《基础化学》第8版-马勇-精品教学课件3.pptVIP

第四节 酸碱溶液pH的计算 当Ka·ca ≥ 20Kw，可以忽略水的质子自递平衡 HA(aq) + H2O(l) H3O+(aq) +A-(aq) 初始/mol·L-1 ca 平衡/mol·L-1 ca(1-α) αca? αca? 当ca /ka ≥ 500时， α＜5% 第四节 酸碱溶液pH的计算 第五节 难溶强电解质的沉淀溶解平衡 第三章 电解质溶液 Debye—Hückel离子互吸理论 离子的活度: aB = γB·bB/bθ 酸碱质子理论、酸碱反应的实质 溶剂的拉平效应与区分效应 同离子效应与盐效应 溶度积规则 第三章 电解质溶液 * 第四节 酸碱溶液pH的计算 多元酸碱溶液 多元弱酸水溶液的质子传递反应是分步进行的。如二元酸H2S: H2S(aq) + H2O(l) HS-(aq)+ H3O+(aq) 第二步反应为 HS-(aq) + H2O(l) S2-(aq) + H3O+(aq) 第四节 酸碱溶液pH的计算 又如H3PO4在水中有三级解离，25℃时，Ka1=6.9×10-3，Ka2=6.1×10-8，Ka3=4.8×10-13。 多元酸的Ka1Ka2Ka3, 每级解离常数一般相差4～6个数量级，可忽略二、三级解离平衡。 因此, 多元酸的H3O+浓度的计算以一级解离为主。比较多元弱酸的酸性强弱时, 只需比较它们一级解离常数值即可。 第四节 酸碱溶液pH的计算 例 已知H2CO3的Ka1=4.5×10-7, Ka2=4.7×10-11, 计算0.020 mol·L-1 H2CO3溶液中[H3O+]、[CO32-]及pH。 解 H2CO3(aq)+H2O(l) H3O+(aq) + HCO3-(aq) HCO3-(aq)+H2O(l) H3O+(aq) + CO32-(aq) ∵Ka2Ka1, 求[H3O+]只需考虑一级解离 pH=-lg(9.5×10-5)=4.02 第四节 酸碱溶液pH的计算 H2CO3(aq)+H2O(l) H3O+(aq) + HCO3-(aq) HCO3-(aq)+H2O(l) H3O+(aq) + CO32-(aq) 第一步解离生成的H+抑制了第二步解离, 因此 [H3O+]≈[HCO3￣]≈9.5×10-5 mol·L-1 [CO32￣] = 4.7×10-11 mol·L-1， 由H2O解离的[H3O+]=[OH-]=1.0×10-14/(9.5×10-5 )= 1.0×10-10 mol·L-1, 因此可以忽略水的解离 。 第四节 酸碱溶液pH的计算 多元酸碱溶液的简化公式 当Ka1 Ka2 Ka3、Ka1/Ka2＞102时，可当作一元弱酸处理，求［H3O+］。 第二步质子传递平衡所得的共轭碱的浓度近似等于Ka2。 如H2CO3溶液中，[CO32-]≈Ka2(H2CO3)； H3PO4溶液中，[HPO42-]≈Ka2(H3PO4)。 第二步及以后质子传递平衡所得共轭碱浓度很低 多元弱碱的分步解离与多元弱酸相似，根据类似的条件，可按一元弱碱溶液计算其［OH-］。 第四节 酸碱溶液pH的计算 例 计算0.50 mol·L-1邻苯二甲酸(C8H6O4)溶液的pH，并求[C8H5O4-]，[C8H4O42-]和[OH-]。 解 已知Ka1=1.14×10-3，Ka2=3.70×10-6，c =0.50 mol·L-1，Ka1/Ka2＞102，c/Ka1 ≈ 500， pH=1.62 [C8H5O4-]=[H3O+]=0.024 mol·L-1 [C8H4O42-]=Ka2=3.7×10-6 mol·L-1 [OH-]=Kw/[H3O+]=4.2×10-13 mol·L-1 第四节 酸碱溶液pH的计算 例 计算0.100 mol·L-1 Na2CO3溶液的pH以及CO32-和HCO3-浓度。 解 Na2CO3是二元弱碱，在水中 CO32-(aq) + H2O(l) HCO3-(aq) + OH-(aq) Kb1=Kw/ Ka2=1.0×10-14/(4.7×10-11)=2.1×10-4 而HCO3-与H2CO3为共轭酸碱对 HCO3-(aq) + H2O(