酸碱溶液氢离子浓度的计算.ppt

第三节一、一元强酸(碱)溶液H+浓度的计算例1解：因c1=0.050mol.L-1>10-6mol.L-1
故采用最简式进行计算：
[H+]=0.050mol.L-1pH=1.30
当c2=1.0×10-7mol.L-1<10-6mol.L-1，
须用精确式进行计算：同样对于NaOH溶液也按上述方法处理。
即
c≥10-6mol·L-1[OH-]≈cpOH＝-logc最简式

c＜10-6mol·L-1精确式
二、二元强酸溶液pH的计算其PBE为：
[H+]＝[OH-]+[HSO4-]+2[SO42-]
忽略水的离解时：[H+]=c+[SO42-]
即[SO42-]=[H+]-c(1)
又由物料平衡得：
c＝[HSO4-]+[SO42-]
或[HSO4-]=c-[SO42-]＝2c-[H+](2)

将式(1)和式(2)代入式Ka2=[H+]·[SO42-]/[HSO4-],得：
[H+]2-(c-Ka2)[H+]-2cKa2＝0(3)
解方程：例题三、一元弱酸(碱)溶液pH的计算一元弱酸HA的浓度为c，其PBE为：由PBE:[A-]=[H+]-[OH-]=[H+]-KW/[H+](2)
由MBE：c=[HA]+[A-]
[HA]=c-[A-]=c-[H+]+KW/[H+](3)
有∵[HA]Ka=[H+]·[A-]
(2)、(3)代入上式并整理得到一个含[H+]的一元三次方程式：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，弱酸的离解是溶液中H+的主要来源，水离解的影响较小。（Kw/[H+]≈0）。
即：cKa>20KW，c/Ka<400时2.当Ka和c不是很小,且c>>Ka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，c-[H+]≈c)。
即cKa>20KW，c/Ka>400时3.当酸极弱或溶液极稀时，水的离解不能忽略。
(cKa≈KW,c-([H+]-[OH-])≈c)
即cKa<20KW，c/Ka>400时例1解：因cKa=0.10×7.2×10-4>20KW,
c/Ka=0.1/(7.2×10-4)<400，
故根据近似式计算:例2解：
NH4+的Ka=KW/Kb
=1.0×10-14/(1.8×10-5)=5.6×10-10
由于cKa=1.0×10-4×5.6×10-10<20KW,
c/Ka=1.0×10-4/(5.6×10-10)>400，
应按近似式(2)计算总结(二)一元弱碱溶液pH的计算(1)cbKb<20KW，cb/Kb<400
(2)cbKb>20KW，cb/Kb<400
(3)cbKb<20KW，cb/Kb>400
(4)cbKb>20KW，cb/Kb>400四、多元弱酸(碱)溶液pH的计算以二元弱酸（H2A）为例。该溶液的PBE为：
[H+]=[OH-]+[HA-]+2[A2-]
（1）由于溶液为酸性，所以[OH-]可忽略不计，
[H+]≈[HA-]+2[A2-]
再由有关的平衡关系得：（2）通常二元酸Ka1>>Ka2，即
即第二步电离可忽略，二元酸可按一元酸近似处理，
因为[HA-]≈[H+],
所以[H2A]=ca-[HA-]=ca-[H+],于是上式可以写为：与一元弱酸相似。
1.当caKa1>20KW，ca/Ka1<400时

近似式

2.当caKa1>20Kw，ca/Ka1>400时，可以忽略第一级离解对H2A浓度的影响，此时[H2A]=ca

最简式计算0.10mol.L-1H3PO4溶液的中H+及各型体的浓度。
已知：Ka1=7.6×10-3,Ka2=6.3×10-8,Ka3=4.4×10-13例2解：因为
由于c/Ka1=1.0×10-3/(9.1×10-4)<400，因此需先用近似式计算：如果要求相对误差<2.5%，可由[H+]2重复上述计算。(二)多元弱碱溶液pH的计算例1解：Na2C2O4溶液的PBE为：
[H+]+[HC2O4-]+2[H2C2O4]=[OH-]五、两性物质溶液pH的计算以酸式盐NaHA为例。设其溶液的浓度为c，
PBE为：[H+]=[A2-]-[H2A]+[OH-]
由H2A,HA-平衡关系：1对于HA-，其进一步作酸式、碱式解离的趋势都比较小，（即Ka2、Kb2都较小），故溶液中[HA-]≈c.
即：cKa2＜20Kw,c<20Ka1

2若cKa2>20Kw,c＜20Ka1即水的电离可忽略
3若cKa2>20Kw,c>20Ka1,水的解离及H2A的第二级解离均可忽略，Ka1+c≈c

4若cKa2＜20Kw，c>20Ka1，说明HA-的酸式解离极微，Ka1+c≈c，但此时水的酸性不能忽略，但可不考虑其碱性。公式推广例1：NaH2PO4例2:Na2HPO4以NH4Ac为例