《分析化学(第2版)电子教案》5.3酸碱溶液ph值的计算.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+2caH+Kw=0,强酸溶液pH精确计算公式：,以浓度为ca 的盐酸溶液为例，讨论强酸强碱溶液pH的计

2、算方法。,强碱溶液精确计算公式：,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-=1.010-5 molL-1，则 H+=1.010-9 molL-1，因为 cb 20H+故水的解离可以忽略不计，用最简式计算,例题5-3 计算1.010-5 molL-1 NaOH溶液的pH,pOH=5.00 pH=14.005.00=9.00,例题5-4 计算2.010-7 molL-1 HCl溶液的pH,因为ca 20OH-，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,5.3.2 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=K

3、aHB+Kw,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+KaH+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HBc H+2=Ka c,H+2=KaHB+Kw,当,时,（近似式）,计算一元弱酸溶液酸度的公式,例题5-5 计算0.20 molL-1二氯乙酸（Ka=5.010-2）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

4、度的公式,当,时,（近似式）,例题5-6 计算0.10 molL-1 NaAc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=5.13 pH=14.05.13=8.87,例题5-7 计算1.010-4 molL-1NH4Cl溶液的pH值，已知,解：NH4+是NH3的共轭酸，所以,pH=6.59,对于二元弱酸H2B,其质子平衡式为：H+=HB-+2B2-+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）,例题5-8 计算0.10 molL-1 H2C2O4溶液的p

5、H。,解：草酸为二元弱酸，已知其,pH=1.27,例题5-9 计算0.10 molL-1 Na2CO3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,5.3.4 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+=NH3HAc+OH-,此式为计算弱酸弱碱盐溶液H+浓度的精确式,可作如下近似处理。因

6、为NH4+Ac-c，所以,当 时,当 时,对于弱酸弱碱盐,对于酸式盐HB-,（近似公式）,例题5-11 计算1.010-3 molL-1的丙二酸氢钠溶液的pH。已知丙二酸氢钠的,例题5-13 计算0.10 molL-1氨基乙酸溶液的pH。,因为,所以用最简式计算,补充例题:计算0.10molL-1Na2HPO4溶液的pH值。已知H3PO4的,解,5.3.5 混合酸（碱）溶液,例题5-14 0.010molL-1HCl和0.010molL-1HAc混合溶液的pH值。已知HAc的,混合酸碱溶液的种类是十分繁多的，有强酸和弱酸、强碱和弱碱、弱酸和弱酸、弱碱和弱碱、弱酸和弱碱等各种不同形式的混合溶液。但是解决问题的方法是相同的，在此通过几个具体实例说明计算混合酸碱溶液pH的方法步骤。,例题5-15.计算0.10molL-1H2SO4溶液的pH值，已知,解,判断是否,pH=0.96,例题5-17 计算0.10mol.L-1HF和0.20mol.L-1HAc的混合溶液的pH值.,解,若忽略水的电离,对于一般的弱酸HA和HB,（近似公式）,（最简式）,若,