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 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
1 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
2.3.1弱酸(〈碱)溶液 1.一元弱酸(HA的[H的计算 精确表达式:[H] KHA+K
2 2.3.1 弱酸(碱)溶液 1.一元弱酸(HA)的[H+]的计算 a w K K [HA]+ 精确表达式: [H+ ]=
若:KC>20K(10-12),忽略K(即忽略水的酸性) HHAECa-A=C-(HTIOHDC-H# 得近似式: H=√Kn(Cn 展开:[2+ Ka[]-caK=0,解一元二次方程即可。 若:a<0.05,即 <25×10°,则c-H|cn 得最简式:H1=√Kcn
3 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 -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2.8计算020mo|L1cl2 CHCOOH的pH (pKa=126) 解:KaC=10126×0.20=101620K K/c=10126020=100.525×103 故应用近似式:叶H=√K(C-[H 解一元二次方程:[H]=10-19则pH=1.09 如不考虑酸的离解(用最简式pH=098) 则E=29%(如何算?)
4 例2.8 计算0.20mol·L-1 Cl2CHCOOH 的pH. （pKa=1.26） 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=109.31×1.0×104=10133120K Kac=109311.0×104=10531<25×103 故应用:[H]=、Kc+K=10661 如不考虑水的离解,|H=kc=1006 E=-11
5 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%
2.元弱碱(A)的[H]的计算 质子条件:[H+[HA|=OH 引入平衡关系:[H++ IHJIAL K 得精确表达式:H]= I+AI/K
6 2.一元弱碱(A)的[H+]的计算 质子条件: [H+ ] + [HA] = [OH- ] 引入平衡关系: 得精确表达式: + + w a [H ][A] [H ] [H ] K K + + = + w a [H ] = 1+[A]/ K K
若:c/Ka>20,“1”可以忽略(水的碱性) X: [A]=Cb-[HA]=Cb-([OH]-[HD) Cb-[OH] KK K 近似式:H1= a w JAJ b 若a<0.05,即Kb/cb2<25×103则即[AlF=c 最简式:叫=orH= b
7 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: + w a w b a [A] [H ] [OH ] K K c K K − = = − a w b K K c 最简式: [H+ ] = 若 < 0.05, 即 Kb / cb < 2.5×10-3则 即[A]≈cb b b or [OH K c - ]=
3.多元酸溶液的pH计算 以二元酸(H2A)为例 质子条件:[H=HA]+2[A2]+[oH] Ka,[H2A2k2。Ka,H2A 「H 「H H 精确式 2K H]=K[H2A1(1+2) H 2K 若 HT 区0.05,可略 近似式H1=√PH2A 以下与一元酸的计算方法相同大部分多元酸均可按 元酸处理忽略第二步及以后各步的离解
8 3. 多元酸溶液的pH计算 以二元酸(H2A)为例. 质子条件: [H+ ] = [HA- ] + 2[A2- ] + [OH- ] 精确式 若 ≤0.05, 可略. 近似式 a2 2 [H ] K + + a 2 a a 2 1 1 2 2 [H A] 2 [H A] [H ] [H ] [H ] K K K + + = + K K 2 1 + a a 2 + 2 [H ] = [H A](1+ ) [H ] K 1 + a 2 [H ] = [H A] 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
2.32两性物(HA溶液[H的计算 质子条件:[H24H+H=[A21+OH 带入平衡[HHA K. HAK 关系式: +HI I田H 精确表达式 KHA +K H= 1+HA / K a1
9 2.3.2 两性物(HA- )溶液[H+ ]的计算 质子条件: [H2A]+[H+ ]=[A2 - ]+[OH- ] 2 1 + - - + a w + + a [H ][HA ] [HA ] [H ] [H ] [H ] K K K + = + - - a w 2 a1 [HA ]+ [H ] = 1+[HA ]/ K K K + 精确表达式: 带入平衡 关系式:
若:Ka1>Ka2,[叫HA]=c(HA)(a≤5%,△pKa232) 又Ka2c(HA)>20K则得 近似式: H a2 1+CHA/K a 如果c(HA)Ka1>20,则“1”可略,得 最简式:[H KK a1 a2 若c/Kn1>20,Ka2C>20K 即使Ka1,Kn2相近,也可使用最简式计算)
10 若: Ka1>>Ka2, [HA- ]≈c(HA) ( ≤5%, △pKa≥3.2) 又 Ka2c(HA- )>20Kw, 则得 近似式: 如果 c(HA- )/Ka1>20, 则“1”可略,得 最简式: (若c/Ka1>20,Ka2c>20Kw, 即使Ka1,Ka2相近,也可使用最简式计算) ( ) ( ) a2 a1 HA [H ] = 1+ HA / K c c K - + - [ ] = + a a 1 2 H K K
