第二章 酸碱平衡和酸碱滴定法

第二章 酸碱平衡和酸碱滴定法

1．计算下列各溶液的pH

a. 0.20mol/L H 3PO 4， Ka 1＝10-2.12 Ka 2=10-7.20 Ka 3=10-12.36

pKa 2-pKa 1>1.6 按一元酸处理

cKa1=0.2×10-2.12＞20Kw c/Kw<500

用近似式 [H +]=c K K K a a a 121122++-=()12.2212.212

.2102.0210210---⨯++-

=-0.0038+00152.00000144.0+=0.035

pH=1.45

b. 0.10 mol/L H 3BO 3 K a1=5.8×10-10 ( pK a1=9.24)

cK a1 >20 Kw c/K a1 >500

同前公式 [H+]=1a cK =24.91010.0-⨯=10-5.12

c. 0.10 mol/L H 2SO 4 K a2=10-2

解法1： 将H 2SO 4看作H +=HSO 4－ (强酸＋一元酸)

[H +]=C a +[SO 42-]+[OH -] 不忽略

[H +]2-(c-K a2)[H +])-2cK a2=0 [H +]=C a +C a 2

2][a a K H K ++ [H +

]=2a a K C -

=11.0063.0045.01.01024

)01.01.0(2)01.010.0(22

=+=⨯⨯+--- pH=0.96

解法2. HSO 4⇔ H ++ SO 42-

0.1-x 0.1+x x

K a2=]

[]][[424--+HSO SO H =x x x -∙+1.0)1.0(=10-2 0.1x+x 2=-0.01x+10-3 x 2+0.11x-10-3=0 x=32

104

11.0211.0-++-=-0.055+001.0003025.0+=0.0085 [H +]=0.1+0.0085=01108 pH=0.96

d. 0.10mol/L 三乙醇胺 （pK b =6.24 K b =5.810⨯-7）

cK b =0.124.610

-⨯>20K W c/K W >500 pOH=3.62

62.3624.10101.0][---=⨯==∴b cK OH

pH=14-3.62=10.38

e. 5⨯10-8 mol/L HCL (HCL 浓度较小，不能忽略水的离解)

解：原子条件 [H +]=C HCL +[OH -]=C HCL +

]

[+H K W 0][][2=--∴++W H CL K H C H

w HCL HCL K C C H ++=+42][2= 1416

8104105.22105---+⨯+⨯ =2.57781028.11003.110---⨯=⨯+⨯

pH=6.89

2.计算下列各溶液的pH

a. 0.050 mol/L NaAc HAc Ka=10-4.74 Ac=10-9.26

cKb=0.05Kw 201026.9>⨯- c/Kb=500

pOH=5.28 pH=8.72

b. 0.050 mol/L NH 3NO 3

NH +-K a ’=K w /K b =10-14/10-4.74=10-9.26 c/Ka ’>500

626.9'1024.51005.0][--+⨯=⨯==∴a cK H

pH=5.28

c. 0.10 mol/L NH 4CN

NH +

4 Ka ’=10-9.26 HCN Ka=10-9.21 (6.2)1010-⨯

[H +]+[HCN]=[OH -]+[NH 3] [H+]+]

[][][]][['4+++-++=H K H K NH K CN H W a a Ka

c Kw cKa Ka H ++=∴+)'(][ cKa ’=0.126.910

-⨯>20Kw c=0.1>>Ka

[∴H +]=24.921.926.9101010'---=⨯=KaKa

24.9=∴pH

d. 0.050 mol/L K 2HPO 4 K a1=10-2.12 K a2=10-7.20 K a3=10-12.36

[H+]=2

32)(a w a a K c K cK K ++ cK a3=0.05w K 201036.12<⨯- c= 0.05 > 20 K w

[H +]=05.0)101005.0(10)(1436.1220.732---+⨯=+c K cK K w a a =2.0⨯10-10

pH=9.70

e. 0.050 mol/L 氨基乙酸 氨基乙酸盐 Ka1=4.5⨯10-3 （10-2.35）

Ka2=2.5⨯10-10 (10-9.60)

[H +]=1

21)(a w a a K c K cK K ++ cK a2=0.05⨯2.5⨯10-10 > 20K w c=0.05 <20 K a1

[H +]=121a a a K c c K K +=6360.935.21002.1105.405.005.01010----⨯=⨯+⨯⨯ pH=5.99

注：同前公式 [H +]=97.52110=a a K K pH=5.97

f. 0.10 mol/L Na2S

H 2S K a1=1.3⨯10-7 K a2=7.1⨯10-15

K b1=Kw/Ka2=1.41 K b2=7.69⨯10-8

pKb2-pKb1 >1.6 按一元

cKb1 >20 Kw c/Kb1 < 500 [OH -]=c K K K b b b 121142++-=1.041.1441.1241.12

⨯++- =9.4⨯10-2

pOH= 1.03 pH=12.97

g 0.10 mol/L H 2O 2 溶液

K a =1.8⨯10-12

cK a1=0.01⨯1.8⨯10-12 <20 K w

c/K a2=0.01/1.8⨯10-13 >500

[H +]=141210108.101.0--+⨯⨯=

+w a K cK

=1.67⨯10-7

pH=6.78

h. 0.050 mol/L CH 3CH 2NH +3 和 0.050 mol/L NH 4Cl 的混合溶液

CH 3CH 2NH 2 K b =5.6⨯10-4 CH 3CH 2NH +3 Ka ’=1.78⨯10-11