电解质溶液中微粒浓度的计算.doc

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1、电解质溶液中微粒浓度的计算【根据师专函授教材《分析化学》上册P281整理】以下讨论不考虑空气的影响。1、强酸强碱溶液：溶质完全电离。当它们浓度不是很稀时，水电离生成的氢离子或者氢氧根离子浓度可以被忽略不计。强酸溶液：c(H＋)=n×c(强酸)c(OH－)=Kw/c(H＋)强碱溶液：c(OH－)=n×c(强碱)c(H＋)=Kw/c(OH－)当它们的浓度≤10-6mol·L－1时，水的电离不能忽略。强酸溶液：设酸电离生成的氢离子浓度为c，水电离生成的氢离子浓度（及氢氧根离子浓度）为x，则(c+x)×x=10-14即x2+cx－10-14=0,解此一元二次方程可得氢氧根离子浓度，再用c(H

2、＋)=Kw/c(OH－)可以求出氢离子浓度。强碱溶液类似，略。例：浓度为5×10-7mol·L－1的盐酸溶液，pH=?代入上式：x2+5×10-7x－10-14=0解之得x=1.9×10-8c(H＋)=5×10-7+1.9×10-8=5.2×10-7pH=7－0.7=6.32、一元弱酸弱碱溶液：（下面以一元弱酸为例，弱碱类同。）①当弱酸的浓度c和电离常数Ka都不是很小时（绝大多数情况符合此条件），溶液中的氢离子就主要来自于弱酸的电离，水电离的氢离子可以被忽略。HAH＋＋A－起始浓度c00改变浓度xxx平衡浓度c－xxxKa=x2/(c－x)x2+Ka×x－Ka×c=0解此一元二次方程

3、就可以求出各种微粒的浓度。氢氧根离子浓度用c(OH－)=Kw/c(H＋)求出。如果弱酸的电离度＜5%【表现为c/Ka≥500】，也就是说x远小c时，可以认为c－x=c上式就可以化简为x2－Ka×c=0即x=（此时酸分子浓度=起始浓度）例1：计算0.100mol/LCH3COOH溶液中（除水分子浓度以外）的各种微粒浓度。c=0.100（不是很小）Ka=1.80×10-5（不是很小）c/Ka=5.6×103＞500可以用近似公式计算：c(H＋)==1.34×10－3mol·L－1c(CH3COO-)≈1.34×10－3mol·L－1c(CH3COOH)=0.100－1.34×10－3=9

4、.866×10-2mol·L－1c(OH-)=1.0×10-14/1.34×10－3=7.5×10-12mol•L－1c(CH3COOH)＞c(H＋)＞C(CH3COO－)＞c(OH－)例2：计算0.100mol/LCH2ClCOOH（Ka=1.40×10－3）溶液中（除水分子浓度以外）的各种微粒浓度。c/Ka=71＜500电离度＞5%，不能用近似公式计算。把c=0.100，Ka=1.40×10-3代入x2+Ka×x－Ka×c=0得：x2+1.40×10-3x－1.40×10-4=0解之得x=1.12×10-2mol·L－1即：c(H+)=1.12×10-2mol·L－1≈c(CH2

5、ClCOO-)c(CH2ClCOOH)=0.100－0.0112=0.0888mol·L－1=8.88×10-2mol·L－1c(OH-)=1.0×10-14/1.12×10－2=8.9×10-13mol•L－1c(CH2ClCOOH)＞c(H＋)＞C(CH2ClCOO－)＞c(OH－)例3：计算0.100mol·L－1NH4Cl溶液中（除水分子浓度以外）的各种微粒浓度。把NH4+看作NH3·H2O的共轭酸，Ka=KW/Kb=1.0×10-14/1.8×10－5=5.6×10－10c/Ka=1.8×108＞500可以用近似公式计算：6c(H＋)==7.5×10-6mol·L－1≈c(

6、NH3·H2O)c(NH4+)≈0.100mol·L－1c(OH－)=Kw/c(H＋)=1.0×10-14/7.5×10-6=1.33×10-9mol·L－1c(Cl-)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(NH3·H2O)＞c(OH-)例4：计算1.00×10-4mol•L－1C2H5NH2（Kb=5.6×10-4）溶液中（除水分子浓度以外）的各种微粒浓度。【乙胺是路易斯碱】乙胺溶液中：C2H5NH2＋H2OC2H5NH3＋＋OH－c/Ka=0.18＜500电离度＞5%，不能用近似公式计算。把c=1.00×10-4，Kb=5.6×10-4代入x2+Kb×x－Kb×c=0得：x2+5.6

7、×10-4x－5.6×10-8=0解之得x=8.7×10-5mol·L－1即：c(OH－)=8.7×10-5mol·L－1≈c(C2H5NH3＋)c(C2H5NH2)=1.00×10-4－8.7×10-5=1.3×10-5mol·L－1c(H+)=KW/c(OH-)=1.0×10-14/8.7×10-5=1.15×10-10mol·L－1c(OH－)＞c(C2H5NH3＋)＞c(C2H5NH2)＞c(H+)【此条件下，乙胺的电离度很大，所以电离了的＞电离剩