03酸碱平衡和ph的计算 (1)

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1、酸碱平衡Acid-baseEquilibrium分析化学孟建新生命科技学院化学系酸碱质子理论凡能给出质子的分子或离子称为酸(protondonor)凡能接受质子的分子或离子称为碱(protonacceptor)共轭关系共轭酸碱对1.酸碱定义得失一个质子HCO3-为两性物质NH4+NH3+H+HCO3-CO32-+H+HClCl-+H+HCO3-+H+酸碱+质子共轭酸碱对共轭关系H2CO32.酸碱反应根据质子理论，酸碱反应的实质是两个共轭酸碱对之间的质子转移反应。涉及酸碱的反应经典酸碱中和反应：HCl与NaOH的反应HCl+H2

2、O⇌H3O++Cl-简写为HCl⇌H++Cl-NaOH+H2O⇌OH-+Na+(H2O)简写为NaOH⇌OH-+Na+H3O++OH-⇌H2O+H2OH++OH-⇌H2O酸碱离解反应：HAc+H2O⇌H3O++Ac-NH3+H2O⇌OH-+NH4+盐的水解过程：Ac-+H2O⇌OH-+HAcNH4++H2O⇌H3O++NH33.水的质子自递反应水的电离：H2O⇌H++OH-KWө=[H+][OH-]22℃时，KWө=10-14,即一定温度下，水溶液中H+和OH-浓度乘积是一个常数。溶液酸碱性和pH值稀溶液中，用pH值表示酸碱性

3、：pH=-lgc(H+)室温（22℃）下任何时候c(H+)c(OH-)=KWө=10-14pH+pOH=14酸碱的强度影响酸碱强弱的因素：酸碱本身给出或接受质子的能力溶剂给出或接受质子的能力水溶液中，酸碱的强弱用其离解常数Ka或Kb衡量。简写酸碱酸碱离解常数的定义离解常数的大小，表示了弱酸弱碱的电离(离解)程度的大小Ka、Kb越大，表示该弱酸弱碱的离解程度越大，造成溶液的酸、碱性越强。酸碱离解常数是一种化学平衡常数，它只与温度有关，与浓度无关。5.共轭酸碱对Kaө和Kbө的关系在一共轭酸碱对中,酸的酸性越强，其共轭碱的碱性就越

4、弱；反之，酸的酸性越弱，其共轭碱的碱性就越强。多元酸碱的离解常数二元酸H2CO3的离解常数的定义H2CO3=HCO3-+H+HCO3-=CO32-+H+二元碱CO32-的离解常数的定义CO32-+H2O=HCO3-+OH-HCO3-+H2O=H2CO3+OH-共轭酸碱对的酸碱的定义：反应中失质子是酸，得质子是碱通过得失一个质子联系的一对酸碱是共轭酸碱对酸碱的强弱用酸碱解离平衡常数Ka和Kb表示，其本质是酸碱解离反应的平衡常数，可以根据化学反应平衡常数表达式标准形式得到。共轭酸碱对的Ka和Kb可以互相换算：KaXKb=Kw酸碱质

5、子理论小结分布分数和分布曲线共扼酸碱对处于平衡状态时，溶液中存在着不同的酸碱形式，这时它们的浓度称为平衡浓度，用[HAc]表示各种存在形式平衡浓度之和称为总浓度或分析浓度，用cHAc表示。某一存在形式的平衡浓度占总浓度的分数，即为该存在形式的分布分数,HAc=[HAc]/cHAc。知道了分布分数和分析浓度，就可以计算有关组分的平衡浓度,[HAc]=cHAcHAc。例如，我们称浓度为0.1mol/L的HAc，是指其总浓度或分析浓度cHAc=0.1mol/L,在溶液中HAc以HAc和Ac-两种形式存在，它们的平衡浓度分别为[H

6、Ac]和[Ac-]分布分数分别为HAc=[HAc]/cHAc和Ac-=[Ac-]/cHAc一元弱酸的分布分数HA=H++A-酸碱分布分数一元酸：HA=A-+H+KaHA=[H+]/（[H+]+Ka)A-=Ka/（[H+]+Ka）二元酸：H2A=HA-+H+Ka1HA-=A-+H+Ka2H2A=[H+]2/（[H+]2+Ka1[H+]+Ka1Ka2)HA-=Ka1[H+]/（[H+]2+Ka1[H+]+Ka1Ka2)A-=Ka1Ka2/（[H+]2+Ka1[H+]+Ka1Ka2）酸碱分布分数三元酸：H3A=H2A-

7、+H+Ka1H2A-=HA2-+H+Ka2HA2-=A3-+H+Ka3H3A=[H+]3/([H+]3+Ka1[H+]2+Ka1Ka2[H+]+Ka1Ka2Ka3)H2A-=Ka1[H+]2/([H+]3+Ka1[H+]2+Ka1Ka2[H+]+Ka1Ka2Ka3)HA2-=Ka1Ka2[H+]/([H+]3+Ka1[H+]2+Ka1Ka2[H+]+Ka1Ka2Ka3)A3-=Ka1Ka2Ka3/([H+]3+Ka1[H+]2+Ka1Ka2[H+]+Ka1Ka2Ka3)分布曲线分布分数与溶液pH值之间的关系曲线称为分布

8、曲线。从分布曲线可以清楚的看出弱酸各种存在形式随溶液的pH变化的情况，对理解酸碱滴定的原理有重要作用。一元弱酸的分布曲线（pKa=3）相邻两种存在形式(共轭酸碱对)的分布曲线相交点对应的pH=pKa对其它一元酸或多元酸也存在类似的现象HA=[H+]/（[H+]+Ka)A-