第四節(jié)質(zhì)子條件式

1、第四節(jié) 質(zhì)子條件式 用質(zhì)子條件處理酸堿平衡體系是最簡便的方法。所以在學(xué)習(xí)酸度計(jì)算之前，先學(xué)習(xí)質(zhì)子條件式的寫法。 質(zhì)子H+,（一）質(zhì)子條件式（質(zhì)子等恒式PBE ） 酸堿反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，酸失去的質(zhì)子數(shù)與堿得到的質(zhì)子數(shù)相等，酸與堿之間的這種質(zhì)子等恒關(guān)系叫質(zhì)子條件式，也叫質(zhì)子平衡式。,1.選擇零水準(zhǔn)物質(zhì)(23種) 溶液中大量存在的 并參與質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的物質(zhì) 2.寫出零水準(zhǔn)之間的質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng) 3.寫質(zhì)子條件式 等式一邊寫得質(zhì)子后產(chǎn)物 等式另一邊寫失質(zhì)子后產(chǎn)物 在有關(guān)濃度項(xiàng)前乘上得失質(zhì)子數(shù)。,寫質(zhì)子條件式的步驟：,例1:寫出一元弱酸(HA)的質(zhì)子條件式： 解：選零水準(zhǔn): H2O, HA; 它們的質(zhì)子轉(zhuǎn)移情

2、況是: HA與H2O間質(zhì)子轉(zhuǎn)移: HA + H2O H3O+ + A- H2O與H2O間質(zhì)子轉(zhuǎn)移:H2O+H2O H3O+ OH- 零水準(zhǔn) 得質(zhì)子 失質(zhì)子 產(chǎn)物 產(chǎn)物 得失質(zhì)子數(shù)相等: c(H3O+) = c(A-) + c(OH-),得質(zhì)子產(chǎn)物,失質(zhì)子產(chǎn)物,質(zhì)子條件式: c(H+) = c(A-) + c(OH-),例2:寫NaH2PO4的質(zhì)子條件式。 解：其水溶液中,大量存在并參與質(zhì)子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)是H2O 和H2PO4,故選它們作零水準(zhǔn),它們的質(zhì)子轉(zhuǎn)移情況是: H2PO4 + H2O HPO42+ H3O+ H2PO4 + 2H2O PO43+ 2H3O+ H2PO4 + H2O OH +

3、H3PO4 H2O + H2O OH + H3O+ 零水準(zhǔn) 失質(zhì)子產(chǎn)物 得質(zhì)子產(chǎn)物 c(H+) + c(H3PO4) =c(HPO42-) + 2c(PO43-) + c(OH-),例3. 寫Na2HPO4水溶液的質(zhì)子條件式。 解：選 零水準(zhǔn)HPO42-，H2O; 它們的質(zhì)子轉(zhuǎn)移情況是: HPO42 + H2O PO43 + H3O+ HPO42 + H2O OH + H2PO4 HPO42 + 2H2O 2OH+ H3PO4 H2O + H2O OH + H3O+ 零水準(zhǔn) 失質(zhì)子產(chǎn)物 得質(zhì)子產(chǎn)物 所以Na2HPO4的質(zhì)子條件式是: C(H2PO4-)+ 2C(H3PO4) + C(H+) =

4、 C(PO43-)+ C(OH-),例4:寫NH4 H2PO4水溶液的質(zhì)子條件式。 解：零水準(zhǔn)NH4+，H2PO4-，H2O NH4+ + H2O NH3 + H3O+ H2PO4 + H2O HPO42 + H3O+ H2PO4 + 2H2O PO43 + 2H3O+ H2PO4 + H2O OH + H3PO4 H2O + H2O OH + H3O+ 零水準(zhǔn) 失質(zhì)子產(chǎn)物 得質(zhì)子產(chǎn)物 故,NH4 H2PO4水溶液的質(zhì)子條件式 是： C(H3PO4)+ C(H+) = C(NH3) + C(HPO42-) + 2 C(PO43-) + C(OH-),小 結(jié),寫質(zhì)子條件式的步驟： 1.選兩個(gè)以上

5、零水準(zhǔn)(大量存在,并參與質(zhì)子轉(zhuǎn)移的 物質(zhì),12個(gè)失質(zhì)子水準(zhǔn), 12個(gè)得質(zhì)子水準(zhǔn)); 2.寫出零水準(zhǔn)的得失質(zhì)子反應(yīng); 3.寫質(zhì)子條件式：失質(zhì)子產(chǎn)物濃度的和等于得質(zhì)子 產(chǎn)物濃度的和(其中得失多個(gè)質(zhì)子的產(chǎn)物須乘相應(yīng)系數(shù))。,再見！,第四章,第五節(jié)、酸堿水溶液酸度的計(jì)算,學(xué)習(xí)要求:,1.掌握一元弱酸、弱堿水溶液酸度的計(jì)算； 2.理解多元弱酸、弱堿水溶液酸度的計(jì)算; 3.了解兩性物質(zhì)水溶液酸度的計(jì)算。,一、什么叫酸度,酸度是指C(H+); pH=lg C(H+); 酸度、C(H+)越大, pH值越小; 酸度、C(H+)越小, pH值越大。,二、計(jì)算酸度有何實(shí)際意義?,答:其有廣泛的現(xiàn)實(shí)意義，舉例：,配位

6、滴定,氧化還原滴定,沉淀滴定,酸堿滴定,H+,三、一元弱酸、弱堿水溶液酸度計(jì)算,設(shè)某一元弱酸HA的分析濃度為C。，其質(zhì)子條件式為： C(H+) = C(A) + C(OH),因,又因,所以,即 （7-15）,由于C(HA)未知,需將C(HA)與C(H+)、C。、 Ka的關(guān)系代入才解出C(H+)，較復(fù)雜。 若允許誤差5，則可作近似處理：,1.當(dāng) ,即酸不太弱，可忽略水的解離，即 項(xiàng)可略去， 且c(HA)=C0-c(A-)C0-c(H+), 故式（7-15）簡化為:,(7-16) 兩邊平方并求解得： 2.當(dāng) 時(shí)，可忽略 ，且由于HA的解離度也很小，故 c(HA)=C0-c(A-)C0 則 （7-1

7、7）,將上述公式中的C(H+)、Ka分別更換為C(OH)、Kb則得到計(jì)算一元弱堿液酸度的公式。,例7-7 計(jì)算分析濃度為0.10molL-1HAc溶液的pH。,酸度的計(jì)算,3. 當(dāng) 由于C。很小， Ka更小，解離出的C(H+)也很小，實(shí)際應(yīng)用中一般不需計(jì)算其酸度。,解：查附錄七得HAc的 =1.810-5， 因,所以,pH=lg1.3103 =3 lg1.3=2.87,例7-10計(jì)算分析濃度為0.040molL-1的CH2ClCOONa水溶液的pH。,解： 故: pOH=6.27 pH=14-6.27=7.73,四、多元弱酸、弱堿水溶液酸度的計(jì)算,一般地， ，即其第一級(jí)解離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第二級(jí)，且第

8、一級(jí)解離生成的H+對(duì)第二級(jí)解離有抑制作用，故二級(jí)解離可以忽略。此時(shí) ，多元弱酸可當(dāng)成一元弱酸處理，多元弱堿也如此。,例7-11 計(jì)算分析濃度為0.10molL-1H2S水溶液的pH。,解： 的 因,pH=lgC(H+)= lg1.110-4=4-lg1.1 =3.94,五、兩性物質(zhì)水溶液酸度的計(jì)算,兩性物質(zhì)是指既能給出質(zhì)子又能接受質(zhì)子的一類物質(zhì)。常遇到的兩性物質(zhì)主要是電離理論中的酸式鹽如NaHCO3,Na2HPO4,NaH2PO4, NaHC2O4及弱酸弱堿鹽如NH4Ac等。,設(shè)兩性物質(zhì)NaHA的分析濃度為c0，其質(zhì)子條件式是： c(H+) + c(H2A) = c(A2-) + c(OH-)

9、 即 整理后得到計(jì)算兩性物質(zhì)NaHA水溶液c(H+)的精確式： （7-20）,一般，兩性物質(zhì)HA-的酸式解離和堿式解離傾向都很?。?和 都很?。虼薱(HA-)c0,故式（7-20）簡化為下面的近似式： （7-21） 對(duì)上式還可作下述近似處理：,1.當(dāng) 時(shí)，式（7-21）中的 項(xiàng)可忽略，則得到計(jì)算兩性物質(zhì)NaHA溶液H+濃度的最簡式： （7-22） 對(duì)其它多元弱酸的酸式鹽，如此類推。如，當(dāng)NaH2PO4、Na2HPO4濃度較大時(shí)， NaH2PO4的 Na2HPO4的,2.當(dāng) 時(shí)，式（7-21）只能忽略 項(xiàng)，c(H+)的近似式為: (7-23) 3.當(dāng) 時(shí)， 式（7-21）中的 項(xiàng)可略去，則得近似式： (7-24),例7-14 計(jì)算0.20molL-1鄰苯二甲酸氫鉀溶液的pH。 解：鄰苯二甲酸的 故 pH=lg6.510-5=5- lg6.5=4.18 .,.,2.你能算出酸奶的pH值嗎？,討 論,1.你能計(jì)算出蒸餾水準(zhǔn)確的pH嗎？,返回,5.能否用pH試紙測水的pH值？,4.溶液的pH值一般是由計(jì)算得到的還是用儀器測得的?,3.酸奶的pH值是由計(jì)算得到的還是用