第十六讲 第五章酸碱滴定法_ 16-1 5-3酸碱溶液中氢离子浓度的计算 强酸(碱)溶液H浓度的计算 现以HC为例讨论。 在HC溶液中存在以下离解作用: HCH++cl- HO=H++OH 该溶液体系的PBE式为 HI=OH+ICP=c+KwlHfI IH=c+(c2+4K)1212 (1) 般只要HC溶液的浓度c≥10m0lL,可近似 求解
第十六讲 第五章 酸碱滴定法 16-1 5-3 酸碱溶液中氢离子浓度的计算 一、强酸（碱）溶液H+浓度的计算 现以HCl为例讨论。 在HCl溶液中存在以下离解作用： HCl=H++C1- H2O=H++OH- 该溶液体系的PBE式为： [H+ ]＝[OH- ]+[Cl- ]＝c+KW/[H+ ] [H+ ]=[c+(c2+4Kw ) 1/2] /2 (1) 一般只要HCl溶液的浓度c≥10-6mol·L，可近似 求解
第十六讲 第五章酸碱滴定法 16-2 IH=OH+ICICI= pH=-Igc 式(1)即为H的精确计算式 元强碱溶液pH的计算 同样对于NaOH溶液也按上述方法处理。即 c210-bmol.L- OHc pOH=-logc c<10mol:111OHs+(c2+4k)212 二元强酸溶液pH的计算 下面讨论H2SO4溶液酸度的计算,在H2SO4溶 液中存在如下离解平衡: H,SO4→H++HSO Ka1=>>1 HSO.=H++SO, K=1.2×102
第十六讲 第五章 酸碱滴定法 16-2 [H+ ]＝[OH- ]+[Cl- ]≈[Cl- ]=c pH=-lgc 式（1）即为H+的精确计算式。 一元强碱溶液pH的计算 同样对于NaOH溶液也按上述方法处理。即 c≥10-6mol·L-1 [OH- ]≈c pOH＝-logc c＜10-6mol·L-1 [OH- ]≈[c+(c2+4Kw ) 1/2 ] /2 二元强酸溶液pH的计算 下面讨论H2SO4溶液酸度的计算，在H2SO4溶 液中存在如下离解平衡： H2SO4→H++ HSO4 - Ka1 =＞＞1 HSO4 - = H++SO4 2- Ka2 =1.2×10-2
第十六讲 第五章酸碱滴定法_ 16-3 由硫酸的离解常数可知,其第一级离解很完全 第二组离解不甚完全,因此其酸度的计算不能简单 地按一元强酸来处理。其PBE为: [H=OH+HSO4 1 +2(so4-1 忽略水的离解时:H=+SO21 SO4=[HfI-c (1) 又由物料平衡得: C=[HSO4 +SO4 或HSO4=cO42l=2cH(2) 将式(1)和式(2代入式K2[HSO21HSO4得: [ H*2-c-K2IH#J-2cka 2=0 (3) 解方程:[H={(cKa2)+(cKa2)2+8cK21212
第十六讲 第五章 酸碱滴定法 16-3 由硫酸的离解常数可知，其第一级离解很完全， 第二组离解不甚完全，因此其酸度的计算不能简单 地按一元强酸来处理。其PBE为： [H+ ]＝[OH- ]+[HSO4 - ]+2[SO4 2- ] 忽略水的离解时：[H+ ]=c+[SO4 2- ] 即 [SO4 2- ]= [H+ ]-c (1) 又由物料平衡得： c＝[HSO4 - ]+[SO4 2- ] 或 [HSO4 - ]=c-[SO4 2- ]＝2c-[H+ ] (2) 将式(1)和式(2)代入式Ka2=[H+ ]·[SO4 2- ]/[HSO4 - ],得： [H+ ] 2 -(c- Ka2)[H+ ]-2cKa2 ＝0 (3) 解方程：[H+ ]={(c-Ka2)+[(c-Ka2) 2+8cKa2] 1/2}/2
第十六讲 第五章酸碱滴定法_ 164 元弱酸碱溶液pH的计算 (一)一元弱酸溶液 元弱酸HA的PBE为: THE=A+OH=cKa/((H*+K+IoH-I 或田H2= cKF/(H]+K2)+Kw 或由MBE: HHA+A A=HI-OH=H - KwHI HAl=Ca-A]=Ca-[H+KwH(2) 有:[HA|K:[HA (1)、(2)代入上式并整理得到一个含H的一元三次 方程式: K(c1H+)=H(H-K/H+)(3)
第十六讲 第五章 酸碱滴定法 16-4 二、一元弱酸碱溶液pH的计算 （一）一元弱酸溶液 一元弱酸HA的PBE为： [H+ ]=[A- ]+[OH- ]=cKa/([H+ ]+Ka )+[OH- ] 或 [H+ ] 2=cKa [H+ ] / ([H+ ]+Ka ) +KW 或由MBE： ca=[HA]+[A- ] [A- ]=[H+ ]-[OH- ]=[H+ ]-KW/[H+ ] (1) [HA]=ca -[A- ] =ca -[H+ ]+KW/[H+ ] (2) 有∵ [HA]Ka=[H+ ]·[A- ] (1)、(2)代入上式并整理得到一个含[H+ ]的一元三次 方程式： Ka (ca -[H+ ])=[H+ ]([H+ ]-Kw /[H+ ]) (3)
第十六讲 第五章酸碱滴定法 16-5 即田H+KaH2+(Kw+KwHK2K=0 此式为考虑水的离解时,计算一元弱酸HA的 精确公式。解这种方程较麻烦。在分析化学中为了 计算的方便,根据酸碱平衡的具体情况常对作近似 处理。 讨论: 1当K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。(K/H十}0)。 即:c1K2≥20Kw,c/Ka<400时 H|=Ka+(K2+4cK)212 2当K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。(K/H≈0,c1H}≈0)
第十六讲 第五章 酸碱滴定法 16-5 即 [H+ ] 3+Ka [H+ ] 2 +(KWcA+KW)[H+ ]-KaKw =0 此式为考虑水的离解时，计算一元弱酸HA的 精确公式。解这种方程较麻烦。在分析化学中为了 计算的方便，根据酸碱平衡的具体情况常对作近似 处理。 讨论： 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： caKa≥20KW，ca /Ka ﹤400时 [H+ ]=[-Ka+(Ka 2+4caKa ) 1/2 ]/2 2.当Ka和c不是很小,且ca>>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， ca -[H+ ]≈0)