09无机第五章酸碱平衡
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无机化学
第一章:气体
第一节:理想气态方程
1、气体具有两个基本特性:扩散性和可压缩性。主要表现在:
⑴气体没有固定的体积和形状。⑵不同的气体能以任意比例相互均匀的混合。⑶气体是最容易被压缩的一种聚集状态。
2、理想气体方程:nRTPV R为气体摩尔常数,数值为R=11KmolJ
3、只有在高温低压条件下气体才能近似看成理想气体。
第二节:气体混合物
!
1、对于理想气体来说,某组分气体的分压力等于相同温度下该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力。
2、Dlton分压定律:混合气体的总压等于混合气体中各组分气体的分压之和。
3、(0℃= STP下压强为 = 760mmHg = 76cmHg)
第二章:热化学
第一节:热力学术语和基本概念
1、 系统与环境之间可能会有物质和能量的传递。按传递情况不同,将系统分为:
…
⑴封闭系统:系统与环境之间只有能量传递没有物质传递。系统质量守恒。
⑵敞开系统:系统与环境之间既有能量传递〔以热或功的形式进行〕又有物质传递。
⑶隔离系统:系统与环境之间既没有能量传递也没有物质传递。
2、 状态是系统中所有宏观性质的综合表现。描述系统状态的物理量称为状态函数。状态函数的变化量只与始终态有关,与系统状态的变化途径无关。
3、 系统中物理性质和化学性质完全相同而与其他部分有明确界面分隔开来的任何均匀部分叫做相。相可以由纯物质或均匀混合物组成,可以是气、液、固等不同的聚集状态。
4、 化学计量数对于反应物为负,对于生成物为正。
5、反应进度0)·(nnsaiket=化学计量数反应前反应后-,单位:mol
第二节:热力学第一定律
0、 :
1、 系统与环境之间由于温度差而引起的能量传递称为热。热能自动的由高温物体传向低温物体。系统的热能变化量用Q表示。若环境向系统传递能量,系统吸热,则Q>0;若系统向环境放热,则Q<0。
2、 系统与环境之间除热以外其他的能量传递形式,称为功,用W表示。环境对系统做功,W>O;系统对环境做功,W<0。
第5章 酸碱平衡和酸碱滴定法
1.写出下列溶液的质子条件式。
a.c1 mol·L-l NH3 + c2 mol·L-l NH4Cl;
c.c1 mol·L-l)H3PO4 + c2 mol·L-l HCOOH;
解:
a. 对于共轭体系,由于构成了缓冲溶液,所以可以将其视为由强酸(HCl和弱碱(NH3)反应而来,所以参考水准选为HCl, NH3和H2O
质子条件式为:[ H+ ] + [NH4+] = [Cl-] + [OH-]
或[ H+ ] + [NH4+] = c2 + [OH-]
c. 直接取参考水平:H3PO4 , HCOOH , H2O
质子条件式:[H+] = [H2PO4-] + 2[HPO42-] + 3[PO43-] + [HCOO-]+[OH-]
3.计算下列各溶液的pH。
a.0.050 mol·L-l NaAc;
c.0.10 mol·L-l NH4CN;
e.0.050 mol·L-l氨基乙酸;
g.0.010 mol·L-l H2O2液;
i.0.060 mol·L-l HCI和0.050 mol·L-l氯乙酸钠(ClCH2COONa)混合溶液。
解:
a.对于醋酸而言,Kb = Kw / Ka = 5.6 10-10
应为cKb = 5.6 10-10 5 10-2 = 2.8 10-11> 10Kw
c/Kb> 100
故使用最简式;
[OH-] = 105.6100.05 = 5.29 10-6
pH = 14 – pOH = 8.72
c. NH4+ Ka’ = 5.6 10-10
HCN Ka = 6.2. 10-10
cKa’ > 10Kw c > 10 Ka
由近似公式可以得到:
无机盐维持酸碱平衡的例子
无机盐是指有机物和矿物质的混合物,它们是水的重要组成成份,水的中碱性度,即PH值,取决于这些物质对总水分子数的比例。因此,控制和保持水体的中性或微酸性及碱性的一般方法是使用各种不同的无机盐,使水的PH值维持在7,或稍酸性,以防止水中出现过多的水解反应而造成的水中溶质过分改变和水中有害物质过量积累。
无机盐维持酸碱平衡的有效例子主要包括碳酸钠、硫酸钠、氯化钠、氯化铵等。
1、碳酸钠:碳酸钠是一种散装无机盐,也可以成为苏打粉,它可以把碱性物质及无机酸转化成不易溶解的化合物,从而降低水体中酸碱性。碳酸钠能够有效地抑制有机物的氧化腐蚀,对提高水的质量它也很有帮助。
2、硫酸钠:硫酸钠在酸碱平衡维护的过程中具有重要作用,它能有效地限制水体中溶质的大幅度变化,以及预防水体中有害物质的蓬勃发展。硫酸钠的加入可以使水的PH值保持在7左右,从而有效地维护水体中物质的均衡状态,这样就可以大大减少水质受污染的概率。
3、氯化钠:氯化钠具有很强的稳定性,它可以有效地稳定水体环境,使水的Ph值保持在适宜的弱碱化水体,从而抑制细菌的繁殖,从而避免水源的滥用。
以上就是无机盐保持酸碱平衡的例子,即碳酸钠、硫酸钠、氯化钠和氯化铵这四种无机盐。它们不仅能够维持水的中性均衡,而且使水源得以无害化处理,以确保水体清洁、饮用安全,满足社会的需要。
无机盐在调节酸碱平衡中的作用
下面以动物体为例来介绍无机盐在调节酸碱平衡中的作用。
动物的体液具有正常的pH值,如人的血浆pH值约为7.35~7.45,在酸碱平衡的维持中,无机盐直接参与了缓冲对的构成。血液中最主要的缓冲对是由碳酸氢钠(钾)和碳酸所构成的,即NaHCO3/H2CO3或KHCO3/H2CO3。
除此之外,还存在有其他的缓冲对。在血浆中有Na2HPO4/NaH2PO4、血浆蛋白质钠盐/蛋白质等,在红细胞中有K2HPO4/KH2PO4、红细胞蛋白体系钾盐/红细胞蛋白(血红蛋白钾盐/血红蛋白、氧合血红蛋白钾盐/氧合血红蛋白)等缓冲对,这些缓冲对对于调节体液的酸碱平衡都是很有效的。
无机盐在调节渗透压中的作用
渗透压是衡量溶液中溶质浓度的一种方法,其计算公式为π=CRT,其中C为溶液中溶质的浓度,R是气体常数,T为热力学温度。由公式可以看出,溶液中渗透压的高低与溶液中溶质粒子的大小、电荷的多少及其化学性质无关,而取决于溶液中溶质粒子的浓度。
在机体内引起渗透压的有效物质包括有机物和无机物。由于体内无机盐的浓度、解离程度都比有机物高得多,所以体液中无机盐提供的渗透压最大,而有机物提供的渗透压很小。细胞内液及细胞外液的容积决定于它们的渗透压,只有当机体细胞内外的渗透压恒定时,组织细胞的形态和机能才能维持正常,各种正常的物质代谢才能有条不紊地进行,这是维持内环境稳定的一个极为重要的方面。
人体对无机盐的需求表(部分)
无机盐 功 能 每日需要量 缺乏引起的疾病 过量引起的疾病
Fe
是血红蛋白、细胞色素及含铁酶类的成分。 10~20 mg 缺铁性贫血
色素性肝变硬;铁质沉着病
Ca 促进牙齿和骨骼生长,凝血作用,调节神经肌肉的敏感性等。 0.4~1.5 g 骨骼畸形;痉挛
白内障;胆结石;粥样硬化
P 构成骨骼、牙齿、肌肉及血液的重要元素,促进酶的活动,形成ATP。 1.2~2.7 g