二章第二章 化学反应的基本原理化学反应的基本原理 自发过程的判据自发过程的判据: 4标准平衡常数标准平衡常数 对溶液反应对溶液反应 a A
2、（aq) +Bb（aq) =dD（aq) +eE（aq) baedcBccAccEccDcK)()()()( 对气相反应对气相反应 a A（g) +Bb（ g) =dD（ g) +eE（ g)baedPBPPAPPEPPDPK)()()()(c=1moll-1 P=100Kpa 用相对平衡浓度和相对平衡分压来表示的平衡常数称为标准平衡常数。5 反应反应1+ 反应反应2反应反应3-K1 K2 K3 反应反应1 -反应反应2反应反应3-K1 /K2 K3 反应反应1 2反应反应2 - (K1 )2K2 反应反应12反应反应2 - (K1 )1/2 =K2 6第三章第三章 酸碱与酸碱平衡酸碱与酸碱平
3、衡3.1 3.1 酸、碱质子理论与酸碱平衡酸、碱质子理论与酸碱平衡3.2 3.2 酸碱平衡的移动酸碱平衡的移动3.3 3.3 酸碱平衡中组分分布及浓度计算酸碱平衡中组分分布及浓度计算3.4 3.4 溶液酸度的计算溶液酸度的计算3.5 3.5 溶液酸度的控制与测试溶液酸度的控制与测试3.6 3.6 酸碱滴定法酸碱滴定法73-3 比较下列溶液比较下列溶液H+浓度的相对大小，并简要说明其原因。浓度的相对大小，并简要说明其原因。0.1molL-1HCl、0.1molL-1H2SO4、0.1molL-1HCOOH、0.1molL-1HAc、0.1molL-1HCN。nH2SO4 HCl HCOOH HA
4、c HCNKa(HCOOH)=1.7710-4， Ka(HAc)= 1.7510-5， Ka(HCN)=6.210-10，83-8 12%的氨水溶液，相对密度为的氨水溶液，相对密度为0.953，求，求此氨水的此氨水的OH-浓度和浓度和pH 值。值。9 1、一元弱酸碱溶液、一元弱酸碱溶液pH的计算的计算waHAHKKH+3 + KaH+2 (cKa + Kw) H+ KaKw = 0精确式精确式10CKKaaW 10CKaa 105CKKaaW 1024Ha2aacKKK 近似式近似式acK H最简式最简式 KC H +KW aa CKaa 105 113-15 欲配制欲配制500ml pH =
5、 9.0 且且NH4+ = 1.0 molL-1 的的NH3H2O-NH4Cl 缓冲溶液，需比重为缓冲溶液，需比重为0.904、含氨、含氨26.0的浓氨水多少毫升？的浓氨水多少毫升？固体固体NH4Cl 多少克？多少克？12汉德森公式汉德森公式abacclgKppH弱酸弱酸- -弱酸盐组成弱酸盐组成 如如HAc-NaAcHAc-NaAc 2、 缓冲溶液的缓冲溶液的pH值值缓冲溶液的缓冲溶液的pH值决定于：值决定于：A：Ka（Kb） B：组分的缓冲比。：组分的缓冲比。外加酸、碱改变缓冲比，但不改变外加酸、碱改变缓冲比，但不改变Ka（Kb）13 3 缓冲能力和缓冲范围缓冲能力和缓冲范围1)缓冲能力缓
6、冲能力共轭酸碱对的总浓度越大，缓冲容量越大。共轭酸碱对的总浓度越大，缓冲容量越大。ca/cb或或cb/ca越接近越接近1缓冲容量越大，为缓冲容量越大，为1时最大。时最大。缓冲能力的大小决定于：缓冲能力的大小决定于：A 酸与共轭碱（碱与共轭酸）的总浓度；酸与共轭碱（碱与共轭酸）的总浓度；B 缓冲比：缓冲比：ca/cb或或cb/ca。14例：配制例：配制pH 为为5 的缓冲溶液，选下列哪种缓的缓冲溶液，选下列哪种缓冲对好？冲对好？HAc NaAc NH3.H2O NH4Cl pKa = 4.75 pKb = 4.75 H2CO3 NaHCO3 H3PO4 NaH2PO4 pKa1 = 6.37 p
7、Ka1 = 2.12解：因解：因HAc的的pKa最接近于最接近于5，应选，应选HAcNaAc 4 缓冲溶液的配制缓冲溶液的配制153.6 酸碱滴定基本原理及指示剂选择酸碱滴定基本原理及指示剂选择弱酸能被准确滴定的判别式：弱酸能被准确滴定的判别式：cKa=10-8指示剂选择原则：指示剂选择原则： 指示剂变色点指示剂变色点pHpH处于处于滴定突跃范围内滴定突跃范围内 16 双指示剂法双指示剂法混碱混碱 NaOH 酚酞酚酞 NaCl 甲基橙甲基橙 - NaHCO3 V1 NaHCO3 V2 CO2 Na2CO3 NaHCO3 CO2pH=8.3pH=3.9HClHCl173-24 n有一有一Na3P
8、O4 试样，其中含有试样，其中含有Na2HPO4，称，称取取0.9947g，以酚酞为指示剂，用，以酚酞为指示剂，用0.2881 molL-1HCl 溶液滴定至终点，用去溶液滴定至终点，用去17.56ml。n再加入甲基橙指示剂，继续用再加入甲基橙指示剂，继续用0.2881 molL-1 HCl 溶液滴定至终点时，又用去溶液滴定至终点时，又用去20.18ml。n求试样中求试样中Na3PO4、Na2HPO4 的质量分数。的质量分数。18当当以酚酞为指示剂时，滴定反应为：以酚酞为指示剂时，滴定反应为：Na3PO4 + HCl = Na2HPO4 + NaCln再加入甲基橙指示剂，滴定反应进行到：再加入
9、甲基橙指示剂，滴定反应进行到：Na2HPO4 + HCl = NaH2PO4 + NaCl 酚酞酚酞 甲基橙甲基橙 - Na2HPO4 V1 Na2HPO4 V2 PO43- Na3PO4 Na2HPO4 PO43-19Chapter 4 Chapter 4 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡Precipitation-Solubility Equilibrium4.1 沉淀溶解平衡及其影响因素沉淀溶解平衡及其影响因素4.2 分步沉淀、沉淀的转化分步沉淀、沉淀的转化4.3 沉淀的形成与纯度沉淀的形成与纯度4.4 沉淀测定法沉淀测定法20 AmDn(s) mAn+ + nDm-平衡时：平衡时： Ksp =
10、 An+m Dm- n 溶度积溶度积 nDmAcmnccQ任意态的离子积用任意态的离子积用Qc表示表示. 溶度积规则溶度积规则2122在在AgCl的饱和溶液中，有的饱和溶液中，有AgCl固体存在，当分别向固体存在，当分别向溶液中加入下列物质时，将有何种变化？溶液中加入下列物质时，将有何种变化？ 加入物质加入物质 平衡平衡 AgCl 溶液中浓度溶液中浓度 引起变化引起变化 移动移动 溶解度溶解度 Ag+ Cl- 原因原因 HCl(0.1 molL-1)AgCl(s) Ag+ + Cl- 不变不变 不变不变 不变不变 稀释稀释 生成配离子生成配离子 盐效应盐效应 同离子效应同离子效应AgNO3(0
11、.1 molL-1) KNO3(s)NH3H2O(2 molL- 1)H2O 同离子效应同离子效应23n分步沉淀分步沉淀：混合溶液中离子发生先后沉淀的现象：混合溶液中离子发生先后沉淀的现象n通常通常是是离子积首先超过溶度积离子积首先超过溶度积的那种难溶物先沉的那种难溶物先沉淀出来（淀出来（）24解：解：1010771.ClAgoAgClsp,K1710528.IAgoAgIsp,K251010771.ClAgoAgClsp,K1710528.IAgoAgIsp,K1oAgIsp,Lmol.AgI9817108141077110528K26判别混合离子（以判别混合离子（以Cl和和I为例）能否分离
12、的方法：为例）能否分离的方法：27n以以K2CrO4为为指示剂指示剂，AgNO3为为标准溶液标准溶液，在，在中性中性或弱碱性或弱碱性溶液中，溶液中，测定测定Cl-、Br-n以以Cl-测定为例：测定为例：n条件：条件：A.指示剂用量指示剂用量B.溶液酸度溶液酸度C.注意事项注意事项 充分振摇，干扰离子事先去除充分振摇，干扰离子事先去除28第五章第五章 电化学与氧化还原平衡电化学与氧化还原平衡 5.1 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的基本概念 5.2 电极电势电极电势 5.3 电极电势的应用电极电势的应用5.4 氧化还原滴定法氧化还原滴定法29 1.原电池定义原电池定义原电池：原电池：借助于氧
13、化还原借助于氧化还原反应产生电流的装置。反应产生电流的装置。电极：电极：组成原电池的导体组成原电池的导体( (如铜片和锌片如铜片和锌片) ) 。规定：规定：电子流出的电极称为负极，电子流出的电极称为负极，负极上发生氧化反应负极上发生氧化反应；电子进入的电极称为正极，电子进入的电极称为正极，正极上发生还原反应。正极上发生还原反应。 原电池原电池30 2.原电池组成原电池组成 负极负极(Zn片片)反应：反应： Zn(s) 2e + Zn2(aq) 发生氧化反应发生氧化反应 正极正极(Cu)反应：反应： Cu2+(aq) + 2e Cu(s) 发生还原反应发生还原反应 电池反应：电池反应：原电池中发
14、生的氧化还原反应原电池中发生的氧化还原反应电池反应电池反应=负极反应负极反应 + 正极反应正极反应 如如Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2(aq) + Cu(s) 原电池原电池31)( Cu )(cCuSO )( ZnSO Zn )( 2414c 书写原电池符号的规则：书写原电池符号的规则： 负极负极“-”-”在左边，正极在左边，正极“+”+”在右边，盐桥用在右边，盐桥用“”表示。表示。电池符号(Cu-Zn原电池) 半电池中两相界面用半电池中两相界面用“ ”“ ”分开，同相不同物种用分开，同相不同物种用“, ,”分开，分开，。 3、原电池的表示方法、原电池的表示方法 两个电极在两侧，盐溶
15、液在中间。两个电极在两侧，盐溶液在中间。 32113212L2.0mol2ClL0.1mol2Fe 101325PaClL1.0mol2Fe )(Pt 101325PaCl L2.0molCl L0.1molFe , L1.0molFe Pt )( 211312解：)(aq2Cl 2e)g(Cl 极 正2)(aqFe e)(aqFe 极 负 323.原电池的表示方法原电池的表示方法非金属电极非金属电极; ;不同价态的金属离子构成的电极，应插入不同价态的金属离子构成的电极，应插入惰性电极惰性电极33电极电势符号：电极电势符号：E(氧化型/还原型)如：E(Zn2+/Zn)，E(Cu2+/Cu)，E
16、(O2/OH)， E(MnO4 /Mn2+), E(Cl2/Cl)等。标准电极电势符号：标准电极电势符号：E标准态：标准态：参加电极反应的物质中，有关离子浓度为1mol L 1，有关气体分压为100kPa，液体和固体都是纯物质。温度未指定，通常为298.15K，其他温度须指明。 标准电极电势标准电极电势34 标准电极电位的物理意义标准电极电位的物理意义: 标准电极电势标准电极电势E(Ox/Red)是反映物质得失电子能力相是反映物质得失电子能力相对大小的一个重要物理量对大小的一个重要物理量 E (Ox/Red) ，表示，表示氧化型物质氧化型物质氧化性氧化性 E (Ox/Red) ，表示，表示还原型物质还原型物质还原性还原性 Ox - oxidizing state 氧化态氧化态 (高高) Red - reducing state 还原态还原态 (低低)35 已知已知ClO4-/ClO3-的的 = 1.19V, O3/O2的的 =2.07V, Cr3+/Cr2+的的 = -0.410V, Cu2+/Cu+的的 = 0.158V, 标准状态下，标准状态下， 各电对中最强的氧化剂和还原剂是各电
