3酸碱溶液H的计算方法.pptx

第三节第三节 酸碱溶液中酸碱溶液中H+的计算的计算 全面考虑、分清主次、合理取舍、近似计算全面考虑、分清主次、合理取舍、近似计算物料平衡物料平衡 电荷平衡电荷平衡 *质子平衡质子平衡 化学平衡关系化学平衡关系 H+的的精确表达式精确表达式 近似处理近似处理近似式近似式 进一步近似处理进一步近似处理最简式最简式酸碱溶液的几种类型酸碱溶液的几种类型一、一、一元弱酸碱一元弱酸碱 HA 多元弱酸碱多元弱酸碱 H2A,H3A二、二、两性物质两性物质 HA-类两性物质类两性物质 A-+HB三、三、混合酸碱混合酸碱:强强+弱、弱、弱弱+弱弱四、四、共轭酸碱共轭酸碱:HA+A-判断条件判断条件判断条件判断条件,确定用近似确定用近似确定用近似确定用近似式或最简式式或最简式式或最简式式或最简式先用最简式计算先用最简式计算先用最简式计算先用最简式计算,再看是否合理再看是否合理再看是否合理再看是否合理一、弱酸一、弱酸(碱碱)溶液溶液1.1.一元弱酸一元弱酸(HA)H(HA)H+的计算的计算 (p98-99)展开则得一元三次方程展开则得一元三次方程,难解难解!质子条件式质子条件式:H+=A-+OH-代入平衡关系式代入平衡关系式精确表达式精确表达式:H+=若若:cKa20Kw(10-12.7),忽略忽略Kw(即忽略水的酸性即忽略水的酸性)HA=c-A-=c-(H+-OH-)c-H+得得近似式近似式:若若:400,则则c-H+c展开展开:H+2+KaH+-cKa=0,解一元二次方程即可解一元二次方程即可。得得最简式最简式:解离度解离度A-/c=5若若cKa400，即酸极弱，且浓度，即酸极弱，且浓度极小，极小，HAc，得近似式：得近似式：例：例：计算计算0.20 molL-1 Cl2CHCOOH 的的pH。（pKa=1.26）如不考虑酸的离解如不考虑酸的离解(用最简式用最简式:pH=0.98)，则则Er10。故应用近似式故应用近似式:H+=解一元二次方程解一元二次方程:H+=10-1.09 则则pH=1.09解解:Kac=10-1.260.20=10-1.9620Kw c/Ka=0.20/10-1.26=100.56400例例:计算计算1.010-4molL-1 HCN 的的 pH(pKa=9.31)解解:cKa=10-9.311.010-4=10-13.31400故应用故应用:H+=10-6.61 如不考虑水的离解如不考虑水的离解,H+=10-6.66 Er=11%8一元弱酸溶液酸度计算公式一元弱酸溶液酸度计算公式 使用条件使用条件 公式公式 cKa20Kw,c/Ka20Kw,c/Ka400 近似式近似式cKa400 近似式近似式 cKa20Kw,c/Ka400 最简式最简式2.一元弱碱一元弱碱(A)H+的计算的计算 (p100)质子条件质子条件:H+HA=OH-引入平衡关系引入平衡关系:得得精确表达式精确表达式:若若:c/Ka 20,“1”可以忽略可以忽略(水的碱性水的碱性)又又:A=cb-HA=cb (OH-H+)cb OH-近似式近似式:最简式最简式:H+=若若 400,则则 即即Acb或或 OH-=11一元弱碱溶液酸度计算公式一元弱碱溶液酸度计算公式(p100)(p100)使用条件使用条件 公式公式 cKb20Kw,c/Kb20Kw,c/Kb400 近似式近似式cKb400 近似式近似式 cKb20Kw,c/Kb400 最简式最简式3.多元弱酸溶液的多元弱酸溶液的pH计算计算以二元弱酸以二元弱酸(H2A)为例。为例。质子条件质子条件:H+=HA-+2A2-+OH-精确式精确式若若 0.05,也即也即 可略。可略。近似式近似式 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元酸处理，忽略第二步及以后各步的离解（p102例题）例题）（忽略（忽略H2A的二级离解）的二级离解）二、两性物质（二、两性物质（HA-）溶液溶液 H+的计算的计算 (p104107)质子条件质子条件:H2A+H+=A2-+OH-精确表达式精确表达式:带入平衡带入平衡关系式关系式:若若:Ka1Ka2,HA-c(HA)则得则得近似式近似式:若若 cKa2 20Kw,c 20Ka1,（因（因Ka1=Kw/Kb2，即，即cKb220Kw)最简式最简式:(若若c/Ka1 20,c Ka220Kw,即使即使Ka1,Ka2相近相近,也可也可使用最简式计算使用最简式计算)若若 cKa2 20Kw,c 20Ka1，忽略水的酸式离解，但不能，忽略水的酸式离解，但不能忽略其碱性：忽略其碱性：若若 cKa2 20Ka1，忽略，忽略HA-的酸式离解，但水的酸式离解，但水的酸性不能忽略：的酸性不能忽略：（KKa2a2相当于两性物质中酸组分的相当于两性物质中酸组分的相当于两性物质中酸组分的相当于两性物质中酸组分的KKa a，KKa1a1则相则相则相则相当于两性物质中碱组分的共轭酸的当于两性物质中碱组分的共轭酸的当于两性物质中碱组分的共轭酸的当于两性物质中碱组分的共轭酸的KKa a。）。）。）。）例：例：计算计算 0.033molL-1 Na2HPO4 的的pH.pKa1 pKa3:2.16,7.21,12.32解解:Ka3c=10-12.320.033=10-13.80 Kw c/Ka2=0.033/10-7.21=105.73 20故故:(如用最简式如用最简式,pH=9.77,Er=22%)pH=9.66氨基乙酸氨基乙酸(甘氨酸甘氨酸)NH2CH2COOH NH3+CH2COOH NH3+CH2COO-NH2CH2COO-pKa1=2.35 pKa2=9.78 H2A+H+A-A-氨基乙酸氨基乙酸 氨基乙酸氨基乙酸 氨基乙酸氨基乙酸 阳离子阳离子 双极离子双极离子 阴离子阴离子-H+-H+H+H+（教材（教材p107 例例 511）弱碱弱碱(A)+弱酸弱酸(HB)Ka(HA)Ka(HB)质子条件质子条件:H+HA=B-+OH-引入平衡关系引入平衡关系得精确表达式得精确表达式:若若c(HB)=c(A),(与两性物相同与两性物相同)最简式最简式:三、（强三、（强+弱弱 ）溶液）溶液pHpH计算计算1.强酸强酸(HCl):2.强碱强碱(NaOH):质子条件质子条件:H+=c(HCl)+OH-一般情况一般情况:H+=c(HCl)（c10-6 molL-1)质子条件质子条件:H+c(NaOH)=OH-一般情况一般情况:OH-=c(NaOH)(c10-6 molL-1)c(HCl)=10-7.0或或10-9.0 molL-1,pH=?3.强碱强碱(NaOH)+弱碱弱碱(A-)(p108)4.强酸强酸(HCl)+弱酸弱酸(HA)质子条件质子条件:H+HA+c(NaOH)=OH-近似式近似式:OH-=忽略弱碱的离解忽略弱碱的离解:OH-c(NaOH)(最简式最简式)质子条件质子条件:H+=c(HCl)+A-+OH-近似式近似式:H+=忽略弱酸的离解忽略弱酸的离解:H+c(HCl)(最简式最简式)计算方法：计算方法：(1)先按最简式计算先按最简式计算OH-或或H+。(2)再计算再计算HA或或A-，看其是否可以忽，看其是否可以忽略。如果不能忽略略。如果不能忽略,再按近似式计算。再按近似式计算。两弱酸两弱酸(HA+HB)溶液溶液H+=A-+HH2OH2AHCl NaOHNaOH+A-HCl+HAHA+HB思考题思考题:下列复杂体系下列复杂体系H+的计算式的计算式1.HCl+NaAc2.NH4+-NH3+HAc-Ac-3.NH4H2PO4-4.共轭酸碱体系共轭酸碱体系(HA+A-)(p109)物料平衡物料平衡:HA+A-=ca+cb电荷平衡电荷平衡:H+Na+=OH-+A-HA=ca-H+OH-A-=ca+cb-HA =cb+H+-OH-代入平衡关系代入平衡关系,得精确式得精确式 +)酸性酸性,略去略去OH-:碱性碱性,略去略去H+:若若Ca OH-H+或或Cb H+-OH-则最简式则最简式计算方法计算方法:(1)先按最简式计算先按最简式计算H+。(2)再将再将OH-或或H+与与ca,cb比较比较,看忽略是否合理。看忽略是否合理。例：例：(a)0.040molL-1 HAc 0.06molL-1 NaAc 先按最简式先按最简式:(b)0.080molL-1二氯乙酸二氯乙酸 0.12molL-1二氯乙酸钠二氯乙酸钠 先用最简式先用最简式:molL-1caH+,cbH+结果合理结果合理 pH=4.94应用近似式应用近似式:解一元二次方程，解一元二次方程，H+=10-1.65 molL-1,pH=1.65 例：例：在在20.00mL 0.1000molL-1 HA(Ka=10-7.00)溶液中溶液中,加入加入0.1000molL-1 NaOH溶液溶液19.96mL,计算计算pH。解解:ca=10-4.00 cb=10-1.30 先按最简式先按最简式,H+=molL-1 解一元二次方程解一元二次方程:OH-=10-4.44 molL-1 pH=9.56应用近似式应用近似式:OH-=OH-=10-4.30 molL-1