分析化学第2版电子教案5.3酸碱溶液ph值的计算.ppt

5.3 酸碱溶液酸碱溶液pH值的的计算算5.3.1 强酸酸强碱溶液碱溶液5.3.2 一元弱酸弱碱溶液一元弱酸弱碱溶液5.3.3 多元酸碱溶液多元酸碱溶液5.3.4 两性物两性物质溶液溶液 5.3.5 混合酸（碱）溶液混合酸（碱）溶液第第5 5章章 酸碱滴定法酸碱滴定法返回目返回目录编辑ppt 对于各种不同的酸碱溶液，推于各种不同的酸碱溶液，推导计算溶液算溶液酸度公式的步酸度公式的步骤如下：如下：1.利用溶液中的平衡关系（包括利用溶液中的平衡关系（包括质子平衡、物料平子平衡、物料平衡、衡、电荷平衡、荷平衡、电离平衡等）列出等式；离平衡等）列出等式；2.利用平衡关系将未知利用平衡关系将未知项用原始形体的用原始形体的浓度度项替代，替代，从而消去未知从而消去未知项；；3.对于于氢离子离子浓度度项的高次方程做合理的近似的高次方程做合理的近似处理；理；4.解方程求出解方程求出氢离子离子浓度度编辑ppt5.3.1 强酸酸强碱溶液碱溶液 [H+]2－ca[H+]－Kw = 0强酸溶液酸溶液pH精确精确计算公式：算公式：强酸溶液酸溶液pH近似近似计算公式：算公式：当当时，，以以浓度度为ca 的的盐酸溶液酸溶液为例，例，讨论强酸酸强碱溶液碱溶液pH的的计算方法。

算方法 编辑ppt强碱溶液精确碱溶液精确计算公式：算公式：强碱溶液近似碱溶液近似计算公式：算公式：当当时，，对于于强碱溶液碱溶液 ，以，以NaOH为例，其例，其质子平衡子平衡为编辑ppt解解: 质子平衡式子平衡式为 首先近似首先近似认为 [OH- ] =1.0×10-5 mol·L-1，， 则 [H+] = 1.0×10-9 mol·L-1，， 因因为 cb > 20[H+] 故水的解离可以忽略不故水的解离可以忽略不计，用最，用最简式式计算算 例例题5-3 计算算1.0×10-5 mol·L-1 NaOH溶液的溶液的pHpOH = 5.00 pH = 14.00－－5.00 = 9.00编辑ppt例例题5-4 计算算2.0×10-7 mol·L-1 HCl溶液的溶液的pH 因因为ca < 20[OH- ]，， 水的解离不能忽略，故水的解离不能忽略，故应用用精确式精确式计算算pH=6.62 解解: 质子平衡式子平衡式为编辑ppt5.3.2 一元弱酸弱碱溶液一元弱酸弱碱溶液以以浓度度为c 的一元弱酸的一元弱酸HB 溶液溶液为例例 [H+]2 = Ka[HB]+ Kw [H+ ] = [B- ]+ [OH- ]首先写出首先写出该溶液的溶液的质子平衡式子平衡式将将HB 和和H2O 的解离平衡关系式代入的解离平衡关系式代入质子平衡式中，有子平衡式中，有将将代入上式，得到关于代入上式，得到关于H+ 浓度的一元三次方程。

度的一元三次方程为了方便求解，了方便求解，通常是根据通常是根据计算算H+ 浓度度时的允的允许误差，差，视具体情况采用合理的具体情况采用合理的近似近似计算编辑ppt [H+]2 + Ka[H+]－Kac = 0解此一元二次方程，得解此一元二次方程，得一元弱酸的解离度一元弱酸的解离度较小小时，可近似，可近似认为[HB]≈c [H+ ]2 = Ka c[H+]2 = Ka [HB] = Ka (c－[H+]) 以以Kac ≥ 10 Kw 作作为忽略水的解离的条件忽略水的解离的条件 ，，则有有 [H+]2 = Ka[HB] + Kw 编辑ppt当当时（近似式）（近似式）当当时（最（最简式）式）当当时（近似式）（近似式）计算一元弱酸溶液酸度的公式算一元弱酸溶液酸度的公式编辑ppt例例题5-5 计算算0.20 mol·L-1二二氯乙酸（乙酸（Ka = 5.0×10-2）溶）溶液的液的pH解：解：二二氯乙酸乙酸质子平衡式子平衡式为 [H+ ]= [B- ]+ [OH - ] 因因为 所以水的解离可以忽略；又所以水的解离可以忽略；又因因为 应用近似公式用近似公式计算。

算编辑ppt计算一元弱碱溶液酸度的公式算一元弱碱溶液酸度的公式当当时（近似式）（近似式）当当时（最（最简式）式）当当时（近似式）（近似式）编辑ppt例例题5-6 计算算0.10 mol·L-1 NaAc溶液的溶液的pH 解解：：Ac-在水溶液中的解离平衡在水溶液中的解离平衡为因因为Kbc >10Kw , 水的解离可以忽略，且水的解离可以忽略，且 所以可以用一元弱碱的最所以可以用一元弱碱的最简式式计算算－编辑ppt例例题5-7 计算算1.0×10-4 mol·L-1NH4Cl溶液的溶液的pH值，，已知已知解：解：NH4+是是NH3的共的共轭酸，所以酸，所以 因因为 且且 , 故水的解离不能忽略，而故水的解离不能忽略，而NH4+本身的解离可以本身的解离可以忽略，即忽略，即[NH4+] ≈ c，，所以所以 编辑ppt对于二元弱酸于二元弱酸H2B,其其质子平衡式子平衡式为 ：： [H+ ]= [HB- ]+ 2[B2- ]+ [OH- ]5.3.3 多元酸碱溶液多元酸碱溶液将酸碱解离平衡关系式代入上式，得将酸碱解离平衡关系式代入上式，得或写或写为编辑ppt（近似式）（近似式）（最（最简式）式）可以忽略水的解离可以忽略水的解离若若可以忽略弱酸的二可以忽略弱酸的二级解离解离,则有有若若编辑ppt例例题5-8 计算算0.10 mol·L-1 H2C2O4溶液的溶液的pH。

解：解：草酸草酸为二元弱酸，已知其二元弱酸，已知其 因因为 所以，可以忽略水的解离和草酸的所以，可以忽略水的解离和草酸的 二二级解离，按一元解离，按一元弱酸的近似公式弱酸的近似公式计算：算：pH = 1.27 编辑ppt例例题5-9 计算算0.10 mol·L-1 Na2CO3水溶液的水溶液的pH解：解：按照酸碱按照酸碱质子理子理论的定的定义Na2CO3为二元弱碱，已知其二元弱碱，已知其因因为 所以可用一元弱碱的最所以可用一元弱碱的最简式式计算 pOH = 2.38 pH = 14－－2.38 = 11.62编辑ppt5.3.4 两性物两性物质溶液溶液 以弱酸弱碱以弱酸弱碱盐 NH4Ac 为例，例，讨论两性物两性物质水水溶液溶液[H+]的的计算设溶液中溶液中NH4Ac的的浓度度为c，其中，其中的的NH4+能能给出出质子，作子，作为两性物两性物质的酸的酸组分，其酸分，其酸解离常数用解离常数用 Ka′表示；表示；Ac-能接受能接受质子，作子，作为碱碱组分，分，其共其共轭酸酸HAc的酸常数以的酸常数以Ka表示按照前述方法步表示按照前述方法步骤推推导计算弱酸弱碱算弱酸弱碱盐溶液溶液[H+]的公式。

的公式 编辑ppt首先写出首先写出质子平衡式子平衡式 [H+]=[NH3]－－[HAc] +[OH-]此式此式为计算弱酸弱碱算弱酸弱碱盐溶液溶液[H+]浓度的精确式度的精确式,可作如下近似可作如下近似处理因为[NH4+]≈[ Ac-]≈c，所以，所以当当 时 当当 时编辑ppt对于弱酸弱碱于弱酸弱碱盐当当时（近似公式）（近似公式）（最（最简式）式）当当时编辑ppt（最（最简式）式）当当时（近似公式）（近似公式）当当时对于酸式于酸式盐HB-（近似公式）（近似公式）编辑ppt例例题5-11 计算算1.0×10-3 mol·L-1的丙二酸的丙二酸氢钠溶液的溶液的pH已知丙二酸已知丙二酸氢钠的的 因因为 所以，所以，应该用近似式用近似式计算 解：解：丙二酸丙二酸氢钠属于二元弱酸的酸式属于二元弱酸的酸式盐，， 编辑ppt例例题5-13 计算算0.10 mol·L-1氨基乙酸溶液的氨基乙酸溶液的pH解：解：氨基乙酸在溶液中以双极离子形式存在，其解氨基乙酸在溶液中以双极离子形式存在，其解离平衡如下离平衡如下: +H3NCH2COOH +H3NCH2COO- NH2CH2COO- 氨基乙酸阳离子氨基乙酸阳离子 氨基乙酸双极离子氨基乙酸双极离子 氨基乙酸阴离子氨基乙酸阴离子Ka1Ka2 因因为 , 所以用最所以用最简式式计算算编辑ppt补充例充例题: :计算算mol·L-1Na2HPO4溶液的溶液的pH值。

已知已知H3PO4的的 解解编辑ppt5.3.5 混合酸（碱）溶液混合酸（碱）溶液例例题5-14 0.010mol·L-1HCl和和0.010mol·L-1HAc混合溶混合溶液的液的pH值已知HAc的的 混合酸碱溶液的种混合酸碱溶液的种类是十分繁多的，有是十分繁多的，有强酸和弱酸和弱酸、酸、强碱和弱碱、弱酸和弱酸、弱碱和弱碱、弱酸和碱和弱碱、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弱碱等各种不同形式的混合溶液但是解决问题的方的方法是相同的，在此通法是相同的，在此通过几个具体几个具体实例例说明明计算混合酸算混合酸碱溶液碱溶液pH的方法步的方法步骤编辑ppt解解因因为是酸性溶液，所以水的是酸性溶液，所以水的电离可以忽略离可以忽略 当当时，， HAc的解离可以忽略的解离可以忽略编辑ppt例例题5-15 .mol·L-1H2SO4溶液的溶液的pH值，已知，已知, >>1编辑ppt解解判断是否判断是否因因为所以所以pH=0.96编辑ppt例例题5-17 计算算0.10mol.L-1HF和和0.20mol.L-1HAc的混合的混合溶液的溶液的pH值. . 解解若忽略水的若忽略水的电离离编辑ppt 对于一般的弱酸于一般的弱酸HA和和HB（近似公式）（近似公式）（最（最简式）式）若若编辑ppt。