常用酸碱溶液的质子条件式（可编辑）

常用酸碱溶液的质子条件式1 一元
弱酸HA 的[H] 的计算质子条件式 [H] [A-] [OH-] 若 Ka · c 20Kw10-127 忽略Kw 即忽略水的酸性 [HA] ca-[A-] ca- [H]-[OH-]
≈ca-[H] 得近似式展开 [H]2Ka[H]- ca · Ka 0 例2 计算020 mol·L-1 Cl2CHCOOH 溶液的pH 解 pKaCl2CHCOOH126 Ka·c 10-126
×020 10-196 20Kw Kac 10-126020 10-056 25×10-3 故应用
近似式解一元二次方程 [H] 10-109 则pH 109 2 一元弱碱A-
溶液的[OH-] 计算质子条件 [H] [HA] [OH-] 引入平衡关系 [OH-] 精确表达式若 Kb · cb 20Kw10-127 忽略Kw 水的碱性近似式若005 即Kbcb 25×10-3 则cb-[OH-]≈cb 即[A-]≈cb 最简式
思路二质子条件 [H] [HA] [OH-] 引入平衡关系精确表达式近
似式最简式 3 两性物HA- 溶液[H] 的计算质子条件 [H2A] [H] [A2-] [OH-] 若 Ka1 Ka2 [HA-]≈cHA 若pKa ≥32 则≤5 又Ka2 · cHA- 20Kw 得近似式例3 计算0050mol·L-1 NaHCO3 溶
液的pH 解 pKa1 638 pKa2 1025 pKa 387 32 [HA-] ≈cHA- Ka2 · c 10-1025 × 0050 10-1155 20Kw cKa1 005010-638 10508 20 故可用最简式 [H] 10-832 mol·L-1 pH 832 例4 计
算0033mol·L-1 Na2HPO4 溶液的pH pKa1 pKa3 216 721 1232 解
Ka3 · c 10-1232 × 0033 10-1380 ≈Kw cKa2 003310-721 10573 20 故蛋白质基本结构单位氨基酸氨基酸蛋白质的等电点
pI 4 弱碱A- 弱酸HB 溶液的pHKaHA KaHB 质子条件 [H] [HA]
[B-] [OH-] 精确表达式近似式最简式若cHBcA- 与两性物相同例5 计算010mol·L-1 Ac- 020mol·L-1
H3BO3 溶液的pH 解KaHAc10-476 KaH3BO310-924 5 多元弱酸碱溶液的pH 计算以二元酸H2A 为例质子条件 [H] [HA-] 2[A2-] [OH-] 精确式若[H]≤005 则该项可略近似式以下与一元酸的计算
方法相同大部分多元酸均可按一元酸处理忽略第二步及以后各步的
离解 6 强酸HCl 强碱NaOH 溶液的pH 计算强酸HCl 质子条件 [H] cHCl [OH-] 一般情况 [H] cHCl 7 强碱NaOH 弱碱A- 的pH 计
算质子条件 [H] [HA] cNaOH [OH-] 近似式忽略弱碱的离解
最简式[OH-] ≈cNaOH 例6 计算2000 ml 01000mol·L-1 HA pKa700 2004 ml 01000mol·L-1 NaOH 的pH 解方程得8 强酸HCl 弱酸HA 的pH 计算质子条件 [H] cHCl [A-] [OH-] 近似式忽略
弱酸的离解最简式[H] ≈cHCl 计算方法1 先按最简式计算[OH-] 或[H] 2 再计算[HA] 或[A-] 看其是否可以忽略如果不能忽略再按
近似式计算 9 两弱酸HAHB 溶液[H] 类似地将cb[A-]A[HA]A 代
入质子条件式可得[A-]cb[H]-[OH-]
代入平衡关系得精确式酸性略去[OH-] 近似式碱性略去[H] 近似式若ca [OH-] - [H] cb [H] - [OH-] 则得最简式例7 计算以下溶液的pH a 0040 mol·L-1 HAc –0060 mol·L-1 NaAc 解a 先按最简式∵ca[H] cb[H] ∴结果合理 pH 494 b 0080mol·L-1 二氯乙酸–012mol·L-1 二氯乙酸钠解b 先用最简式例8 在2000mL
01000mol·L-1 HAKa10-700
溶液中加入01000mol·L-1 NaOH 溶液 1996mL 计算pH 解 ca 10-400 mol·L-1 cb 10-130mol·L-1 先按最简式 [OH-] 10-430 mol·L-1 应用近似式解一元二次方程 [OH-] 10-444 mol·L-1 pH 956 酸碱溶液[H] 计算小结一一元弱酸碱 HAA- 多元弱酸碱 HnAAn- 二两性物质 HA- 类两性物质 A-HB 三混合酸
碱强弱弱弱四共轭酸碱 HAA- 复杂酸碱体系溶液中酸碱形态的计
算例9 10mL 020mol·L-1 HCl 溶液与10mL050mol·L-1 HCOONa 和20×10-4 mol·L-1 Na2C2O4 溶液混和计算溶液中的[C2O42-] 已知pKaHCOOH 377 H2C2O4 的为125 429 解方法一混和后发生了
酸碱中和反应可忽略Na2C2O4 消耗的H cHCOOH 010 mol·L-1 cHCOO- 015 mol·L-1 [C2O42-] cC2O42- xC2O42- 32×10-5 mol·L-1 方法二混和后不考虑发生反应Zero Level HCl HCOO- C2O42- H2O PCE [H] [HCOOH] [HC2O4-] 2[H2C2O4] [OH-] cHCl 混和后 cHCl 010 mol·L-1 cHCOO- 025 mol·L-1 解得 [H] 10-395 mol·L-1 [C2O42-] 32×10-5mol·L-1 34 酸碱缓冲溶液强酸 H 23[H]23cHCl pH3 强碱 OH - 23[OH-]23cNaOH pH11 HA –A- HA –A- 23·c ·x1·x0 com 缓冲溶液的选择1 有较大的缓
冲能力 c 较大001 ～1mol·L-1 pH≈pKa 即ca cb≈1 1 com 缓冲溶液的配制方法1 按比例加入HA 和A NaAcHAc NH4ClNH3 2 溶液中[H] 大加过量A- 溶液中[OH-] 大加过量HA 3 溶液中有HA 可
加NaOH 中和一部分溶液中有A- 可加HCl 中和一部分配制缓冲溶液的计量方法缓冲容量法引入酸碱均适用 1 根据引入的酸碱量求
2 根据所需pH 求总浓度c 23c ·x0 · x1
3 按x0 与x1 的比值配
成总浓度为c 的缓冲溶液缓冲溶液pH 计算式法确定引入酸或碱时
1 按所需pH 求cacb
2 按引入的酸碱量ca cb 及pH 变化限度计算
ca 和cb 3 据ca cb 及所需溶液体积配制溶液摩尔分数法确定引
入酸或碱时1 分别计算pH0 和pH1 时的xHA xA 2 引入酸的量cHCl xHA×c 总引入碱的量cNaOH xA×c 总求出c总3pH0 时cac 总· xHA0 cbc 总· xA0 常用缓冲物质常用标准缓冲溶液用于pH 计
校准标准缓冲溶液的pH 是实验测定的计算时应做活度校正习题
37 38 39 310 314 ～com 缓冲容量使1L 溶液的pH 增加dpH
单位时所需强碱db mol 使1L 溶液的pH 减少dpH 单位时所需强酸
da mol 或是质子条件 [H]b [A-][OH-] HA-A- 体系HAc OH-b 根
据和换算得 1 ∝c c 增大则增大2 [H] Ka 即pH pKa 时 0 575 c 3 缓冲范围 pKa-1 pH pKa 1 共轭体系缓冲容量的特点288 476 pKa H 01mol·L-1 HAc 01mol·L- 1 Ac- 888 OH- HAcAc- 01mol·L- 1HAc 溶液的- pH 曲线 004 x1 099 x0 001 pKa - 2 036 x1 09 x0 01 pKa-1 036 x1 01 x0 09 pKa1 004 x1 001 x0 099 pKa 2 45 ～6 8～10 HAc –NaAc pKa 476 pH 4 ～55 NH4Cl–NH3 pKb 475 pH CH26N4 –CH26N4H pKb 887 pH 2 不干扰测定例如EDTA 滴
定Pb2 时不用HAc-Ac- 控制pH 缓冲溶液浓度的计算方法有缓冲容
量法缓冲溶液pH 计算式法及摩尔分数法例10 欲制备200 mL pH935 的NH3-NH4Cl 缓冲溶液且使该溶液在加入10 mmol 的HCl 或NaOH 时pH 的改变不大于012 单位需用多少克NH4Cl 和多少毫升10
mol·L-1 氨水解又mNH4Cl c·xNH4 ·V ·M VNH3 c ·xNH3 ·V cNH3 463 NH3 63 101 碳酸579 三羟甲基甲胺30 44 61 柠檬酸79 三乙醇胺465 乙酸874 六次甲基四胺400 528 丁二酸琥珀酸 pKb 弱碱365 甲酸20 69 117 磷酸27 氯乙酸924 硼砂25 97 氨基乙酸pKa 弱酸pKa 弱酸表中打者最为常用 pKa 3 5 7 9 11 五种弱酸c ≈01mol·L-1 0058 全域缓冲溶液 pH 图12454 饱和氢氧化钙9180 硼砂 0010 mol·kg-1 6865 0025 mol·kg-1 KH2PO4 0025 mol·kg-1 Na2HPO4 4008 邻苯二甲酸氢钾 0050 mol·kg-1 3557 饱和酒石酸氢钾 0034 mol·kg-1 pH 25oC 缓冲溶液 [H] [OH-] H2O H2O [H] [HA-]2[A2-][OH-] H2A H2O H2A [H2A][H] [A2-][OH-] HA- H2O HA- 两性物 [H][HA] [OH-] A- H2O A- [H] [A-][OH-] HA H2O HA 质子条件式PCE 零水准物质若将代入精确表达式展开得一元三次方程[H]3 Ka[H]2- KacaKw[H] - KaKw 0 代入平衡关系式精确表达式若 005 即则ca-[H]≈ca 得最简式如不考虑酸的离解用最简式pH 098 则Er 29 平衡关系精确表达式精确表达式近似式如果cHA-Ka120 则1可略得最简式若cKa120 Ka2·c20Kw 即使Ka1 与Ka2 相近也可使用最简式计算若用最简式 pH 977 Er 22 pH 966 氨基乙酸甘氨酸 NH2CH2COOH NH3CH2COOH NH3CH2COO- NH2CH2COO- pKa1235 pKa2978 H2A HA- A- 氨基乙酸氨基乙酸氨基乙酸阳离子双极离子阴离子等电点时 [H2A] [A-] -H -H H H 甘氨酸溶液的pH 与其等电点时的pH 即pI 是否相等 602 234 969 H CH3-C-COO- NH3 丙氨酸Alanine 568 221 915 H HO-CH2-C-COO- NH3
丝氨酸Serine 597 234 960 H H-C-COO- NH3 甘氨酸Glycine 等点电pH pKa 结构式氨基酸974 218 895 1053 H H3N-C4H8-C-COO- NH3 赖氨酸Lysine 322 219 425 967 H HOOC-CH2-CH2-C-COO- NH3 谷氨酸GlutamicAcid 597 232 962 CH3H CH3-CH-C-COO- NH3 缬氨酸Valine 等点电pH pKa 结构式氨基酸20 24 丝蛋白56 血清乙种球蛋白271 300 胃蛋白酶63 73 血清丙种球蛋白480 485 血清蛋白70 肌红蛋白51 血清甲种球蛋白97 细胞色素C 530 535 胰岛素120 124 鱼精蛋白pH685。