溶液中酸碱平衡的系统处理知识讲义(ppt 89页)
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酸碱平衡专业知识讲解培训课件
滤过面积: 正常成年人为1.5m2。病理情况下，活动的肾 小球数量减少，滤过面积减少，出现少尿、无尿现象。
滤过膜的通透性
机械屏障（分子筛）: 分子量〉6900的，不能滤过（血细
胞、
蛋白质）
静电屏障: 膜表面带负电，所以带负电的物质不易滤过。
（蛋白质）
病理情况下，分子筛和静电屏障效应被破坏，导致血浆蛋
酸碱平衡专业知识讲解
17
（四）运动对肾脏泌尿机能的影响
1.运动对尿量及其成份的影响 尿量：
运动时，血液重新分配→肾血流量减少，滤过率下降 →尿量减少
运动时，大量出汗→血浆渗透压升高→刺激下丘脑释放抗利尿 激素→肾小管、集合管重吸收作用↑ →尿↓ 尿的成分：
剧烈运动时，机体产生酸性代谢产物，尿中pH降低。
（一）肾脏的排泄功能
排泄: 指机体将代谢产物、多余的水分和盐类以
酸碱平衡专业知识讲解
6
人体主要排泄途径及排泄物
排泄器官 呼吸器官
排泄物 CO2.水、挥发性药物等
消化道
钙、镁、铁、磷等无机盐, 胆色素,毒物等
皮肤及汗腺
水、盐类、少量尿素等
酸碱平衡专业知识讲解
7
肾的功能解剖
肾 肾小球
小 体 肾小囊
肾 单 位
近球小管 肾
小
近曲小管 袢降粗段
管 髓袢细段
袢降细段
袢升细段
远球小管 袢升粗段
远曲小管
酸碱平衡专业知识讲解
8
尿的生成： 肾小球的滤过 肾小管与集合管的重吸收 肾小管与集合管的分泌或排泄
1.肾小球的滤过作用
指血液流过肾小球 毛细血管时, 除血细 胞和血浆中大分子物 质外, 其余的水分和 小分子物质通过滤过 膜进入肾小囊形成原 尿的过程。
第四章酸碱平衡和酸碱平衡紊乱PPT课件
1、血液及细胞内液的缓冲作用
（1）血液的缓冲作用 H+ + HCO3－ → H2CO3 → H2O + CO2↑
H+ + Buf － → HBuf （2）细胞内液的缓冲作用
H＋
H＋＋Buf－ HBuf
HPO42－
Buf － Pr －
K＋
K＋
Hb－
.
25
２、肺的代偿调节作用 呼吸加深加快，肺的通量增加。几分钟即可出现。
.
17
AB（Acutual Bicarbonate） AB是隔绝空气的血液标本，在实际ＰａＣＯ２和 血氧饱和度条件下测得血浆ＨＣＯ３－的含量。 AB受呼吸和代谢两方面因素的影响（见表４－１）
正常：AB＝SB AB的意义在于：
①AB与SB差值反映了呼吸性因素的影响
呼吸 ·代谢－代谢＝呼吸因素
如果AB＞SB 呼吸性酸中毒或代偿后代谢性碱中毒ABBiblioteka SB 呼吸性碱中毒或代偿后代谢性酸中毒
②两者数值等同升降，反映代谢性因素指标
AB↓＝SB↓ 代谢性酸中毒
AB↑＝SB↑ 代谢性碱.中毒
18
四、BB（Buffer Basc）
BB是指血液中一切有缓冲作用的负离子碱的总和。 BB＝［ＨＣＯ３－］＋［Ｈｂ－］＋［Ｐｒ－］··· 正常值：45～52mmol／Ｌ，均值：48mmol／Ｌ BB 反映酸碱平衡代谢性因素指标（见表４－１） BB↓ 代谢性酸中毒 BB↑ 代谢性碱中毒 在呼吸性碱中毒或呼吸性酸中毒时，经肾脏代偿后， BB也可分别降低或升高。
.
10
管周毛 细血管 近曲小管上皮细胞
Na＋
Na＋－ K＋
K＋ ATP 酶
H＋ NH4＋
H2CO3
（1）血液的缓冲作用 H+ + HCO3－ → H2CO3 → H2O + CO2↑
H+ + Buf － → HBuf （2）细胞内液的缓冲作用
H＋
H＋＋Buf－ HBuf
HPO42－
Buf － Pr －
K＋
K＋
Hb－
.
25
２、肺的代偿调节作用 呼吸加深加快，肺的通量增加。几分钟即可出现。
.
17
AB（Acutual Bicarbonate） AB是隔绝空气的血液标本，在实际ＰａＣＯ２和 血氧饱和度条件下测得血浆ＨＣＯ３－的含量。 AB受呼吸和代谢两方面因素的影响（见表４－１）
正常：AB＝SB AB的意义在于：
①AB与SB差值反映了呼吸性因素的影响
呼吸 ·代谢－代谢＝呼吸因素
如果AB＞SB 呼吸性酸中毒或代偿后代谢性碱中毒ABBiblioteka SB 呼吸性碱中毒或代偿后代谢性酸中毒
②两者数值等同升降，反映代谢性因素指标
AB↓＝SB↓ 代谢性酸中毒
AB↑＝SB↑ 代谢性碱.中毒
18
四、BB（Buffer Basc）
BB是指血液中一切有缓冲作用的负离子碱的总和。 BB＝［ＨＣＯ３－］＋［Ｈｂ－］＋［Ｐｒ－］··· 正常值：45～52mmol／Ｌ，均值：48mmol／Ｌ BB 反映酸碱平衡代谢性因素指标（见表４－１） BB↓ 代谢性酸中毒 BB↑ 代谢性碱中毒 在呼吸性碱中毒或呼吸性酸中毒时，经肾脏代偿后， BB也可分别降低或升高。
.
10
管周毛 细血管 近曲小管上皮细胞
Na＋
Na＋－ K＋
K＋ ATP 酶
H＋ NH4＋
H2CO3
第六章酸碱平衡PPT课件
普 重点：
通 化 学
1、一元弱酸弱碱溶液pH值求算。 2、缓冲溶液作用原理及pH值求算。 3、盐类水解的实质，三类盐溶液pH值求算。
电
子 难点：
教
缓冲体系的作用原理及pH值求算；一元水解
案 盐溶液pH的求算。
第一节 弱电解质的解离平衡
普 一、一元弱酸、弱碱的解离
通 化 学 电 子
(解离又称电离或离解) 例：HAc和NH3在溶液中的解离。 对一元弱酸HAc：
HAc+H2O Ac－+H3O+
教 可简写为：
案
HAc Ac－+H+
则解离常数为：
广西大学化学化工学院
普
通 化
Ka{c(H{)c/(cH }{A c)(/A cc}c)/c}
学 可简写为 ：
电 子 教
Ka
[H ][ Ac ] [HAc ]
案
广西大学化学化工学院
普 通 化
同理，对一元弱碱NH3： NH3+H2O NH4++OH－
普 说明： 通 ①、当弱电解质溶液中加入含有相同离子 化 的强电解质时，在产生同离子效应同时， 学 也伴随着盐效应。 电 ②、当两种效应同时存在时，同离子效应 子 要相对大得多，因而常忽略盐效应，只考 教 虑同离子效应。 案 例6-5：
普 同理，一元弱碱溶液的[OH－]计算公式：
通 化
(1)、当C/Kb>500
学
[OH ] CKb
电 子
(2)、当C/Kb<500
教
[OH ]Kb (Kb)24KbC
案
2
广西大学化学化工学院
普 3、多元弱酸、碱溶液
通 多元弱酸、碱K3>…>Kn 当 K1>>K2 时 ， 多 元 弱 酸 ( 碱 ) 溶 液 的 H+(OH) 主 要 来 源 于 一 级 解 离 ， 其 pH 值
酸碱平衡课件ppt.ppt
呼吸加深加快
CO2排出↑
㈢组织细胞的调节作用
K＋ Na＋
ClH＋
H＋
HCO3- K＋
H＋
H＋
Na＋
K＋
Na＋
组织细胞
㈣肾脏的调节
肾脏通过排酸（H＋或固定酸）以及重吸 收碱（HCO3－）对酸碱平衡进行调节
近曲小管泌H＋和对NaHCO3的重吸收 调
节 方
远曲小管泌H＋和对NaHCO3的重吸收
式 近曲小管上皮细胞泌NH4＋
实际碳酸氢盐(actual bicarbonate, AB)
隔绝空气的血标本在实际状态下测得的HCO3-含量
✓ 受呼吸和代谢两方面的影响
✓AB,SB 同时升高
代谢性碱中毒
✓AB,SB 同时降低
代谢性酸中毒
• AB＞ SB，CO2潴留
呼吸性酸中毒
• AB＜ SB，CO2排出过多 呼吸性碱中毒
㈣缓冲碱（buffer base, BB）
H2O
H＋ ＋ Buf -
H2CO3 HBuf
缓冲作用即刻发生，HCO3- ↑↑
细胞内外离子交换的缓冲作用
K+ H+
2-4小时起作用，易引起低钾血 症
肺的调节
H＋↓ 外周化学感受器
呼吸中枢 抑制
呼吸频率幅度↓
CO2排出↓
pH↓
[HCO3-]↑ [H2CO3]↑
PaCO2 ↑
✓作用迅速，24小时达高峰 ✓代偿作用极限：PaCO2↑至55mmHg
近曲小管和集合管泌H＋、重吸收HCO3－
毛细血管 K＋
近曲小管上皮细胞 Na＋
Na＋H＋＋ HCO3－ H2CO3
CA
H2O＋CO2
肾小管腔 集合管上皮细胞
酸碱平衡ppt课件
人体健康与饮食调整对酸碱平衡影响认识
了解食物酸碱性
掌握常见食物的酸碱性，合理搭配饮食，保持酸碱平衡。
增加碱性食物摄入
多吃蔬菜、水果等碱性食物，有助于中和体内酸性物质，维持酸 碱平衡。
减少酸性食物摄入
适量减少肉类、糖类等酸性食物的摄入，避免体内酸性物质过多。
农业生产中土壤改良和施肥策略优化建议
测定土壤酸碱度
医药、环保、食品、冶金、纺织等众多领域都涉及到酸碱平衡的应用。例如，在医 药领域，许多药物都是通过调节体内酸碱平衡来发挥治疗作用的；在环保领域，酸 碱平衡对于废水处理和大气污染控制等具有重要意义。
02
酸碱平衡理论基础
酸碱质子理论简介
质子的转移
酸碱反应实质上是质子 （H+）的转移过程，酸是 质子的给予体，碱是质子 的接受体。
电位滴定法在酸碱平衡研究中应用
电位滴定法原理
电位滴定法是通过测量滴定过程中电位的变化来确定滴定终点，从而计算待测 物质的含量。
在酸碱平衡研究中的应用
电位滴定法可用于测定酸碱反应中的中和热、离解常数等参数，对于研究酸碱 平衡具有重要意义。
现代仪器分析方法在酸碱平衡检测中优势
高效液相色谱法
该方法具有高分辨率、高灵敏度、 分析速度快等优点，可用于同时
检测多种酸碱物质。
离子色谱法
离子色谱法能够同时分离和测定 多种阴阳离子，对于复杂样品中 的酸碱物质分析具有独特优势。
毛细管电泳法
毛细管电泳法具有分离效率高、 样品用量少、分析速度快等特点，
适用于微量酸碱物质的检测。
05
酸碱平衡失调问题与对策
工业生产过程中酸碱污染问题治理措施
严格控制工业废气排放
01
加强对工业生产过程中废气排放的监管，采用高效净化设备对
溶液中酸碱平衡的系统处理知识讲义课件(PPT89张)
Ka
= 0.15
H + + K a
pH = 8.00时
x(HAc) = 5.7×10-4, x(Ac-) ≈ 1.0
例: 药物的吸收方式可表示为
H++A-
pH=7.4 血浆
HA
隔膜
pH=1.0
HA
胃
H++A-
假设H+, A-等离子不能穿透隔膜, HA分子可 自由通过隔膜. 达平衡时, 隔膜两边的HA浓度 相等,但总药浓度不同.
F-
3.17
pH
HCN的x-pH图
x
1.0
HCN
CN-
0.5
0.0 02 4 6
HCN的优势区域图
HCN
8 10 9.31
pKa 9.31
12 pH
CNpH
(2) 二元弱酸H2A的摩尔分数 C =[H2A]+[HA－]+[A-2]
x2
=
H + 2 +
H + 2 K a 1 H + +
H2CO3的x-pH图
H2CO3
HCO3-
CO32-
0.0 02 4
H2CO3
6 8 10 12 pH
6.38
10.25
pKa1HCO3- pKa2 CO32-
△pKa = 3.87
pH
酒石酸(H2A)的x-pH图
x
1.0 H2A HA- A2-
0.5
0.0 0246 3.04 4.37 pKa1 pKa2 H2A HApKa= 1.33
x(HA)x(A)1 [HA]cx(HA), [A]cx(A)
“x” 将平衡浓度与分析浓度联系起来
病理生理学-酸碱平衡PPT课件
呼吸调节
通过调节呼吸频率和深度，控制二氧化碳的排出 量，维持酸碱平衡。
饮食调节
合理摄入含碱性或酸性物质的食物，如蔬菜、水 果、肉类等，有助于调节酸碱平衡。
ABCD
肾脏调节
肾脏通过排泄酸性或碱性物质，调节尿液的pH 值，维持酸碱平衡。
药物治疗
在特定情况下，医生会开具适当的药物来调节体 内酸碱平衡。
酸碱平衡与饮食调节
治疗
治疗原则是除去病因， 减少碱性物质的摄入，
补充酸性物质等。
酸碱平衡紊乱的分类
根据病因分类
根据程度分类
分为代谢性酸中毒、呼吸性酸中毒、 代谢性碱中毒和呼吸性碱中毒。
分为轻度、中度和重度酸碱平衡紊乱。
根据pH值变化分类
分为高酸血症、高碱血症、正常酸血 症和正常碱血症。
03 酸碱平衡与疾病的关系
酸碱平衡与心血管疾病
酸碱平衡与肾脏疾病
总结词
酸碱平衡失调可引发肾脏疾病，如肾 结石、肾功能不全等。
详细描述
肾脏是维持酸碱平衡的重要器官，酸 碱平衡失调会导致肾脏负担加重，引 发肾脏疾病。
总结词
酸碱平衡失调可影响肾脏疾病的进展。
详细描述
对于已患有肾脏疾病的个体，酸碱平 衡失调可能加速疾病进展，导致肾功 能恶化。
酸碱平衡与消化系统疾病
酸碱平衡的重要性
酸碱平衡是维持正常生理功能的重要 基础，一旦失衡可能导致一系列生理 功能紊乱，甚至危及生命。
酸碱平衡对于维持骨骼代谢、肌肉收 缩、神经传导等生理过程具有重要作 用，对于预防和治疗某些疾病也具有 重要意义。
酸碱平衡的调节机制
肾脏是调节酸碱平衡的主要器官，通过排泄和重吸收作用调节尿液的pH 值，维持体内酸碱平衡。
酸碱平衡课件
机体内的酸碱平衡调节
解释人体失调对身体的影响以及引起失调的原 因。
结语
酸碱平衡对于生命的重要性是不可忽视的。在未来，研究酸碱平衡的应用前景以及寻找更好的调节方法将是一 个重要的方向。
酸碱平衡对生命的重要 性
强调酸碱平衡对于人类健康 和正常生理功能的重要性。
酸碱平衡PPT课件
# 酸碱平衡PPT课件大纲
引言
酸碱平衡是生命中一个重要的概念，涉及到化学和生理学的知识。了解酸碱平衡的基本概念对于 人类的健康至关重要。
酸碱平衡的概念
介绍酸碱平衡的基本定义和意义。
酸碱物质的分类
解释酸碱物质的不同种类以及它们的性质。
酸碱指示剂的应用
探讨酸碱指示剂在化学实验和生活中的应用。
酸碱计算
了解如何计算pH值以及酸碱离子浓度，同时探讨强酸强碱与弱酸弱碱的区别和计算方法。
pH值的计算
介绍计算pH值的公式和步骤。
酸碱离子浓度的计算
探讨如何计算酸碱溶液中的离子浓度。
酸碱反应
学习酸碱中和反应的化学方程式，观察酸碱反应的实验演示，并了解酸碱反应在日常生活中的应用，如洗 涤剂中的酸碱反应。
酸碱平衡的应用前景
展望酸碱平衡研究在医学、 环境保护和其他领域的应用 前景。
酸碱平衡研究的未来方 向
提出酸碱平衡研究的未来方 向和发展重点。
1
酸碱中和反应的化学方程式
探索酸碱中和反应的化学方程式和反应机制。
2
酸碱反应的实验演示
通过实验演示酸碱反应的特性和变化。
3
酸碱反应的应用
探讨酸碱反应在洗涤剂等产品中的应用，以及其对环境和健康的影响。
酸碱平衡调节
了解人体内酸碱平衡的调节机制，探讨酸碱平衡失调的症状和原因，以及酸碱平衡调节在临床中的应用。
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x0 + x1 + x2 + x3 = 1
磷酸(H3A)的型体分布图
x
1.0
H2PO4-
HPO42-
H3PO4 0.5
PO43-
0.0 0 2 4 6 8 10 12 pH
2.16 pKa1 H3PO4
pKa 5.05 7.21 H2PO4- pKa2
pKa 5.11 12.32 HPO42- pKPa3O43-
Ka
= 0.15
H + + K a
pH = 8.00时
x(HAc) = 5.7×10-4, x(Ac-) ≈ 1.0
例: 药物的吸收方式可表示为
H++A-
pH=7.4 血浆
HA
隔膜
pH=1.0
HA
胃
H++A-
假设H+, A-等离子不能穿透隔膜, HA分子可 自由通过隔膜. 达平衡时, 隔膜两边的HA浓度 相等,但总药浓度不同.
阿司匹林是一种弱酸(即乙酰水杨酸),
pKa= 3.5. 计算在血浆中总药剂量([HA]+[A]) 对胃中总药剂量的比率.
[H A ]x血 H A c血 x胃 HAc胃
cc胃 血xx胃 血 HHAA （ [H [H++]胃 （ ]胃[HK +]a血 ） [H K +]a血 ） 1 (100 11 .0.0(1010 7. 43 .51)100 37 .5.4)103.98103
2．电荷平衡式
溶液中正电荷的质点总浓度必定等于负电 荷的质点总浓度
c mol·L-1地Na2HPO4在溶液中的离解，其带电 质点有:
F-
3.17
pH
HCN的x-pH图
x
1.0
HCN
CN-
0.5
0.0 02 4 6
HCN的优势区域图
HCN
8 10 9.31
pKa 9.31
12 pH
CNpH
(2) 二元弱酸H2A的摩尔分数 C =[H2A]+[HA－]+[A-2]
x2
=
H + 2 +
H + 2 K a 1 H + +
9.5.2 溶液中酸碱平衡的处理方法
酸碱溶液[H+]的计算
全面考虑、分清主次、合理取舍、近似计算
物料平衡 电荷平衡 *质子条件 化学平衡关系
[H+]的精确表达式 近似处理
近似式 进一步近似处理
最简式
数量关系
物料平衡(Material<Mass>Balance): 各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度.
不同pH下的x(HA) 与x(A-)
pH
x(HA)
x(A-)
pKa - 2.0
0.99
0.01
*pKa - 1.3
0.95
0.05
pKa - 1.0
0.91
0.09
**pKa
0.50
0.50
pKa + 1.0
0.09
0.91
*pKa + 1.3
0.05
0.95
pKa + 2.0
0.01
0.99
以x对pH作图, 得形体分布图
8 10 12 pH
A2-
pH
三元酸H3A的摩尔分数
分母由4项组成:
M = [H+]3+[H+]2Ka1+[H+]Ka1Ka2+Ka1Ka2Ka3 x3 = [H3A]/c= [H+]3/M x2 = [H2A-]/c= [H+]2Ka1/M x1 = [HA2-]/c= [H+]Ka1Ka2/M x0 = [A3-]/c=Ka1Ka2Ka3/M
HAc的x-pH图
x 1.0
HpAKca 4.76
Ac-
0.5
0.0 0
2
44.76 6
8 10 12 pH
HAc的优势区域图
pKa±1.3
HAc 3.46 6.06
Ac-
pH
4.76
x 1.0
HF
0.5
HF的x-pH图
F-
0.0
0 2 4 6 8 10 12 pH
HF的优势区域图 3.17
HF pKa
溶液某酸碱组分的平衡浓度占其总浓度的分数，称为 该组分的摩尔分数
x
[平衡浓度] [分析浓度]
(1) 一元弱酸的摩尔分数
HA=H++A- c(HA)=[HA]+[A-]
HA HA x(HA) c HA A
[HA]
[H
A
]+
[HA [H
]K +]
a
H + H + + K a
x(A )A cH A A A H + K a +K a
c mol·L-1的Na2HPO4溶液 总钠：[Na+]=2c 总磷： [ H 3 P 4 ] O [ H 2 P 4 ] O [ H 2 4 ] P [ P 3 4 O ] O c
总氢：3 [ H 3 P 4 ] O 2 [ H 2 P 4 ] O [ H 2 4 ] P [ H ] O [ O ] c H
H2CO3的x-pH图
H2CO3
HCO3-
CO32-
0.0 02 4
H2CO3
6 8 10 12 pH
6.38
10.25ຫໍສະໝຸດ pKa1HCO3- pKa2 CO32-
△pKa = 3.87
pH
酒石酸(H2A)的x-pH图
x
1.0 H2A HA- A2-
0.5
0.0 0246 3.04 4.37 pKa1 pKa2 H2A HApKa= 1.33
x(HA)x(A)1 [HA]cx(HA), [A]cx(A)
“x” 将平衡浓度与分析浓度联系起来
例3.5 计算pH4.00和8.00时的x(HAc)、x(Ac-)
解: 已知HAc的Ka=1.75×10-5
pH = 4.00时
x(HAc) =
H +
= 0.85
H + + K a
x(Ac - ) =
K a1 K a2
x1
=
H + 2
+
K a 1 H + K a 1 H + +
K a1 K a2
x0
=
H + 2 +
K a1 K a2 K a 1 H + +
K a1 K a2
H 2A c x2
H A - c x 1 A 2 - c x 0
x 1.0 0.5
电荷平衡(Charge Balance): 溶液中正离子所带正电荷的总数等于负 离子所带负电荷的总数.(电中性原则)
*质子条件(Proton Condition): 溶液中酸失去质子的数目等于碱得到质 子的数目 .
1.物料平衡 各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度.
c mol·L-1 HAc溶液的物料平衡为： [HAc]+[Ac－]=c
9.5 溶液中酸碱平衡的系统处理
一、溶液中酸碱组分的分布
1.酸的浓度和酸度
• 酸的浓度：是指在一定体积溶液中含有某种酸溶质的量， 即酸的分析浓度，包括已离解的酸浓度和未离解酸的浓 度，用c酸表示。
• 酸度：溶液中的氢离子浓度[H+]，当其值很小 时，常用pH表示。
2. 酸度对弱酸(碱)形体分布的影响
磷酸(H3A)的型体分布图
x
1.0
H2PO4-
HPO42-
H3PO4 0.5
PO43-
0.0 0 2 4 6 8 10 12 pH
2.16 pKa1 H3PO4
pKa 5.05 7.21 H2PO4- pKa2
pKa 5.11 12.32 HPO42- pKPa3O43-
Ka
= 0.15
H + + K a
pH = 8.00时
x(HAc) = 5.7×10-4, x(Ac-) ≈ 1.0
例: 药物的吸收方式可表示为
H++A-
pH=7.4 血浆
HA
隔膜
pH=1.0
HA
胃
H++A-
假设H+, A-等离子不能穿透隔膜, HA分子可 自由通过隔膜. 达平衡时, 隔膜两边的HA浓度 相等,但总药浓度不同.
阿司匹林是一种弱酸(即乙酰水杨酸),
pKa= 3.5. 计算在血浆中总药剂量([HA]+[A]) 对胃中总药剂量的比率.
[H A ]x血 H A c血 x胃 HAc胃
cc胃 血xx胃 血 HHAA （ [H [H++]胃 （ ]胃[HK +]a血 ） [H K +]a血 ） 1 (100 11 .0.0(1010 7. 43 .51)100 37 .5.4)103.98103
2．电荷平衡式
溶液中正电荷的质点总浓度必定等于负电 荷的质点总浓度
c mol·L-1地Na2HPO4在溶液中的离解，其带电 质点有:
F-
3.17
pH
HCN的x-pH图
x
1.0
HCN
CN-
0.5
0.0 02 4 6
HCN的优势区域图
HCN
8 10 9.31
pKa 9.31
12 pH
CNpH
(2) 二元弱酸H2A的摩尔分数 C =[H2A]+[HA－]+[A-2]
x2
=
H + 2 +
H + 2 K a 1 H + +
9.5.2 溶液中酸碱平衡的处理方法
酸碱溶液[H+]的计算
全面考虑、分清主次、合理取舍、近似计算
物料平衡 电荷平衡 *质子条件 化学平衡关系
[H+]的精确表达式 近似处理
近似式 进一步近似处理
最简式
数量关系
物料平衡(Material<Mass>Balance): 各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度.
不同pH下的x(HA) 与x(A-)
pH
x(HA)
x(A-)
pKa - 2.0
0.99
0.01
*pKa - 1.3
0.95
0.05
pKa - 1.0
0.91
0.09
**pKa
0.50
0.50
pKa + 1.0
0.09
0.91
*pKa + 1.3
0.05
0.95
pKa + 2.0
0.01
0.99
以x对pH作图, 得形体分布图
8 10 12 pH
A2-
pH
三元酸H3A的摩尔分数
分母由4项组成:
M = [H+]3+[H+]2Ka1+[H+]Ka1Ka2+Ka1Ka2Ka3 x3 = [H3A]/c= [H+]3/M x2 = [H2A-]/c= [H+]2Ka1/M x1 = [HA2-]/c= [H+]Ka1Ka2/M x0 = [A3-]/c=Ka1Ka2Ka3/M
HAc的x-pH图
x 1.0
HpAKca 4.76
Ac-
0.5
0.0 0
2
44.76 6
8 10 12 pH
HAc的优势区域图
pKa±1.3
HAc 3.46 6.06
Ac-
pH
4.76
x 1.0
HF
0.5
HF的x-pH图
F-
0.0
0 2 4 6 8 10 12 pH
HF的优势区域图 3.17
HF pKa
溶液某酸碱组分的平衡浓度占其总浓度的分数，称为 该组分的摩尔分数
x
[平衡浓度] [分析浓度]
(1) 一元弱酸的摩尔分数
HA=H++A- c(HA)=[HA]+[A-]
HA HA x(HA) c HA A
[HA]
[H
A
]+
[HA [H
]K +]
a
H + H + + K a
x(A )A cH A A A H + K a +K a
c mol·L-1的Na2HPO4溶液 总钠：[Na+]=2c 总磷： [ H 3 P 4 ] O [ H 2 P 4 ] O [ H 2 4 ] P [ P 3 4 O ] O c
总氢：3 [ H 3 P 4 ] O 2 [ H 2 P 4 ] O [ H 2 4 ] P [ H ] O [ O ] c H
H2CO3的x-pH图
H2CO3
HCO3-
CO32-
0.0 02 4
H2CO3
6 8 10 12 pH
6.38
10.25ຫໍສະໝຸດ pKa1HCO3- pKa2 CO32-
△pKa = 3.87
pH
酒石酸(H2A)的x-pH图
x
1.0 H2A HA- A2-
0.5
0.0 0246 3.04 4.37 pKa1 pKa2 H2A HApKa= 1.33
x(HA)x(A)1 [HA]cx(HA), [A]cx(A)
“x” 将平衡浓度与分析浓度联系起来
例3.5 计算pH4.00和8.00时的x(HAc)、x(Ac-)
解: 已知HAc的Ka=1.75×10-5
pH = 4.00时
x(HAc) =
H +
= 0.85
H + + K a
x(Ac - ) =
K a1 K a2
x1
=
H + 2
+
K a 1 H + K a 1 H + +
K a1 K a2
x0
=
H + 2 +
K a1 K a2 K a 1 H + +
K a1 K a2
H 2A c x2
H A - c x 1 A 2 - c x 0
x 1.0 0.5
电荷平衡(Charge Balance): 溶液中正离子所带正电荷的总数等于负 离子所带负电荷的总数.(电中性原则)
*质子条件(Proton Condition): 溶液中酸失去质子的数目等于碱得到质 子的数目 .
1.物料平衡 各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度.
c mol·L-1 HAc溶液的物料平衡为： [HAc]+[Ac－]=c
9.5 溶液中酸碱平衡的系统处理
一、溶液中酸碱组分的分布
1.酸的浓度和酸度
• 酸的浓度：是指在一定体积溶液中含有某种酸溶质的量， 即酸的分析浓度，包括已离解的酸浓度和未离解酸的浓 度，用c酸表示。
• 酸度：溶液中的氢离子浓度[H+]，当其值很小 时，常用pH表示。
2. 酸度对弱酸(碱)形体分布的影响