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1、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),展开则得一元三次方程, 难解!,质子条件式: H+=A-+OH-,代入平衡关系式,精确表达式: H+=,若: cKa20K
2、w(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:,若:400,则c-H+c,展开: H+2+KaH+-cKa=0, 解一元二次方程即可。,得最简式:,解离度A-/c=,5,若cKa400，即酸极弱，且浓度极小， HAc，得近似式：,例： 计算0.20 molL-1 Cl2CHCOOH 的pH。 （pKa=1.26）,如不考虑酸的离解(用最简式: pH=0.98)，则Er10。,故应用近似式: H+=解一元二次方程: H+=10-1.09 则pH=1.09,解: Kac=10-1.260.20=10-1.9620Kw c/Ka=
3、0.20/10-1.26=100.56400,例: 计算1.010-4molL-1 HCN 的 pH (pKa=9.31),解:cKa=10-9.311.010-4=10-13.31400故应用: H+= =10-6.61,如不考虑水的离解, H+= =10-6.66 Er=11%,8,一元弱酸溶液酸度计算公式,使用条件 公式 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:,若: c / Ka 20, “1”可以忽略 (水的碱性)又: A = c
4、b - HA =cb (OH- - H+) cb OH-,近似式:,最简式: H+ =,若 400, 则 即Acb,或 OH-=,11,一元弱碱溶液酸度计算公式(p100),使用条件 公式 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- + 2A2- + OH- 精确式若 0.05,也即 可略。近似式,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）,（忽略H2A的二级离解）,二、两性物质（HA-）溶液 H+的计算 (p1
5、04107),质子条件: H2A+H+=A2-+OH-,精确表达式:,带入平衡关系式:,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 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 0.033mo
6、lL-1 Na2HPO4 的pH. pKa1 pKa3: 2.16, 7.21, 12.32,解: Ka3c = 10-12.320.033 = 10-13.80 Kw c/Ka2 = 0.033/10-7.21 = 105.73 20故:,(如用最简式, pH = 9.77, Er = 22%),pH = 9.66,氨基乙酸(甘氨酸)NH2CH2COOH NH3+CH2COOH NH3+CH2COO- NH2CH2COO- pKa1=2.35 pKa2=9.78 H2A+ H+A- A- 氨基乙酸 氨基乙酸 氨基乙酸 阳离子 双极离子 阴离子,-H+,-H+,+H+,+H+,（教材p107
7、例 511）,弱碱(A)+弱酸(HB) Ka(HA)Ka(HB),质子条件: H+ + HA = B- + OH-引入平衡关系得精确表达式:,若c(HB)=c(A), (与两性物相同),最简式:,三、（强+弱 ）溶液pH计算,1. 强酸(HCl):2. 强碱(NaOH):,质子条件: H+ = c(HCl) + OH-一般情况: H+ = c(HCl)（c10-6 molL-1),质子条件: H+ + c(NaOH) = OH-一般情况: OH- = c(NaOH) (c10-6 molL-1),c(HCl)=10-7.0或10-9.0 molL-1, pH=?,3. 强碱(NaOH) +弱碱
8、(A-) (p108)4. 强酸(HCl) +弱酸(HA),质子条件: H+ + HA + c(NaOH) = OH-,近似式 : OH- =,忽略弱碱的离解: OH- c(NaOH) (最简式),质子条件: H+ = c(HCl) + A- + OH-,近似式: H+ =,忽略弱酸的离解: H+ c(HCl) (最简式),计算方法：(1) 先按最简式计算OH-或H+。(2) 再计算HA或A-，看其是否可以忽略。如果不能忽略,再按近似式计算。,两弱酸(HA+HB)溶液,H+= A-+HH2OH2AHCl NaOHNaOH+A-HCl+HAHA+HB思考题:下列复杂体系H+的计算式1.HCl+N
9、aAc2.NH4+-NH3+HAc-Ac-3.NH4H2PO4-,4. 共轭酸碱体系(HA+A-) (p109),物料平衡: HA + A- = ca + cb电荷平衡: H+ + Na+ = OH- + A- HA = ca - H+ + OH- A- = ca + cb - HA = cb + H + - OH-代入平衡关系 ,得精确式,+),酸性,略去OH-:碱性,略去H+:若Ca OH- - H + 或Cb H + - OH-则最简式,计算方法:(1) 先按最简式计算H+。(2) 再将OH-或H+与ca,cb比较, 看忽略是否合理。,例：,(a) 0.040molL-1 HAc 0.0
10、6molL-1 NaAc 先按最简式: (b) 0.080molL-1二氯乙酸 0.12molL-1二氯乙酸钠 先用最简式: molL-1,caH+, cbH+ 结果合理 pH=4.94,应用近似式:,解一元二次方程，H+=10-1.65 molL-1 , pH=1.65,例：,在20.00mL 0.1000molL-1 HA(Ka=10-7.00)溶液中, 加入0.1000molL-1 NaOH溶液19.96mL, 计算pH。解: ca = 10-4.00 cb = 10-1.30 先按最简式, H+ = molL-1,解一元二次方程: OH- = 10-4.44 molL-1 pH = 9.56,应用近似式: OH- =,OH- = 10-4.30 molL-1,
