3酸碱溶液h的计算方法.pptx

第三节 酸碱溶液中[H+]的计算 全面考虑、分清主次、合理取舍、近似计算物料平衡 电荷平衡 *质子平衡 化学平衡关系 [H+]的精确表达式 近似处理近似式 进一步近似处理最简式酸碱溶液的几种类型一、一元弱酸碱 HA 多元弱酸碱 H2A, H3A二、两性物质 HA- 类两性物质 A-+HB三、混合酸碱: 强+弱、 弱+弱四、共轭酸碱: HA+A-判断条件, 确定用近似式或最简式先用最简式计算,再看是否合理一、弱酸(碱)溶液1.一元弱酸(HA)[H+]的计算 (p98-99)质子条件式: [H+]=[A-]+[OH-]代入平衡关系式精确表达式: [H+]=展开则得一元三次方程, 难解!解离度[A-]/c=若:?0.05, 即, 或c/Ka400,则c-[H+]≈c若: cKa20Kw(10-12.7), 忽略Kw(即忽略水的酸性) [HA]=c-[A-]=c - ([H+]-[OH-])≈ c - [H+]得近似式:展开: [H+]2+Ka[H+]-cKa=0, 解一元二次方程即可。得最简式:若cKa20Kw, c/Ka400，即酸极弱，且浓度极小， [HA]≈c，得近似式：故应用近似式: [H+]=解一元二次方程: [H+]=10-1.09则pH=1.09例： 计算0.20 mol·L-1 Cl2CHCOOH 的pH。 （pKa=1.26）解:Kac=10-1.26×0.20=10-1.9620Kw c/Ka=0.20/10-1.26=100.56400如不考虑酸的离解(用最简式: pH=0.98)，则Er10％。 如不考虑水的离解, [H+]= =10-6.66 Er=－11%例: 计算1.0×10-4mol·L-1 HCN 的 pH (pKa=9.31)解:cKa=10-9.31×1.0×10-4=10-13.3120Kwc/Ka= 1.0×10-4/10-9.31 =105.31400故应用: [H+]= =10-6.61 一元弱酸溶液酸度计算公式 使用条件 公式cKa20Kw, c/Ka400精确式cKa20Kw, c/Ka400 近似式cKa20Kw, c/Ka400 近似式 cKa20Kw, c/Ka400 最简式2.一元弱碱(A)[H+]的计算 (p100)质子条件: [H+] + [HA] = [OH-]引入平衡关系:得精确表达式:最简式: [H+] =或 [OH-]=若: c / Ka 20, “1”可以忽略 (水的碱性)又: [A] = cb - [HA] =cb – ([OH-] - [H+]) ≈ cb – [OH-]近似式:若 ? 0.05, 即 cb / Kb 400, 则 即[A]≈cb一元弱碱溶液酸度计算公式(p100) 使用条件 公式cKb20Kw, c/Kb400精确式cKb20Kw, c/Kb400 近似式cKb20Kw, c/Kb400 近似式 cKb20Kw, c/Kb400 最简式3. 多元弱酸溶液的pH计算以二元弱酸(H2A)为例。质子条件: [H+] = [HA-] + 2[A2-] + [OH-] 精确式若 ≤0.05,也即 可略。近似式 （忽略H2A的二级离解）以下与一元酸的计算方法相同。大部分多元酸均可按一元酸处理，忽略第二步及以后各步的离解（p102例题）二、两性物质（HA-）溶液 [H+]的计算 (p104–107)质子条件: [H2A]+[H+]=[A2-]+[OH-]带入平衡关系式:精确表达式:若: Ka1Ka2, [HA-]≈c(HA) 则得近似式:若 cKa2 20Kw, c 20Ka1,（因Ka1=Kw/Kb2，即cKb220Kw)最简式:(若c/Ka1 20, c Ka220Kw, 即使Ka1, Ka2相近,也可使用最简式计算)若 cKa2 20Kw, c 20Ka1，忽略水的酸式离解，但不能忽略其碱性： 若 cKa2 20Kw, c 20Ka1，忽略HA-的酸式离解，但水的酸性不能忽略： （Ka2相当于两性物质中酸组分的Ka，Ka1则相当于两性物质中碱组分的共轭酸的Ka。）例： 计算 0.033mol·L-1 Na2HPO4 的pH. pKa1 ~ pKa3: 2.16, 7.21, 12.32解: Ka3c = 10-12.32×0.033 = 10-13.80 ≈ Kw c/Ka2 = 0.033/10-7.21 = 105.73 20