3.3酸碱溶液[H的计算 全面考虑、分清主次、合理取舍、近似计算 物料乎衡电荷平衡质子条件 化学平衡关系 IH的精确表达式 近似处理 近似式 进一步近似处理 最简式
1 3.3 酸碱溶液[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 *质子条件 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
数量关系p71-73 物料平衡( Materialbalance): 各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度 电荷平衡( Charge balance) 溶液中正离子所带正电荷的总数等于负 离子所带负电荷的总数(电中性原则) 质子条件( Proton condition) 溶液中酸失去质子的数目等于碱得到质 子的数目
2 数量关系(p71 – 73) 物料平衡(MaterialBalance): 各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度. 电荷平衡(Charge Balance): 溶液中正离子所带正电荷的总数等于负 离子所带负电荷的总数.(电中性原则) *质子条件(Proton Condition): 溶液中酸失去质子的数目等于碱得到质 子的数目
酸碱溶液的几种类型 元弱酸碱HA 判断条件, 多元弱酸碱H2A,H3A确定用近似 二两性物质HA 式或最简式 类两性物质A+HB 三混合酸碱:强+弱弱+弱1先用最简式计算, 四共轭酸碱:HA+A 再看是否合理
3 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
元强酸溶液中氢离子浓度的计算 1以HC为例: 盐酸溶液的离解平衡:HCI→≯H++C H2O÷H++OH PBE为:[H+=[OH+Cm (1)当HC的浓度不很稀时,即C>[OH-(分析化 学中计算溶液酸度时允许相对误差为±25%,当C >>40[OH]时)可忽略[OH,一般只要HC溶液酸度 C>>106mo/L,则可近似求解: H+]≈C 或 pH=-1og H+-=-log c (22)
4 • 一. 一元强酸溶液中氢离子浓度的计算 • 1 以HCl为例： • 盐酸溶液的离解平衡： HCl → H+ + Cl- • H2O ⇌ H+ + OH- • PBE 为： [H+] = [OH-] + CHCl • （1）当 HCl 的浓度不很稀时，即C >> [OH-] （分析化 学中计算溶液酸度时允许相对误差为 2.5%，当C >>40 [OH- ] 时）可忽略[OH- ] ，一般只要HCl溶液酸度 C >>10-6 mol/L ，则可近似求解： • [H+] C • 或 pH = -log [H+] =-log c (22)
(2)当C较小时(<106mo/),[OH]不可忽略 Kw [H+]=c+[OH]=c+ LH [H+2-c[H+]-Kv +√c2+4k = 2.一元强碱溶液 例:NaOH溶液 c≥106mol/L OH]≈c c<10-6 molL C+√c2+4Kv [OH]= 2
5 • （2）当C较小时（< 10-6 mol/L ）, [OH- ] 不可忽略 [ ] [ ] [ ] + + − = + = + H Kw H c OH c [ ] [ ] 0 2 − − = + + H c H Kw 2 4 [ ] c c 2 Kw H + + = + 2. 一元强碱溶液 例：NaOH溶液 c 10-6 mol/L [OH- ] c c < 10-6 mol/L 2 4 [ ] 2 c c Kw OH + + = −
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3.3.1弱酸(碱)溶液 3.一元弱酸(HA)的[H]的计算(p73-74 质子条件式:[H=[A]+oH] 代入平衡关系式 HIK.IHAl Kw 「H+][H 精确表达式:H=√ K.IHAI+Kw 若将ⅢHA=/I代入 H+K 展开则得一元三次方程,难解!
7 3.3.1 弱酸(碱)溶液 3.一元弱酸(HA)的[H+]的计算 (p73 – 74) 展开则得一元三次方程, 难解! + a w [HA] [H ] [H ] [H ] K K + + = + a w K K [HA]+ 质子条件式: [H+ ]=[A- ]+[OH- ] 代入平衡关系式 精确表达式: [H+ ]= + a + a [H ] [HA] [H ] c K = + 若将 代入
精确式:[H=√ KHA|+K 若:K3C>20K(10-12),忽略K即忽略水的酸性) HHAIC-A=C-(H#-OHDCa-HtI 得近似式:[H=√kn(cn-H 展开:H2+K1H-cnK2=0,解一元二次方程即可。 若 c<0.05 即<2.5×103,则 CaHC 得最简式:[H=√K1c
8 若: Ka c>20Kw(10-12.7), 忽略Kw(即忽略水的酸性) [HA]=ca -[A- ]=ca -([H+ ]-[OH- ])≈ ca -[H+ ] 得近似式: + + a a [H ] ( [H ]) = − K c + a w 精确式： [H ] [HA] = + K K a -3 a < 2.5 10 K c 若:<0.05, 即 , 则ca -[H+ ]≈ca 展开: [H+ ] 2+Ka [H+ ]-caKa=0, 解一元二次方程即可。 + a a 得最简式: [H ] = K c
例38计算020moL1c2 CHCOOH的pH (pKa=126)(p74) 解:K2C=10-126×020=101963>10K0 c/K=0.2010126<105 故应用近似式叶H]=√Kn(c-[H]) 解一元二次方程:[H]=10109则pH=109 (用最简式:pH=0.98)
9 例3.8 计算0.20mol·L-1 Cl2CHCOOH 的pH. （pKa=1.26） (p74) (用最简式:pH=0.98), K c - ( ) + 故应用近似式: [H a a [H ] + ]= 解一元二次方程: [H+ ]=10-1.09 则pH=1.09 解: Kac=10-1.26×0.20=10-1.96>>10Kw c/Ka=0.20/10-1.26﹤105
例题 计算1.0×104moL1HcN的 pH(pKa=9.31) 解: K2C=103.31×1.0×104=101331105 故应用:叫H]=、Kc+K、=1061 如不考虑水的离解,[=Kc=1066
10 例题 计算1.0×10-4mol·L-1 HCN 的 pH(pKa=9.31) 解: Kac=10-9.31×1.0×10-4=10-13.31<10Kw c/Ka= 1.0×10-4 / 10-9.31＞105 故应用: [H+ ]= =10-6.61 K c + K a w a 如不考虑水的离解 K c , [H+ ]= =10-6.66