水溶液的酸碱性及pH计算

1、第三节第三节 水溶液的酸碱性及水溶液的酸碱性及pH计算计算一、水的质子自递反应一、水的质子自递反应 水的质子自递反应：水的质子自递反应： 水分子是一种两性物质，它既可水分子是一种两性物质，它既可给出质子，又可接受质子。于是在水给出质子，又可接受质子。于是在水分子间也可发生质子传递反应。分子间也可发生质子传递反应。在一定温度下水的质子自递反应在一定温度下水的质子自递反应（也称水的电离反应）达到平衡时，（也称水的电离反应）达到平衡时，OHOHOHOH322OHOHOHOH223K 质子自递反应：发生在同种溶剂分子之质子自递反应：发生在同种溶剂分子之 间的质子传递作用。间的质子传递作用。水的质子自递

2、反应可表示如下：水的质子自递反应可表示如下：式中的式中的 可看成是一常数，将可看成是一常数，将它与它与 合并，得：合并，得： OH2Kw223OHKOHOHK ：水的离子积常数。：水的离子积常数。 在一定温度下，纯水中在一定温度下，纯水中H3O+ 离子的平衡离子的平衡浓度与浓度与OH-离子的平衡浓度的乘积为一定值离子的平衡浓度的乘积为一定值（室温下一般为（室温下一般为 ） 此关系也适用于任何水溶液。此关系也适用于任何水溶液。wK141010wK二、共轭酸碱对的二、共轭酸碱对的Ka与与kb的关系的关系现以共轭酸碱对现以共轭酸碱对HB-B-为例进行推导。为例进行推导。共轭酸碱对共轭酸碱对HB-B-

3、 在溶液中存在如下在溶液中存在如下质子转移反应：质子转移反应：OHHBOHBBOHOHHB232 达到平衡时达到平衡时BOHHBHBBOH3baKK以上两式相乘得：以上两式相乘得：wbaKKK 共轭酸碱对中的弱酸的共轭酸碱对中的弱酸的Ka，与其共轭碱的与其共轭碱的Kb的乘积等于的乘积等于Kw例例2-1已知已知HAc的的Ka为为1.810-5,计算计算Ac-离子的离子的kb。解：解：Ac-离子是离子是HAc的共轭碱，的共轭碱， 由式由式(2.4)得：得：10514106 . 5108 . 1100 . 1awbKKK三、一元弱酸，弱碱溶液的三、一元弱酸，弱碱溶液的pH值计算值计算 为了简便起见，

4、对于为了简便起见，对于H3O+ 离子浓度很低的溶液，常用离子浓度很低的溶液，常用pH（即氢离子浓度的负对数值）来表示即氢离子浓度的负对数值）来表示 溶液的酸碱性。溶液的酸碱性。0HlgpH3或或HlgpH7pH 7pH 7pH 中性溶液中中性溶液中 酸性溶液中酸性溶液中 碱性溶液中碱性溶液中 、 、 等是一元弱酸。等是一元弱酸。 、 、 等是一元弱碱。等是一元弱碱。以以 表示弱酸，总浓度为表示弱酸，总浓度为 。HAc4NHHCN3NHAcCNHBc平衡浓度：平衡浓度：BOHOHHB32 OHc3OH3BOHcOHHBBOH3233aK（2.5）（2.6）cKOHcOHca33一元弱酸溶液一元弱

5、酸溶液 的最简计算公的最简计算公式，满足的两个条件是，式，满足的两个条件是，和和 。其计算误差。其计算误差 。OH3waKcK20500/aKc%5通常waKcK20一元弱碱溶液一元弱碱溶液 的最简公式的最简公式:OHcOHbK（2.7） 的负对数为的负对数为 在常温，水溶液中在常温，水溶液中 ， ， 。OHpOH14310OHOH14pOHpHpOH14pH例例2-2计算计算298K时，时，0.10mol.L-1HAc 溶液的溶液的pH值。值。解：已知，解：已知， ，500101.760.10kc,20K0.10101.76cK101.76KL0.10moIc5aw5a5a1故用式（故用式（

6、2.6）计算：）计算：92.8)10(1.3lgOHlgpH)L(moI101.300.1101.76cOH33135a3K例例2-3计算计算298k时时0.10mol.L-1NaAc 溶液的溶液的pH值。值。解：解：AcNaNaAcOHHAcOHAc2 5001068. 510. 02010. 01068. 51068. 51076. 11000. 1101610514HAcbwbwbkckckKKk用最简公式计算：用最简公式计算：8.885.1214.00pH5.12)10lg(7.5OHlgpOH)(moI.L107.50.10105.68cOH61610bk强酸、强碱在水中的质子转移十分完强酸、强碱在水中的质子转移十分完全，对于总浓度大于全，对于总浓度大于10-6mol.L-1的强的强酸或强碱稀溶液