应用图示分析法分析混合溶液中的质子守恒

应用图示分析法分析混合溶液中的质子守恒
一、单一溶液中的质子守恒
【例1】如碳酸钠溶液中的质子守恒式为（借助图1进行分析）
2c(H 2CO 3)+c(HCO 3—)+c(H +)==c(OH —
) 【规律】示意图中得到的质子浓度之和等于失去的质子浓度之和。

此处得失质子数的数量就等于得失物质（或微粒）前的计量数。

二、混合溶液中的质子守恒
【例2】浓度均为0.1mol/LNa 2CO 3 和NaHCO 3混合溶液中的有关微粒浓度关系为： c(OH —)== c(H +)+0.5 c(HCO 3—)+1.5 c(H 2CO 3)—0.5c(CO 32—
) 请问该式是否正确?
【方法一】分别选择CO 32—和水、HCO 3—
和水为参考标准（注意选择2个标准，分别用质子守恒示意图进行分析，如图2、图3）
参考标准的选择：通常是原始的酸碱组分，且能大量存在质转移直接有关的酸碱组分。

高中阶段，一般为能水解的阴离子和水或弱酸和水。

由图2知：2c(H 2CO 3)+c(HCO 3
—
)—0.1+c(H
+)==c(OH —
)……①
（注意：原溶液中已有0.1mol/L HCO 3—，所以HCO 3—
要减去0.1mol/L ）
由图3得：c(H 2CO 3)+c(H +)==c(OH —
)+ c(CO 32—
)—0.1……②
（原溶液中有0.1mol/L 的CO 32—，所以CO 32—
要减去0.1mol/L ）
①+
②得：3c(H 2CO 3)+2c(H +)+c(HCO 3—)==2c(OH —)+ c(CO 32—
)
∴c(OH —)== c(H +)+0.5 c(HCO 3—)+1.5 c(H 2CO 3)—0.5c(CO 32—
) 该式成立！
图2
图1 图3
【方法二】
根据电荷守恒得：
c(Na +)+c(H +)== c(HCO 3—)+c(OH —)+ 2c(CO 32—
)……① 根据物料守恒得：
2c(Na +)== 3c(H 2CO 3)+3c(HCO 3—)+3c(CO 32—
)……② 将①变形得③：
c(Na +)== c(HCO 3—)+c(OH —)+ 2c(CO 32—
) —c(H +)…③ 把③代入②得：
2[c(HCO 3—
)+c(OH —
)+ 2c(CO 32—
) —c(H +)]==3c(H 2CO 3)+3c(HCO 3—
)+3c(CO 32—
) 整理后得：
3c(H 2CO 3)+ 2c(H +)+ c(HCO 3—
)== 2c(OH —
)+ c(CO 32—
)……④
【规律】解混合溶液中质子守恒这类试题时，要求分别选择两个参考水准，分别用质子守恒示意图进行分析，再将两个等式相加，即得混合溶液中质子守恒式。

【例3】写出0.1mol/LNaAc 和HAc 的混合溶液中的质子守恒式。

由图4得：c(HAc)—0.1+c(H +)==c(OH —
)……①
由图5得：
c(H +)==c(OH —
)+c(Ac —
) —0.1……② ①+②得
c(HAc)+2c(H +)==2c(OH —
)+ c(Ac —
)
图
4
图5。