酸碱平衡及pH值计算.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,酸弱平衡及计算,*,一元弱酸、弱碱；,*,多元酸碱；,*,两性物质溶液,1,）一元弱酸,HA,溶液,平衡时：,越大，酸性越强K,a,解离常数,酸常数,与弱酸的本性有关,与温度有关,与初始浓度无关,1.,一元弱酸、弱碱,简写,K,a,=,H,+,A,-,HA,在一元弱酸,HA,溶液中，质子转移平衡：,（质子转移平衡；电荷平衡）,即,H,+,=A,-,+OH,-,当,A,-,20 OH,-,(,即,K,a,c,20K,w,),由,H,+,=A,-,+OH,-,得,H,+,A,-,OH,-,忽略不计,即忽略水质子自递转 移产生的,H,+,的浓度,K,a,=,H,+,A,-,HA,=,H,+,2,c,-H,+,H,+,=,-,K,a,+,2,K,a,2,+4,K,a,c,-,近似式,c,与,、,K,a,关系,?,当,K,a,c,20K,w,c,/,K,a,400 or,5%,c,-H,+,c,K,a,=,H,+,2,c,-H,+,（最简式）,H,+,=,K,a,c,2),一元弱碱,A,溶液中,K,b,碱常数（标准解离常数）越大，碱性越强。

平衡时：,K,b,=,OH,-,HA,+,A,OH,-,=H,+,+HA,+,当,K,b,c,20K,w,OH,-,=,-,K,b,+,2,K,b,2,+4,K,b,c,-,近似式,c,/,K,b,400 or,5%,OH,-,=,K,b,c,-,最简式,当,K,b,c,20K,w,共轭酸碱,HA-A,-,3),共轭酸碱,K,a,与,K,b,的关系,K,a,K,b,=,K,w,pK,a,+p,K,b,=p,K,w,=14,例,已知,298K,时，,HAc,的,K,a,=1.8,10,-,5,，,计算,Ac,-,的,K,b,解：,Ac,-,是,HAc,的共轭碱，,Ac,-,的,K,b,为：,w,a,(Ac,-,),(HAc),K,K,b,K,=,1.0,10,-14,=5.6,10,-10,1.8,10,-5,=,例,计算,0.10 mol,L,-,1,HAc,溶液的,pH,（,K,a,(HAc),1.76,10,-,5,）,解,pH=2.88,cK,a,=,1.7610,-5,20,K,w,c,/,K,a,=,5.6810,3,400,H,+,=,K,a,c,=,1.3310,-,3,例,计算,0.010 mol,L,-,1,NH,3,溶液的,pH,，已知,298K,时,K,b,(,NH,3,)=1.8,10,-,5,。

解,cK,b,=,1.810,-7,20,K,w,c,/,K,b,=,5.610,2,400,OH,-,=,K,b,c,pH=pK,w,-pOH=14 +lg(4.2,10,-4,)=10.62,2.,多元酸、碱,在水溶液中的解离是分步进行,1),多元酸,第一步,K,a1,=,H,3,O,+,H,2,PO,4,-,H,3,PO,4,第二步,K,a2,=,H,3,O,+,HPO,4,2,-,H,2,PO,4,-,第三步,K,a3,=,H,3,O,+,PO,4,3,-,HPO,4,2,-,*,总式其仅表示并,H,+,PO,4,3-,H,3,PO,4,三者的关系，,而不表示,H,3,PO,4,的解离方式H,3,PO,4,+3H,2,O 3H,3,O,+,+PO,4,3,-,K,总,=,K,a1,K,a2,K,a3,K,总,=,H,3,O,+,3,PO,4,3,-,H,3,PO,4,*,溶液中的,H,3,O,+,离子主要来自,H,3,PO,4,的第一步解离多元酸的相对强弱就取决于,K,a1,的相对大小，,K,a1,越大，酸性越强由于,K,a,1,K,a2,K,a3,计算,H,+,时,可按酸常数为,K,a1,的一元弱酸处理。

第二步质子转移产生的共轭碱浓度,HPO,4,2-,=K,a2,问题,0.1mol,L,-1,H,3,PO,4,溶液中含有那些分子和离子？,其浓度大小顺序如何？（计算说明）,例 计算,0.1molL,-1,H,2,S,溶液的,H,3,O,+,、,pH,、,S,2-,、,HS,-,和,H,2,S,的解离度已知,K,a1,=9.1 10,-8,，,K,a2,=1.110,-12,K,a1,/,K,a2,100,cK,a1,20K,W,第一步解离产生,H,+,最主要,同时,c,/,K,a1,400,可按最简式计算,H,3,O,+,H,3,O,+,=,K,a1,c,=,0.1 9.1 10,-8,=9.5,10,-5,mol L,-1,pH=4.02,解,S,2-,=,K,a2,=1.110,-12,HS,-,H,3,O,+,=,9.5 10,-5,mol L,-1,=(9.5 10,-5,/0.1)100%=0.095%,OH,-,=,？,H,2,S,=,？,第二步：,第一步：,2),多元碱,K,b1,=,OH,-,HCO,3,-,CO,3,2,-,K,b2,=,OH,-,H,2,CO,3,HCO,3,-,Na,2,CO,3,忽略水的解离,忽略多元弱碱的第二级解离,K,b1,K,b2,当,c,/,K,b1,400 or,5%,OH,-,=,K,b1,c,OH,+,=,-,K,b1,+,2,K,b1,2,+4,K,b1,c,当,K,b1,c,20K,w,多元弱碱溶液,OH,-,浓度的计算,3,、两性物质溶液,H,3,O,+,浓度的计算,两性物质,NaHA,在溶液中完全解离：,溶液中存在下列质子转移平衡：,根据得失质子相等的原则,将平衡关系代入得：,H,+,+H,2,A=A,2-,+OH,-,H,+,=,K,a1,+HA,-,K,a1,(K,a2,HA,-,+,K,w,),HA,-,给出质子或得到质子得能力都很小,HA,-,c,H,+,=,K,a1,+,c,K,a1,(K,a2,c,+,K,w,),H,+,=,K,a,+,c,K,a,(K,a,c,+,K,w,),则上式可以简化为：,H,+,=,K,a,K,a,当,K,a,c,20K,w,当,c,20K,a,K,a,酸碱两性物质,HA,-,作酸时的酸常数,K,a,酸碱两性物质,HA,-,作碱时其共轭酸的酸常数。

pH=(pK,a,+pK,a,)/2,H,+,=,K,a,+,c,K,a,(K,a,c,+,K,w,),例题,0.1mol,L,-1,NaHCO,3,溶液,pH=?,0.1mol,L,-1,NH,4,Ac,溶液,pH=?,思考题 计算,0.10 molL,-1,Na,2,HPO,4,溶液的,pH,计算,0.10 molL,-1,NaH,2,PO,4,溶液的,pH,影响解离度和解离平衡的因素,1.,浓度对酸碱解离度的影响,设,HA,的初始浓度为,c,，解离度为,a,则,HA,H,2,O H,3,O,+,A,-,初始浓度,c,0 0,平衡浓度,c,c c c,弱电解质,a,0.05,，,则,1,a,1,-,稀释定律,K,i,=c,a,2,i,K,c,a,=,H,3,O,+,Ac,-,HAc,K,a,=,c,-c,a,c,a,c,a,=,HAc,解离度降低,1),同离子效应,弱电解质,HAc,同离子效应,在弱电解质溶液中加入与弱电解质具有相同离子的强电解质，使弱电解质的解离平衡左移，解离度降低，抑制了弱电解质解离的现象加入,NaAc,晶体,NaAc Ac,-,+,Na,+,2,、同离子效应和盐效应的影响,在,HAc,溶液中加入,NaCl,晶体，溶液的离子强度增大，使,Ac,-,与,H,3,O,+,结合为,HAc,的速率减慢，解离度略有增大。

盐效应,在弱电解质溶液中加入不含有共同离子的强电解质，使弱电解质的解离度增大的现象,盐效应影响较小，在计算中一般忽略2),盐效应,产生同离子效应的同时，是否有盐效应,？,关于氨基酸的等电点,R-CH-COOH,NH,2,R-CH-COO,-,NH,2,R-CH-COO,-,NH,3,+,R-CH-COOH,NH,3,+,K,a,K,a,兼性离子,pH=pI,正离子,pH pI,H,+,=,K,a,K,a,pH,=(pK,a,+pK,a,)/2,。