分析化学 酸碱溶液pH的计算

.,一、质子条件,质子条件，又称质子平衡方程（Protonbalanceequation）用PBE表示。溶液中得质子后产物与失质子后产物的质子得失的量相等。反映了溶液中质子转移的量的关系。,Na2S的OH-表达式,NaHCO3的质子条件为,HAc水溶液,.,Notes：,选好质子参考水准。以溶液中大量存在并参与质子转移的物质为质子参考水准，通常是原始的酸碱组分及水。写出质子参考水准得到质子后的产物和失去质子后的产物，并将所有得到质子后的产物平衡浓度的总和写在等式的一边，所有失去质子后的产物平衡浓度的总和写在等式的另一边，即得到质子条件。在处理多元酸碱时应注意浓度前的系数。在质子条件中不应出现作为质子参考水准的物质，因为这些物质不管失去质子或是接受质子都不会生成它本身。,.,Example:,写出NH4H2PO4水溶液的质子条件式：+H+-H+H+H2OOH-NH4+NH3H3PO4H2PO4-HPO42-PO43-,H+H3PO4=OH-+NH3+2PO43-+HPO42-,.,二、pH的计算,（1）强酸（强碱）溶液,强酸溶液A最简式H+=ca（ca10-6mol/L）,B近似式,（ca10-6mol/L）,.,（1）强酸（强碱）溶液,强碱溶液,A最简式：OH-=cb（cb10-6mol/L）,B近似式,（cb10-6mol/L）,.,二、pH的计算,（2）一元弱酸（碱）和多元弱酸（碱）,A最简式：,（cKa10Kw及c/Ka105）,B近似式：,（cKa10Kw及c/Ka105）,（cKa10Kw及c/Ka105）,.,一元弱碱,A最简式：,（cKb10Kw及c/Kb105）,B近似式：,（cKb10Kw及c/KbcHBKHB）,.,（6）两种弱碱的混合,当cb1Kb1cb2Kb2）时,.,（7）两性物质酸式盐NaHA,近似式：,（HA-c，忽略HA-的离解）,（HA-c，cKa210Kw忽略HA-和水的离解）,最简式：,（HA-c，cKa210Kwc10Ka1）,.,一元弱酸弱碱盐,近似式：,（HA=A-c，忽略HA和A-的离解）,（HA=A-c，Ka20Kw，忽略HA、A-和水的离解）,最简式：,（HA=A-C，Ka20Kw，C20Ka）,.,多元酸的盐(NH4)2CO3、(NH4)2S,最简式：,.,HAc+NaF，H3BO3+NaAc的混合液,近似式：,最简式：当KHAcCHAc20Kw，CF-20KHF时，,.,缓冲溶液,（1）缓冲溶液的缓冲原理,能够抵抗外加少量酸、碱或加水稀释，而本身的pH基本保持不变的溶液称为缓冲溶液。,常见的缓冲溶液由：弱酸及其共轭碱、弱碱及其共轭酸、多元弱酸的酸式盐及其次级盐等组成。HAc-NaAc、NH4+-NH3、H3PO4-NaH2PO4、NaH2PO4-Na2HPO4、NaHCO3-Na2CO3,.,缓冲溶液,（2）缓冲溶液的pH计算,HAcH+Ac-,起始(moldm-3)ca0cb平衡(moldm-3)cac(H+)c(H+)cb+c(H+)由于弱酸HA的解离程度较弱，且体系中有较大量的A-存在，抑制HA的离解使cac(H+)ca、cb+c(H+)cb,.,.,.,缓冲溶液,(3)缓冲溶液的选择和配制,适当提高共轭酸碱对的浓度0.11moldm-3保持共轭酸碱对的浓度接近，即ca/cb=11缓冲范围pH=pKa1常用缓冲体系中弱酸的pKa与缓冲范围,例题6,下一节,例题-5,.,常用缓冲体系中弱酸的pKa与缓冲范围,.,计算0.10moldm-3HAc溶液的pH值,解：,pH=2.89,例题2,已知Ka(HAc)=1.76105，,.,计算0.10moldm3NaAc溶液的pH值,解：,pOH=-lgc(OH-)=5.1pH=14-pOH=14-5.1=8.9,Ac-+H2O,HAc+OH-,HAc,H+Ac-,Ac-的Kb=1.010-14/1.7610-5=5.6810-10c（Ac-）/Kb=0.10/5.681010=1.7108400,例题3,KaKb=c(H+)c(OH-)=Kw=1.010-14,.,计算0.10moldm3Na2CO3溶液的pH值,解：,pOH=-lg(4.210-3）=2.4pH=14-pOH=14-2.4=11.6,CO32-+H2O,HCO3-+OH-,例题4,.,计算将10.0ml0.2000moldm-3HAc和5.5ml0.2000moldm-3NaOH溶液混合后溶液的pH值(pKa=4.75),解：cb=0.2005.5/15.5=0.071（moldm-3）ca=(10.00.200-5.50.200）/15.5=0.058（moldm-3）,pH=4.84,例题5,.,需要pH=4.1的缓冲溶液，分别以HAc+NaAc和苯甲酸+苯甲酸钠（HB+NaB）配制。试求c(NaAc)/c(HAc)和c(HB)/c(NaB)的值。若相关组分的浓度都为0.1moldm-3，哪种缓冲溶液更好？,例题6,解：欲配制pH=