关于溶液中的离子浓度的计算
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关于溶液中的离子浓度的计算
1.酸碱平衡
精确计算氢离子浓度公式的推导:
对于一元弱酸溶液,存在以下两个平衡HA+电离常数=
O +水的离子积常数
=c(*c(
氢离子的总数是这两部分的总和,我们可以直接计算每一部分的氢离子相加即得总氢离子数,计算如下:
c(=+
在这一个公式中,和是难以计算的,而且由于两个平衡处在同一个溶液中,这两个平衡将共用同一个氢离子浓度,他们的数值和部分氢离子浓度相等的关系虽然存在,但是已经无法显现。
已经失去,故这样是难以计算出来的。观察到在每一个平衡中都有一个量的浓度和氢离子浓度相等,故可以用他们代换计算,如下:
c(=+
=+
上式中的氢离子浓度正是总氢离子浓度,这种算法刚好利用了两个平衡共用同一个氢离子浓度的特点,将独立平衡的相等关系(c(=+)和溶液混合之后的统一计算结合在一起,很好地处理了问题。
最后得到:c(=
然后以-c()+=c(HA)代换式中的的,就可以的到关于氢离子浓度的一元三次方程。这对于很多人来说是一个头疼的问题,所以又有了近似计算。
近似式的推导:
在不考虑水的电离的情况下,===,整理可得一元二次方程
+=0,
这种情况没有考虑水的电离,不考虑水的电离的条件是≥20
在以上的基础上在一步近似就是,如果,则认为≈,就可以得到
c(=
这种情况是认为该酸的电离十分微弱,判断标准是是否大于380,如果大于380,则证明浓度是占上风的,可以利用最简式计算。380的推算如下,标准是≤5%,
2.沉淀平衡
KSP与溶解度的关系
KSP溶度积常数是从平衡的角度去看的,他是温度的函数。溶解度,100克水中溶解的质量;另外需要特别指出的是溶解的也可以用mol/L来表示。他们两个之间是可以相互推算的。用溶度积可以推算出来饱和溶液中物质的浓度,设其为C,设溶度积为x克,则有
(100+x)=x
再结合C=
其中C的单位是mol/L,的单位是g/c,是质量分数,M是溶质的摩尔质量。
就可以实现溶度积和KSP的换算。特别注意的是在推算过程中的合理近似。
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