§3-3pH的计算

1、H+计算思路：计算思路：建立建立PBEPBE引入解离常数（引入解离常数（Ka或或Kb），给出精确式），给出精确式按具体条件得近似式或最简式按具体条件得近似式或最简式根据误差要求确定用近似式或最简式计算根据误差要求确定用近似式或最简式计算3-3 酸碱溶液中的氢离子酸碱溶液中的氢离子浓度的计算浓度的计算一、一元强酸（碱）溶液中一、一元强酸（碱）溶液中H+浓度的计算浓度的计算以浓度为以浓度为c molL-1的的HCl为例为例PBE：H+=c+OH-引入引入KW ：0HHHHW2WKcKc24HW2Kcc精确式精确式最简式时当 H 20OH-cccccH mol/L10OH206即当24Hw2Kcc当

2、当 10 10-8 -8 mol/Lmol/Lc c 1010-6-6 mol/L mol/L时时当当 c c 1010-6mol/LH+0.1mol/L pH=1 (水离解可忽略水离解可忽略)例例3-410-8mol/L HCl, pH=?解解: c10-6mol/L不可忽略水的离解不可忽略水的离解用精确式：用精确式：H+=c+OH-=c+HWK解得解得 pH=6.98ccOH mol/L10-6当24OHw2-Kcc当当 10 10-8 -8 mol/Lmol/Lc c 1010-6-6 mol/L mol/L时时当当 c c 1010-8-8 mol/L mol/L 时时WOHK一元强碱

3、溶液一元强碱溶液OH-浓度计算浓度计算一元弱酸溶液一元弱酸溶液以浓度为以浓度为c mol/L一元弱酸一元弱酸HB为例为例PBE：H+=B-+OH-二、一元弱酸（碱）溶液中二、一元弱酸（碱）溶液中pH pH 的计算的计算HBBHKa导出精确式：导出精确式：HHHBHWKKaWHBHKKaaKccHHHBHBcKaHHBHaKBHB c近似处理近似处理a.当Kac20KW，c/Ka400时,如忽略水的电如忽略水的电离离最简式最简式若酸的电离度较小而浓度不是很若酸的电离度较小而浓度不是很小，则小，则HBcHHcKa242cKKKaaa近似式近似式b.当Kac20KW，c/Ka400时,若酸的电离度不

4、是很小，若酸的电离度不是很小，则则HB=c-H+如不能忽略水的电离如不能忽略水的电离通常酸的电离度较小，则通常酸的电离度较小，则HBcWHBHKKaWHKcKac.当Kac20KW，c/Ka400时,结论：结论：WHBHKKa当当cKa20KW，c/Ka 400时时acKH最简式最简式当当cKa20KW， c/Ka 400时时近似式近似式242cKKKaaaWHKcKa近似式近似式WHBHKKa精确式精确式当当cKa20KW， c/Ka 400时时当当cKa20KW， c/Ka 400时时2.一元弱碱溶液当当cKb20KW，c/Kb 400时时bcKOH当当cKb20KW， c/Kb20KW,

5、 c/Ka=0.1/(7.210-4)400，例例-5 计算下列溶液的计算下列溶液的pH.0.10mol/LHF溶液溶液;已知已知Ka=7.210-4 1.010-4molL-1NH4Cl;Kb=1.810-5106 . 510KKKbwacKa20Kw ， c/Ka400(mol/L)106 . 2H7WKcKa6.59pH 0.1molL0.1molL-1-1NaAcNaAc溶液溶液; ;K Ka a=1.8=1.81010-5-5106 . 510KKKawb因因cKb20KW，c/Kb 400)mol/L(105 . 7OH6bcK8.87pH5.13,pOH以二元弱酸以二元弱酸H H

6、2 2B B为例为例三、多元弱酸三、多元弱酸( (碱碱) )溶液溶液pHpH的计算的计算1.1.多元弱酸溶液多元弱酸溶液PBEPBE： H H+ +=OH=OH- -+HB+HB- -+2B+2B2-2- 导出精确式：导出精确式：引入引入21aaKKWaaKKKH21BHH212精确式精确式,4021KcKaa,400,2011KcKcKaaw结论结论：二级电离可忽略二级电离可忽略241112cKKKaaa,400,2011KcKcKawacKa12. 2.多元弱碱溶液多元弱碱溶液OHH2211babaKKKK例例:二元弱碱二元弱碱Na2BcKKcKcKbbwb111400,20400,201

7、1KcKcKbbw241112cKKKbbb,4021KcKbb 例例3-6 计算计算0.10mol/LH3PO4溶液的中溶液的中H+及各型体的浓度。已知及各型体的浓度。已知Ka 1=7.610- 3， Ka2=6.310-8，Ka3=4.410-1323140106 . 710. 0aaKcK磷酸的二、三级解离和水的解离均可忽略，磷酸的二、三级解离和水的解离均可忽略，可按一元弱酸来处理。可按一元弱酸来处理。又因为又因为cKa120Kw，c/Ka1=0.10/(7.610-3)400，)L/ mol(104 . 22106 . 710. 04)106 . 7(106 . 724H2323312

8、11aaacKKK H2PO4-=H+ =2.410-2 mol/L ) (mol/L10403. 2)POH(POH22424cHPO42-=H2PO4-Ka2/H+ =Ka2=6.310-8 mol/L) (mol/L10319. 6)HPO(HPO82424cPO43-=HPO42-Ka3/H+=Ka2Ka3/H+ =1.210-18 mol/L ) (mol/L1015. 1)PO(PO183434c) (mol/L10597. 7)POH(POH23434c计算计算0.1 molL-1Na2CO3溶液溶液OH-浓度浓度.25.10p,38. 6pa2a1KK,62. 7p,75. 3

9、pb2b1KK.400/,20,40b1wb1b2b1KcKKcKKc)mol/L(1038. 21cKb四、两性物质溶液四、两性物质溶液pHpH的计算的计算分分类类多元酸酸式盐多元酸酸式盐氨基酸氨基酸弱酸弱碱盐弱酸弱碱盐1. 1.多元弱酸的酸式盐多元弱酸的酸式盐HHHBHBHHW21KKKaa以以NaHB为例为例H+H2B=OH-+B2-HBHBH121WaaaKKKKKKaa21HcKKcKKaaa121WH近似处理近似处理(1)c=HB-(2) KcKKcwaa20,2021cKcKKaaW21HcKKcKaaa121HKcKKcwaa20,2021KcKKcwaa20,2021 Na2

10、HPO4溶液溶液Ka2 H2BKa1cKKcKKaaa232WHHB-B2-2.弱酸弱碱盐cKKcKKHAcWHAcNH4H例例 浓度为浓度为c molL-1NH4Ac的溶液的溶液NH4+NH3KNH4HAcAc-KHAcKHAc五、强酸与弱酸的混合溶液五、强酸与弱酸的混合溶液例：浓度为例：浓度为c1的强酸的强酸HA与与c2的弱酸的弱酸HB混合溶液混合溶液PBE：H+= c1+B-+OH- H+=c1+B- KKaac2B2)( 4)()(H21211KccKcKcaaa28)()(H2222cKKcKcaaa100 . 122KaH2SO4的一级电离十分完全，二级电离的一级电离十分完全，二级

11、电离 浓度为浓度为c1mol/L弱酸弱酸HA与与c2mol/L的弱酸的弱酸HB混合溶液混合溶液 OHBAH:PBE六、六、弱酸与弱酸的混合溶液弱酸与弱酸的混合溶液 BAH:化简HHBHHAHHBHAKK忽略水的电离，忽略水的电离，KcKcHB2HA1H代数法思路代数法思路近似式近似式HH+ + 的精确表达的精确表达最简式最简式化学平衡关系式化学平衡关系式物料平衡物料平衡电荷平衡电荷平衡* *质子条件质子条件近似处理近似处理例例3-7计算浓度为计算浓度为0.1 molL-1下列溶液的下列溶液的pH(1)Na2HPO4溶液溶液(2) NaHCO3溶液溶液(3)NaHSO4溶液溶液(4)NaH2BO

12、3溶液溶液（5）NH4Cl溶液溶液（6）NH4CN溶液溶液(7) NH4HSO4溶液溶液（8）NaAc溶液溶液(9)Na2S溶液溶液（10）Na2B4O710H2O溶液溶液解题思路：解题思路：判定溶液性质，判定溶液性质，明确计算对象，明确计算对象，使用对应常数，使用对应常数，选择合适算式。选择合适算式。辨性质，辨性质，明对象，明对象，选常数，选常数，择算式。择算式。 ,36.12p , 20. 7p32KKaaKKcKcwaa20 ,2032(mol/L)1084. 110(1)Na2HPO4溶液溶液cKcKKaaW32H9.74pH (2) NaHCO3溶液溶液)mol/L(108 . 49

13、25.10p,38. 6p21KKaaKKcKcwaa20 ,2021KKaa21H8.32pH NaHSO4溶液溶液400/, 20KcKcKawa(mol/L)107 . 221.57pH 242cKKKaaa, 0 . 2paK(4)NaH2BO3溶液溶液24. 9pKa,76. 4pKb400/, 20KcKKcbwbbcKOH)mol/L(1032. 132.88pOH 11.12pH （5）NH4Cl溶液溶液74. 4pKb, 26. 9pKa400/, 20KcKcKawacKaH)mol/L(104 . 7613.5pH （6）NH4CN溶液溶液24. 9p:HCN, 74. 4p:NHa13KKb26. 9p:NH24KaKcKKcwaa20, 2021KKaa21H(mol/L)106 . 51025.9pH (7) NH4HSO4溶液溶液26. 9p:NH24Ka, 0 . 2p:HSO1-4aKSOOHSONHH :PBE-24-243H)H(HHSOSO1-41-24KcKaa结果同（结果同（3），），pH=1.57（8）NaAc溶液溶液,74. 4pKa, 26. 9pKb400/, 20KcKcKbwb(mol/L)104