33 酸碱溶液中H浓度计算.docVIP

3.3 酸碱溶液中H+浓度计算 一、水溶液中酸碱平衡处理的方法 溶液中平衡型体间的三大平衡关系：（1）物料平衡 （2）电荷平衡 （3）质子平衡 1、物料平衡式（material balance equilibrium）→MBE （1）含义： 在平衡状态时，某一组分的分析浓度等于该组分各存在型体的平衡浓度之和， 其数学表达式即为物料平衡式。 （2）表达式： 浓度为c的NaHCO3溶液的物料平衡式为： c=[H2CO3]+[HCO-]+[CO32-]=[Na+] 2、电荷平衡(charge balance equilibrium)→CBE （1）含义： 溶液中荷正电质点所带正电的总数一定等于荷负电质点所带负电荷的总数。 （2）表达式（以NaHCO3为例） [Na+]+[H+]=[HCO-]+2[CO32-]+[OH-] 3、质子条件式（proton condition equilibrium）→PCE（★） （1)含义： 酸碱反应达到平衡时，酸失去的质子数应等于碱得到的质子数，酸碱之间质子转移的这种等衡关系称为质子平衡（或称为质子条件） 质子平衡式也可根据酸碱平衡体系的组成直接书写出来，这种方法的要点是： （2）参考水准（reference level）或零水准（zero level） 写质子条件式时，要先选择适当物质作为参考，以它作为质子之子转移的起 点，称为零水准。 （3）质子条件式（以NaH2PO4为例） 以H2O和H2PO4-为零水准 [H3PO4]+[H+]=[HPO42-]+2[PO43-]+[OH-] 二、PH的计算（★） 1．一元弱酸 是溶液中H+的主要来源，水离解的影响较小。（Kw/[H+]≈0）。→→ →→→ caKa≥20Kw，ca/Ka﹤400时 根据酸碱平衡的具体情况常对作近似处理。 讨论： 1.当Ka和c不是很小，即一元弱酸溶液的浓度不是很稀时，在这种情况下，弱酸的的离解是溶液中H+的主要来源，水离解的影响较小。（Kw/[H+]≈0）。 即： caKa≥20Kw，ca/Ka﹤400时 2.当Ka和c不是很小，且caKa时，不仅水的离解可以忽略，而且弱酸的离解对其总浓度的影响可以忽略。(Kw/[H+]≈0， ca-[H+]≈0)。 即 caKa≥20Kw，ca/Ka≥400时 3. 当酸极弱或溶液极稀时，水的离解不能忽略。 (caKa≈Kw ,c-([H+]-[OH-])≈c ) 即 caKa＜20Kw，ca/Ka≥400时 注意事项： 用最简式计算前，必须检验是否满足条件 2. 一元弱碱（B）溶液 PBE为：[HB+]+[H+]=[OH-] 同理：1．当 cbKb≥20KW，cb/Kb﹤400时 2．当 cbKb≥20KW，cb/Kb≥400时 3. 当 cbKb＜20KW，cb/Kb≥400时 3.强酸（碱）溶液pH的计算 （1）强酸溶液 强酸在水溶液中全部解离（以HCl为例），其质子条件式是： [H+]=[OH-]+c（HCl） [H+]=Kw/[H+-]+c（HCl） 此为强酸溶液的精确计算式 若c（HCl）＞10-6mol.L-1，近似处理得： [H+]= c（HCl） （2）强碱溶液 与强酸溶液类似。 注意事项：在用相关公式做近似处理时，一定要先检验是否满足条件，不满足条件时，用上一步的公式进行计算。