《分析化學(xué)》課件-4.4.2溶液pH計(jì)算

酸堿溶液pH計(jì)算基本思路質(zhì)子條件物料平衡電荷平衡

酸堿平衡關(guān)系[H+]的精確表達(dá)式近似處理[H+]的近似計(jì)算式和最簡(jiǎn)式對(duì)于堿，只需將公式中[H+]換為[OH-];Ka換為Kb即可以酸為例推導(dǎo)公式允許相對(duì)誤差±5%

酸堿溶液pH計(jì)算酸堿溶液的幾種類型一.強(qiáng)酸（堿）

二.一元弱酸（堿）HA

多元弱酸（堿）H2A,H3A三.兩性物質(zhì)HA-四.共軛酸堿

HA+A-五.混合酸（堿）

強(qiáng)+弱.弱+弱1、

強(qiáng)酸（堿）溶液強(qiáng)酸(HCl)強(qiáng)堿(NaOH):最簡(jiǎn)式:[H+]=cHClc≥4.7×10-7mol/L最簡(jiǎn)式:[OH-]=cNaOH

c≥4.7×10-7mol/L(1)caKa≥10Kw（Kw可略）

(2)ca/Ka

≥105

（ca=[HA]）

(3)caKa≥10Kw,ca/Ka

≥105

[H+]＝Ka[HA]+Kw精確表達(dá)式：[H+]＝Ka(ca-[H+])[H+]＝Kaca+Kw(最簡(jiǎn)式)[H+]＝Kaca2、弱酸(堿)溶液

一元弱酸(HA)[H+]

+Ka

ca[H+][HA]=一元弱堿用Kb

代替Ka，[OH-]代替[H+]直接求出：[OH-],

再求[H+]

pH=14-pOH(1)cbKb≥10Kw:

(2)cb/Kb

≥105

:

(3)cbKb≥10Kw,cb/Kb

≥105

:[OH-]＝Kb(cb-[OH-])[OH-]＝cbKb

+Kw(最簡(jiǎn)式)[OH-]＝cbKb精確表達(dá)式:[OH-]

=Kb[B-]

+

Kw[H+]=caKa1(1+)

多元弱酸溶液二元弱酸(H2A)

2Ka2[H+]=Ka1[H2A](1+)+Kw[H+]精確表達(dá)式：（1）caKa1≥10Kw

，Kw可略[H+]=Ka1[H2A](1+)2Ka2[H+]（2）caKa1≥10Kw

，ca/Ka1

≥105

（ca=[H2A]）2Ka2[H+]（3）caKa1≥10Kw，ca/Ka1

≥105，

≤1（

可略）2Ka2[H+]2Ka2[H+][H+]＝caKa1(最簡(jiǎn)式)（1）cKb1≥10Kw

，Kw可略[OH-]=Kb1[A2-](1+)[OH-]=cbKb1(1+)

二元弱堿

2Kb2[OH-]=Kb1[A2-](1+)+Kw[OH-]精確表達(dá)式：2Kb2[OH-]（2）cKb1≥10Kw

，c/Kb1

≥105

（cb=[A2-]）（3）cKb1≥10Kw

，c/Kb1

≥105，

≤1（

可略）2Kb2[OH-]2Kb2[OH-][OH-]＝cKb1(最簡(jiǎn)式)2Kb2[OH-]3、兩性物質(zhì)溶液兩性物質(zhì)：在溶液中既起酸(給質(zhì)子)、又起堿（得質(zhì)子）的作用多元酸的酸式鹽Na2HPO4,NaH2PO4,

弱酸弱堿鹽NH4Ac氨基酸精確表達(dá)式:

酸式鹽NaHA[H+]＝Ka1(Ka2[HA-]+Kw)Ka1+[HA-]Ka1>>Ka2,[HA-]≈c

[H+]=Ka1(Ka2

c＋Kw)Ka1+cKa1>>Ka2,cKa2≥10Kw

（Kw可忽略）[H+]=Ka1Ka2

c

Ka1+cKa1>>Ka2,cKa2≥10Kw

，c≥10Ka1（“Ka1”可略）最簡(jiǎn)式[H+]＝Ka1Ka2弱酸弱堿鹽NH4AccKa’

>10Kwc>

10Ka[H+]＝Ka(Ka’c+Kw)

Ka1+c[H+]=

KaKa’cKa+c[H+]＝KaKa’Ka’NH4+KaHAc精確表達(dá)式:cKa’

>10Kw(最簡(jiǎn)式)氨基酸H2N-R-COOHcKa2

>10Kwc/Ka1>10[H+]＝Ka1Ka2cKa1+c[H+]＝Ka1(Ka2c+Kw)

Ka1+c[H+]＝Ka1Ka2精確表達(dá)式:pH=pKa+lg

cbcapH<6(酸性),略去[OH-][H+]=Kaca-[H+]+[OH-]cb+[H+]-[OH-][H+]=Kaca-[H+]cb+[H+][H+]=Kaca+[OH-]cb-[OH-]pH>8(堿性),略去[H+]若ca

≥20[H+];

cb

≥20[H+],

或ca

≥20[OH-];

cb

≥20[OH-],最簡(jiǎn)式[H+]=Ka

cacb4.共軛酸堿體系計(jì)算方法：(1)先按最簡(jiǎn)式計(jì)算[OH-]或[H+]。(2)再計(jì)算[HA]或[A-],看其是否可以忽略.如果不能忽略,再按近似式計(jì)算。通常情況下，由共軛酸堿對(duì)組成的緩沖溶液可以用最簡(jiǎn)式直接計(jì)算pH

強(qiáng)酸(HCl)+弱酸(HA)忽略弱酸的離解:[H+]≈cHCl

(最簡(jiǎn)式)5.混合酸堿體系Kw[H+]=cHCl++KacaKa+[H+][H+]

強(qiáng)堿(NaOH)+弱堿(B-)忽略水和弱堿的離解:[OH-]≈c(NaOH)(最簡(jiǎn)式)Kw[OH-]=cNaOH++KbcbKb+[OH-][OH-]兩弱酸(HA+HB)溶液[HA]≈cHA[HB]≈cHBKwKHA[HA][H+]=++KHB[HB][H+][H+][H+][H+]＝KHAcHA[H+]＝KHAcHA+KHBcHBKHAcHA>>KHBcHB弱酸+弱堿(HA+B-)溶液[HA]≈cHA[B-]≈cHBKw[H+][B-][H+]+=+KHA