第二节 水溶液中酸碱平衡计算的一般原则.pptVIP

第二节 水溶液中酸碱平衡 计算的一般原则(p177) 一、水溶液中酸碱平衡的基本概念 (一) 分析浓度和平衡浓度 1. 分析浓度： 指单位体积的溶液中含有某种溶质的物质的量。 包括：已离解的溶质的浓度和未离解溶质的浓度。 单位：mol.L-1 表示：c 总浓度 2. 平衡浓度 指平衡状态时，溶液中溶质存在的各种物种的实际浓度称为平衡浓度。 单位：mol.L-1 表示：[ ] 例如：[HAc] 3. 分析浓度与平衡浓度的关系 溶质各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度。 例如：当溶质HAc与溶剂间发生质子转移反应达到平衡时，溶质HAc则以HAc和Ac－两种物种存在。此时HAc和Ac－的实际浓度称为HAc和Ac－的平衡浓度。那么： cHAc = [HAc] + [ Ac－ ] 4. 酸度和碱度 酸 度：是指溶液中 H+ 的平衡浓度。 碱 度: 是指溶液中 OH-的平衡浓度。 （严格讲应该是H+或OH-的活度。） 稀溶液的酸度常用pH 、pOH 来表示。 二、质子平衡 (质子条件) (一)质子平衡式 (PBE) 质子平衡式(proton balance equation)： 酸碱反应达到平衡时，酸失去的质子数应等于碱得到的质子数。这种关系称为质子平衡，其数学表达式称为质子平衡式。 （二）质子平衡式的两种写法 1. 由物料平衡(MBE)和电荷平衡(CBE)得出质子平衡(PBE)，称为代入法 此方法最基本、最可靠，但比较繁琐。 (1) 物料平衡(MBE)(Mass Balance Equation) 指在一个化学平衡体系中，某一给定组分的分析浓度等于各有关组分平衡浓度之和。 例如：0.10 mol.L-1 Na2CO3溶液 MBE: [Na+] = 2cNa2CO3 = 0.20 mol.L-1 [H2CO3]+[HCO3-]+[CO32-]=0.10 mol.L-1 例 如： 例1：0.10 mol.L-1 的 NaH2PO4 溶液 NaH2PO4 → Na+ + H2PO4- H2PO4- + H2O H3PO4 + OH- H2PO4- HPO42- + H+ HPO42- PO43- + H+ 平衡时，MBE为： [Na+] = 0.10 mol.L-1 [PO43-] + [HPO42-] + [H2PO4-] + [H3PO4] =0.10 mol.L-1 (2) 电荷平衡(CBE)(Charge Balance Equation) 根据电中性原则，当某一电解质溶于水而生成带正、负电荷的离子时，溶液中所有阳离子的平衡浓度乘以各自价数的总和，应等于所有阴离子的平衡浓度乘以各自价数的总和，即溶液是电中性的，这一规则，称为~。 例1：HNO3溶液 HNO3 = H+ + NO3- H2O H+ + OH- CBE: [H+ ] = [NO3-] + [OH-] 例2：0.10 mol.L-1 Na2CO3溶液 Na2CO3 = 2Na+ + CO32- CO32- + H2O HCO3- + OH- HCO3- + H2O H2CO3 + OH- H2O H+ + OH- CBE: [Na+]+[H+ ] = [OH-] +[HCO3-]+2[CO32-] 或 0.20 mol.L-1 +[H+ ] = [OH-] +[HCO3-]+2[CO32-] 注 意 (1) 中性分子不包括在电荷平衡式中。 (2) 包括水本身离解的H+和OH-。 (3) CBE与离子价态有关，与电离出几个 相同离子无关。 代入法的具体步骤 (1)列出酸碱平衡体系的MBE和CBE。 (2)消去其中代表非质子转移反应所得产物的各项，从而得出PBE。 MBE：c = [HCN]+[CN－] --- ① c = [Na+] --- ② CBE： [H+] + [Na+ ] = [CN－]+ [OH－] --- ③ ①、②代入③消除