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
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
质子条件式的写法(p72-73) (1)先选零水准(大量存在,参与质子转移的物质 (2)将零水准得质子后的形式写在等式的左边 失质子后的形式写在等式的右边 (3)有关浓度项前乘上得失质子数
3 质子条件式的写法 (p72 – 73) (1) 先选零水准(大量存在,参与质子转移的物质). (2) 将零水准得质子后的形式写在等式的左边, 失质子后的形式写在等式的右边. (3) 有关浓度项前乘上得失质子数
例:一元弱酸(HA)的质子条件式: 零水准( Zero level):H2O,HA HA与H2O间质子转移:HA+H2O=H3O++A H2O与H2O间质子转移H2O+H2O=H3O+OH 零水准 酸型碱型 得失质子数相等:[H3O+=[A1+[OH 酸型 碱型 零水准得 零水准失 质子产物质子产物 质子条件式:[H=[A]+[OH
4 例:一元弱酸(HA)的质子条件式： 零水准(Zero Level): H2O, HA HA与H2O间质子转移: HA+H2O H3O+ + AH2O与H2O间质子转移:H2O+H2O H3O++ OH- 零水准 酸型 碱型 得失质子数相等: [H3O+ ] = [A- ] + [OH- ] 酸型 零水准得 质子产物 碱型 零水准失 质子产物 质子条件式: [H+ ] = [A- ] + [OH- ]
例:Na2NH4PO4水溶液 零水准:H2O、NH+、PO3 IHI+[HPO4-+ 2[H2PO4 1 +3[H3PO4 OH+INH3I
5 例：Na2NH4PO4水溶液 [H+ ] + [HPO4 2- ] + 2[H2PO4 - ]+3[H3PO4 ] = [OH- ] +[NH3 ] 零水准：H2O、NH4 + 、PO4 3-
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
6 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
3.3.1弱酸(碱)溶液 1.一元弱酸(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 1.一元弱酸(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=√KaHA+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:H1=√Kn(cn-[HD 展开:[H2+KnH-cnK2=0,解一元二次方程即可 若 c<0.05 即<25×103,则 Ca-[Hlc 得最简式:[H1=√Kcn
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=10196>>20K K/c=10126/0.20=100.56>25×103 故应用近似式叶H]=√Kn(c-[H]) 解一元二次方程:[H]=10109则pH=109 如不考虑酸的离解(用最简式pH=0.98) 则E=29%(如何算?)
9 例3.8 计算0.20mol·L-1 Cl2CHCOOH 的pH. （pKa=1.26） (p74) 如不考虑酸的离解(用最简式:pH=0.98), 则 Er=29% （如何算？） 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>>20Kw Ka /c=10-1.26/0.20=10-0.56>2.5×10-3
例题 计算1.0×104moL1HcN的 pH(pKa=9.31) 解: K2C=103.31×1.0×104=101331<20Kw K/c=109.31/1.0×104=105312.5×103 故应用:叫H]=、Kc+K、=1061 如不考虑水的离解,[=Kc=1066 E=-11
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<20Kw Ka /c= 10-9.31/1.0×10-4 =10-5.31<2.5×10-3 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 Er =－11%