第三章 pH计算4.pptVIP

2.4.1 水溶液中酸碱平衡处理的方法 1.一元弱酸（HA）溶液[H+]浓度的计算 计算0.2mol/l Cl2CHCOOH溶液的pH 2.一元弱碱溶液（A-）中pH的计算 同时满足条件1和条件2，用最简式 (2) 类两性物质——弱碱（A-）＋弱酸（HB）溶液的pH（KaHA＞KaHB) 4.一元强酸溶液pH的计算 以c mol/l盐酸为例，该溶液的PBE为 8.混合酸溶液 计算0.10mol·L-1HF 和0.20mol·L-1 HAC 混合溶液的pH 10.强碱与一元弱碱混合溶液的pH计算类似于强酸与一元弱酸体系 11.共轭酸碱体系（HA+A-）pH的计算 2.4 缓冲溶液 缓冲溶液pH的计算 （2）强酸与弱酸混合： 例如 a mol/L HCl + Ca mol/L HAc PBE： 例：求0.10 mol/L H2SO4溶液的[H+]。 解： 应用近似式 缓冲溶液(Buffer solution):能保持溶液pH相对稳定的溶液。 特点:在适度范围内既能抗酸,又能抗碱,适当稀释或浓缩,溶液的pH改变很小. 组成: 弱酸+其共轭碱 HAc- Ac-, H2CO3-HCO3- 弱碱+其共轭酸 NH3-NH4+ 缓冲溶液的pH首先取决于弱酸的解离常数Ka,同时又与Ca和Cb的比值有关. 对于弱碱及其共轭酸组成的缓冲体系,其pOH为 有50mL含有0.10mol·L-1 HAc和0.10mol·L-1 NaAc的缓冲溶液,试求: (1)该缓冲溶液的pH; (2)加入1.0mol·L-1的HCl0.10mL后,溶液的pH. 加入1.0mol·L-1的HCl 0.10mL后,所解离出的H+与Ac-结合生成HAc分子,溶液中的Ac-浓度降低,HAc浓度升高,此时,溶液体系中: 从计算结果可知,加入少量的盐酸后,溶液的pH基 本不变. 缓冲容量 任何缓冲溶液的缓冲能力有一定的限度.对于每一种缓冲溶液,只有在加入的酸碱的量不大时,或将溶液适当稀释时,才能保持溶液的pH基本不变或变化不大.溶液的缓冲能力用缓冲容量来表示 * 分清两个概念：酸度和酸的浓度 酸度：?H+, pH计可测得酸度。 酸的浓度：可被碱中和的酸的总浓度。 0.1 mol/L HCl 与0.1 mol/L HAc 具有不同的 相同的 酸度 酸的浓度 2.4 酸碱溶液中[H+]的计算 1、物料平衡式 mass balance equation 在平衡状态，某组分的分析浓度等于其各型体的平衡浓度之和的数学表达式。 例： 解： 2、电荷平衡式 charge balance equation 在平衡状态，溶液中正离子所带电荷总数与负离子所带电荷总数相等的数学表达式。 例： 解： 浓度为c 3、质子平衡式 proton balance equation 在平衡状态，体系中得失质子的物质的量相等的数学表达式。 得到质子平衡式（PBE)的方法： 由质子转移关系列出PBE： （1）找出参考水准 reference proton levels, 或零水准 zero level of protons。参考水准一般选择参与质子转移且大量存在的物质。 MBE, CBE 质子转移关系式 PBE （2）写出质子转移式：得质子后的产物写在等号左边，失质子产物写在右边。 （3）根据得失质子的物质的量相等的原则，写出PBE。 列出PBE 参考水准： （2） HAc 水溶液 H2O, HAc 质子转移反应式： PBE： HAc=H++Ac- H2O=H++OH- （1） 纯H2O 参考水准： 质子转移反应式： PBE： 列出PBE H2O+H2O=H3O++OH- H2O 列出PBE 参考水准： （3） H3PO4水溶液 H2O, H3PO4 质子转移反应式： PBE： （4） Na2HPO4水溶液 列出PBE （5） NH4Ac PBE： 写出Na2S溶液的PBE 写出NaNH4HPO4溶液的PBE 质子条件式 [H+]=[OH-]+[A-] 代入平衡关系式 精确表达式 近似处理：当弱酸的浓度不是太小时，可以忽略其本身的电离， 认为[HA] ≈ca，则上式简化为 条件是什么？ ca/Ka ≥105，误差 5％ ca/Ka≥500, 误差 2.5% 进一步近似处理：当酸的Ka不是非常小时 ，可略去水电离所提 供的H+,上式进一步简化为： 1. 近似的条件？ caKa≥10Kw 或caKa≥25Kw 误差 5％ 误差 2.5% 若满足第二个条件，但不满足第一个条件，则 2. pKa=1.26 pH=1.09 如不考虑酸的离解，则算出的pH=?，相对误差？ 求1.0?10-4 mol/L HCN 溶液的pH。 已知 Ka = 6.2?10-10。 若Kbcb10Kw，则忽略水