当前课程知识点：大学化学 > 第九章 酸碱平衡与沉淀溶解平衡 > 9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（一） > Video
同学们好
这一节我们继续
酸碱平衡的学习
在前面几节当中
我们和大家分享了
酸和碱的定义
以及酸碱反应过程当中
所形成的酸碱共轭对
那么这一节呢 我们将来讨论
酸碱平衡当中的
一个重要的话题
也就是
弱酸和弱碱的解离平衡
为了定量地去把握
弱酸和弱碱的解离平衡过程
我们需要引入一个
新的物理参量
叫解离度
通常我们用字母α来表示
解离度
它的本质的定义是
当解离平衡达到时
已经解离的
弱酸或碱的浓度ca或cb
占起始的弱酸或弱碱浓度
ca0或cb0的百分数
从字面上同学们不难去理解
解离度反映的就是平衡时的
已经解离的部分和起始的
或原始的物质量之间的比值
但是不知道同学们是否还记得
在最开始的时候
我们讨论酸碱的时候
跟大家分享过
酸Acid起始字母是A
碱呢有一个名字叫Alkali
起始字母也是A
但是
从波义耳开始讨论
酸碱的定义的时候
我们就跟大家引入了
在化学上
人们通常习惯用
Base来代替Alkali
原因是什么呢
从解离度的定义
同学们或许已经找到了原因
如果我们用Alkali和Acid
分别代表碱和酸的话
这时候我们就很难区分
这个浓度的下标
到底是碱还是酸
如果我们用Base来代替Alkali
作为碱在化学当中
一个通常的表达方式的话
这时候下标a和b就给了我们
非常清晰的指示
ca久代表的是弱酸的浓度
那么毫无疑问cb呢
一定是弱碱的浓度
对于强酸和强碱
也可以同样的方式来表示
那么对于弱酸来讲
这样的比值
我们可以衡量
在达到解离平衡的时候
弱酸的解离能力的大小
同样对于弱碱呢
也可以用这样的方式
来表示达到解离平衡时
弱碱的解离能力的大小
那么首先
我们来看一下
最有代表性的
一元弱酸和弱碱的解离平衡
对于一元弱酸HA来讲
它在水溶液当中
发生解离的时候
所产生的是H3O+
和一元酸的酸根
按照这样一个反应的
标准平衡常数的写法
我们可以解出
当解离达到平衡时的平衡常数
或许有同学会问
反应物明明有两个
为什么在标准平衡常数当中
只写了其中的弱酸
而没有写H2O呢
同学们也许还会记起来
这恰恰是IUPAC对于
标准平衡常数写法
特殊的约定
利用这样的方式
我们就可以表达
弱酸在H2O中
产生解离平衡时候的
它的标准状态
这也被称为一元弱酸的
标准解离平衡常数的表达式
有了这样的表达式
我们来看
在常温下mol·L-1的HAc溶液
稀释一倍以后
其相应的弱酸的
标准解离平衡常数和解离度
会有什么样的相应的变化呢
也许前面对于平衡常数的把握
同学们可以很肯定地给出答案
由于常温下温度没有改变
所以
标准平衡常数只与温度有关
因此
将0.1mol·L-1的HAc溶液
稀释一倍以后
标准平衡常数不会发生变化
在这里呢 也就是我们一元弱酸的
离解的标准平衡常数
不会发生相应的变化
但是
稀释以后
我们的HAc 它的离解度
会怎么样变化呢
根据生活常识和已有的经验
同学们就不难判断
随着浓度的减小
相应的弱电解质
它的离解度会相应地增大
这一点已经被我们所接受
但是长期以来
我们似乎并没有接触到
关于这一现象的理论模型
那么在后续的讨论当中
我们就为大家分享
离解度怎么样通过浓度的变化
而产生相应变化的规律
首先一元弱酸解离出来的
H3O+的浓度如何去计算
我们还是以这样一个典型的
一元弱酸为例
在这样一个式子当中
我们可以看到
H3O+是通过
一元弱酸与H2O的反应所产生的
那么 如果起始的浓度呢
我们把一元弱酸定义为ca0
那么达到平衡的时候
相应的H3O+的浓度
和弱酸根的浓度都以ca来代表
那么此时
平衡时的一元弱酸的浓度呢
就变成了ca0与ca的差值
相应的
一元弱酸根的浓度呢
也与H3O+的浓度
是完全一致的
那么利用一元弱酸
离解平衡常数的写法
我们把这些相应的参数
代入到我们平衡常数的表达式当中
那么我们就会得到
这样一个相应的
标准平衡常数的表达式
在这当中
H2O依然是不出现
当我们代入相应的
平衡常数的表达式
把具体的数值加以量化以后
我们可以把这样一个条件
引入到我们简化平衡常数的表达式当中
比如说由于一元弱酸
是一个弱电解质
通常它的标准的解离平衡常数
都是比较小的数值
这时候
如果我们把
一元弱酸的初始的浓度
与标准解离平衡常数之比
通常会大于100这样一个条件
加以考虑的话
那么这个时候呢
我们就可以把分母部分的
这样一个差值
近似地用我们初始浓度
与标准浓度的比值来代替
如果我们把这样简化的式子
再代入到标准平衡常数的
表达式当中
那么这时候
我们就可以推出
这样一个简洁的式子
也就是我们的H3O+的浓度
与标准浓度之比呢
等于这样一个根号内
相互乘积的关系
而且我们发现
通过这样的比值处理呢
等号的两边都成为了
没有量纲的相应的常数
那么接下来
我们对于H3O+
它的浓度与标准浓度之比
来取负的对数
就是我们在上一章当中
讨论过的
pH值的数学的变换工具
这时候代入我们相应的
标准平衡常数与
初始浓度的乘积
再进行开根号
就是我们一元弱酸
它在达到解离平衡时候的
pH值的正确的表示方法
这时候
我们如果把
相应达到平衡时候的解离度α呢
代入到相应的平衡常数
的表达式当中
这时候的平衡常数表达式
又会变成怎样的一种方式呢
依照刚才的
数学处理的规矩
我们一步一步地代入
相应的初始浓度与平衡浓度
之间的变化规律
这时候我们就会得到
这样一个简化的方程
在这样一个式子当中
仍然是一个没有单位
或者是量纲为1的
这样一个常数
然后通过这样一个式子
和标准解离平衡常数之间的关系
我们进行进一步的简化
简化的原因是
弱电解质的它的解离度
一般都是比较小的
当它有这样一个
比例关系的时候
也就是在大于100的时候
这时候我们就可以得到
解离常数与初始浓度
和解离平衡常数之间的
相互的数学关系
从这样一个数学关系当中
同学们就不难发现
由于标准摩尔浓度是1mol·L-1
它在这里只起一个量纲的
配合的作用
而不表达实际的数值
而我们的标准解离平衡常数呢
又是一个
温度相关的状态函数
这里只有初始浓度可以
是一个变化量
再回顾我们前述所讨论的问题
当温度不变的时候
我们的弱电解质
它的解离平衡常数
会保持不变
但是
如果我们把一元弱酸
进行稀释的时候
它的初始浓度
就会发生相应的变化
稀释以后的一元弱酸
初始浓度降低了
那么相应的解离度就会升高
这也就正好印证了我们生活的常识
给我们的经验
也就是说
把难以解离的弱电解质
进行稀释以后
弱电解质的解离度会提高
对于一元弱酸来讲呢
也就是一元弱酸的解离度
会相应地升高
这就是稀释弱电解质
会提高其解离度的数学模型
依据这样的模型呢
我们可以得到一个
弱电解质的稀释定律
也就是在一定的温度下
溶液在稀释时
标准的解离平衡常数
不会发生改变
而解离度呢 会相应地增大
这个规律
不仅对于一元弱酸是适用的
对于一元弱碱
也会同样地适用
代入一元弱碱的关系
我们同样会找到
通常由于一元弱碱
是弱电解质的时候
那么它也满足这样的比例关系
那么我们一样可以找到
OH-的浓度
与标准摩尔浓度的比值
与一元弱碱的标准解离平衡常数
和一元弱碱的
初始浓度之间的关系
利用这样的关系
我们可以得到pOH在一元弱碱
解离过程当中的
数学变化规律
同时我们还可以根据
这样的变化式子
得出一元弱碱
它的解离度
与相应的一元弱碱的
标准的解离平衡常数和
一元弱碱的初始浓度
之间的关系
同样的道理
同学们也注意到了
对于一元弱碱来讲
这时候如果起始浓度被稀释了
也就是起始浓度降低了
一元弱碱的解离度
也会相应地增高
这和一元弱酸的解离方式
是完全一致的
所以
我们的标准解离平衡常数
无论对于一元弱酸
还是一元弱碱来讲
它们的解离平衡常数
都是温度的状态函数
因此
这样的例子就告诉我们
温度是影响一元弱酸和弱碱
解离平衡的关键因素
当温度不变时
如果我们的初始浓度改变
会直接影响一元弱酸
和弱碱的解离度
通过这一节的学习
同学们可以正确地把握
解离度来描述
一元弱酸和弱碱的解离能力
同时呢
也更清晰地掌握了
平衡常数与温度之间的变化关系
有了这样的基础啊
我们在后续讨论
酸碱的解离平衡
和多元酸、多元碱的
这样一些解离平衡当中
就会用到这些
最基本的概念
有关这部分的内容
我们在这一节
就先介绍到这
-1.1 不一样的大学化学
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-1.2 化学体系的建立
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-1.3 应该了解的化学
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-1.4 课程学习的必要准备
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-第一章 绪论--第一章 习题
-2.1 物质的聚集状态—物质的相与相变
--Video
-2.1 物质的聚集状态—气体—理想气体与实际气体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—气体—实际气体的状态方程
--Video
-2.1 物质的聚集状态—液体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—固体—单晶多晶与非晶结构；晶体的宏观性质
--Video
-2.1 物质的聚集状态—固体—晶体的对称性
--Video
-2.1 物质的聚集状态—等离子体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—液晶
--Video
-2.1 物质的聚集状态—等离子、液晶与平板显示技术
--Video
-2.2 溶液的性质—溶液的特点与分类
--Video
-2.2 溶液的性质—气体、液体和固体的溶解
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—饱和蒸气压降低
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—稀溶液的沸点升高
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—溶液的凝固点降低
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性— 溶液的渗透压
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—反渗透现象
--Video
-第二章 物质的聚集状态与溶液的性质--第二章习题
-3.1原子核外电子运动的描述-原子结构理论的发展
--Video
-3.1原子核外电子运动的描述-核外单电子运动的量子化模型
--Video
-3.1原子核外电子运动的描述-电子运动的特点
--Video
-3.2电子运动的波函数与原子轨道- 电子运动的波函数与原子轨道
--Video
-3.2电子运动的波函数与原子轨道-量子数的取值与原子轨道
--Video
-3.2电子运动的波函数与原子轨道-自旋量子数的取值原则
--Video
-3.3核外电子排布-多电子原子核外电子运动的描述
--Video
-3.3核外电子排布-基态原子核外电子的排布
--Video
-3.4元素周期律-元素周期律与元素周期表
--Video
-3.4 元素周期律-元素性质的周期性
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-3.4元素周期律-电子结构与元素性质
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-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 小论文
-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 习题
-4.1 离子键理论—离子键理论
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-4.1 离子键理论—离子键价键构型
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-4.1 离子键理论—离子半径与离子晶体的结构
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-4.2 共价键理论—经典路易斯理论
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-4.2 共价键理论—现代价键理论
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-4.2 共价键理论—共价键的性质
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道的理论要点
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（一）
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（二）
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-4.3 杂化轨道理论—不等性杂化轨道理论
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-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）I
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-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）II
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-4.5 分子轨道理论-分子轨道的建立
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-4.5 分子轨道理论-分子轨道能级图
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-4.5 分子轨道理论-异核双原子分子和离子
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-4.6 分子间作用力-分子的极性
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-4.6 分子间作用力-分子间作用力
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-4.7 氢键
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-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 小论文
-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 习题
-5.1 配合物的基本特征-配合物的形成
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-5.1 配合物的基本特征-配合物的命名规则
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-5.2 配合物的化学键理论-配位学说
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-5.2 配合物的化学键理论-配合物价键理论
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-5.2 配合物的化学键理论-晶体场理论
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-5.3 配合物化学键理论的应用-配合物的几何异构现象
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-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（一）
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-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（二）
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-第五章 配位化学概论--第五章 习题
-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-热力学第一定律
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-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-反应进度
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-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(二)
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-6.2 化学平衡-可逆反应与平衡常数
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-6.2 化学平衡-化学平衡的规则
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-第六章 化学反应中的能量变化与化学平衡--第六章 习题
-7.1 自发过程与自发反应（一）
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-7.1 自发过程与自发反应（二）
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-7.2 熵与热力学第二定律—熵
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-7.2 熵与热力学第二定律—熵与Entropy
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-7.2 熵与热力学第二定律—热力学第二定律
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-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—热力学第三定律
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-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—孤立系统熵判据
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-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（一）
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-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（二）
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-7.4 吉布斯自由能的判据—标准吉布斯自由能的计算
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-7.4 吉布斯自由能的判据—反应方向的标准吉布斯自由能判据
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-7.4 吉布斯自由能的判据—非标准状态下自发反应方向性的判据
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-7.4 吉布斯自由能判据—吉布斯-亥姆霍兹方程
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-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（一）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（二）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（一）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（二）
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-第七章 化学反应的方向--第七章 小论文
-第七章 化学反应的方向--第七章 习题
-8.1 化学反应速率-化学反应的方向与反应速率
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-8.1 化学反应速率-化学反应速率的表示方式
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（一）
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（二）
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-一级反应速率方程
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-二级反应速率方程
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-温度对化学反应速率的影响
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（一）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（二）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（一）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（二）
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-8.4 催化剂对化学反应速率的影响
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-第八章 化学动力学基础--第八章 习题
-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（一）
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-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（二）
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-9.1 酸碱平衡—水的解离平衡
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（一）
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（二）
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（三）
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-9.1 酸碱平衡—同离子效应
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（一）
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（二）
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（三）
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-9.2 配位平衡—配合物的解离平衡
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-9.2 配位平衡—配合物解离平衡的移动
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积常数
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（一）
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（二）
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-第九章 酸碱平衡与沉淀溶解平衡--第九章 习题
-10.1 氧化还原反应方程式配平
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-10.2 原电池与电极电势—原电池
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-10.2 原电池与电极电势—电极电势（一）
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-10.2 原电池与电极电势—电极电势（二）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（一）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（二）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电极电势的影响
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-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应的方向性
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-10.4 电极电势的应用—判断元素的氧化还原能力
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-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应进行的程度
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-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（一）
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-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（二）
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-10.4 电极电势的应用—金属的电化学腐蚀与防护
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-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 小论文
-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 习题
-无机元素化学-s区元素
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-无机元素化学-p区元素
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-无机元素化学-过渡元素
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-生命化学概论-生命有机化合物官能团
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-生命化学概论-生命元素-碳
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-生命化学概论-生命元素-氧
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-生命化学概论-蛋白质
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-生命化学概论-核酸
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-生命化学概论-糖
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-生命化学概论-金属酶与金属蛋白
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-生命化学概论-药物
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-第十一章 元素与生命化学概论--第十一章 习题
-纳米科学与化学-自然界中的纳米现象
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-纳米科学与化学-微观结构与仿生
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-纳米科学与化学-纳米结构的观察
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-纳米科学与化学-纳米结构与特殊浸润性
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-化学与材料-材料科学领域中的化学问题
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-化学与材料-正渗透与水处理技术
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-化学与材料-相变材料（一）
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-化学与材料-相变材料（二）
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-化学与材料-范德华力与二维材料
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-第十二章 化学与现代科学--第十二章 习题
-大学化学期末考试
