《分析化学(第2版)电子教案》5.3 酸碱溶液ph值的计算ppt课件.ppt

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1、5.3酸碱溶液pH值的计算5.3.1强酸强碱溶液5.3.2一元弱酸弱碱溶液5.3.3多元酸碱溶液5.3.4两性物质溶液5.3.5混合酸（碱）溶液第5章酸碱滴定法返回目录对于各种不同的酸碱溶液，推导计算溶液酸度公式的步骤如下：1.利用溶液中的平衡关系（包括质子平衡、物料平衡、电荷平衡、电离平衡等）列出等式；2.利用平衡关系将未知项用原始形体的浓度项替代，从而消去未知项；3.对于氢离子浓度项的高次方程做合理的近似处理；4.解方程求出氢离子浓度5.3.1强酸强碱溶液[H+]2－ca[H+]－Kw=0强酸溶液pH精确计算公式：强酸溶液pH近似计算公式：当时，以浓度为ca的盐酸溶

2、液为例，讨论强酸强碱溶液pH的计算方法。强碱溶液精确计算公式：强碱溶液近似计算公式：当时，对于强碱溶液，以NaOH为例，其质子平衡为解:质子平衡式为首先近似认为[OH-]=1.0×10-5mol·L-1，则[H+]=1.0×10-9mol·L-1，因为cb>20[H+]故水的解离可以忽略不计，用最简式计算例题5-3计算1.0×10-5mol·L-1NaOH溶液的pHpOH=5.00pH=14.00－5.00=9.00例题5-4计算2.0×10-7mol·L-1HCl溶液的pH因为ca<20[OH-]，水的解离不能忽略，故应用精确式计算pH=6.62解:质子平衡式为5.3

3、.2一元弱酸弱碱溶液以浓度为c的一元弱酸HB溶液为例[H+]2=Ka[HB]+Kw[H+]=[B-]+[OH-]首先写出该溶液的质子平衡式将HB和H2O的解离平衡关系式代入质子平衡式中，有将代入上式，得到关于H+浓度的一元三次方程。为了方便求解，通常是根据计算H+浓度时的允许误差，视具体情况采用合理的近似计算。[H+]2+Ka[H+]－Kac=0解此一元二次方程，得一元弱酸的解离度较小时，可近似认为[HB]≈c[H+]2=Kac[H+]2=Ka[HB]=Ka(c－[H+])以Kac≥10Kw作为忽略水的解离的条件，则有[H+]2=Ka[HB]+Kw当时（近似式）当时（最

4、简式）当时（近似式）计算一元弱酸溶液酸度的公式例题5-5计算0.20mol·L-1二氯乙酸（Ka=5.0×10-2）溶液的pH。解：二氯乙酸质子平衡式为[H+]=[B-]+[OH-]pH=1.11因为所以水的解离可以忽略；又因为应用近似公式计算。计算一元弱碱溶液酸度的公式当时（近似式）当时（最简式）当时（近似式）例题5-6计算0.10mol·L-1NaAc溶液的pH。解：Ac-在水溶液中的解离平衡为因为Kbc>10Kw,水的解离可以忽略，且所以可以用一元弱碱的最简式计算pOH=5.13pH=14.0－5.13=8.87例题5-7计算1.0×10-4mol·L-1NH4C

5、l溶液的pH值，已知解：NH4+是NH3的共轭酸，所以因为且,故水的解离不能忽略，而NH4+本身的解离可以忽略，即[NH4+]≈c，所以pH=6.59对于二元弱酸H2B,其质子平衡式为：[H+]=[HB-]+2[B2-]+[OH-]5.3.3多元酸碱溶液将酸碱解离平衡关系式代入上式，得或写为（近似式）（最简式）可以忽略水的解离若可以忽略弱酸的二级解离,则有若例题5-8计算0.10mol·L-1H2C2O4溶液的pH。解：草酸为二元弱酸，已知其因为所以，可以忽略水的解离和草酸的二级解离，按一元弱酸的近似公式计算：pH=1.27例题5-9计算0.10mol·L-1Na2CO

6、3水溶液的pH。解：按照酸碱质子理论的定义Na2CO3为二元弱碱，已知其因为所以可用一元弱碱的最简式计算。pOH=2.38pH=14－2.38=11.625.3.4两性物质溶液以弱酸弱碱盐NH4Ac为例，讨论两性物质水溶液[H+]的计算。设溶液中NH4Ac的浓度为c，其中的NH4+能给出质子，作为两性物质的酸组分，其酸解离常数用Ka′表示；Ac-能接受质子，作为碱组分，其共轭酸HAc的酸常数以Ka表示。按照前述方法步骤推导计算弱酸弱碱盐溶液[H+]的公式。首先写出质子平衡式[H+]=[NH3]－[HAc]+[OH-]此式为计算弱酸弱碱盐溶液[H+]浓度的精确式,可作如下

7、近似处理。因为[NH4+]≈[Ac-]≈c，所以当时当时对于弱酸弱碱盐当时（近似公式）（最简式）当时（最简式）当时（近似公式）当时对于酸式盐HB-（近似公式）例题5-11计算1.0×10-3mol·L-1的丙二酸氢钠溶液的pH。已知丙二酸氢钠的因为所以，应该用近似式计算。解：丙二酸氢钠属于二元弱酸的酸式盐，例题5-13计算0.10mol·L-1氨基乙酸溶液的pH。解：氨基乙酸在溶液中以双极离子形式存在，其解离平衡如下:+H3NCH2COOH+H3NCH2COO-NH2CH2COO-氨基乙酸阳离子氨基乙酸双极离子氨基乙酸阴离子Ka1Ka2因