《分析化学(第2版)电子教案》5.3 酸碱溶液ph值的计算英语

所
[OH ] Kbc 5.610 10 0.10 7.510 6 mol L1
pOH = 5.13
pH=14.0－5.13 = 8.87
例题5-7 计算1.0×10-4 mol·L-1NH4Cl溶液的pH值，
已知 KNH3 1.8105
解：NH4+是NH3的共轭酸，所以
解: 质子平衡式为 [H ] [Cl ] [OH ] ca [OH ]
因为ca < 20[OH- ]， 水的解离不能忽略，故应用 精确式计算
[H ] ca ca2 4Kw 2
2.0 107 (2.0 107 )2 4 1.0 1014
第5章 酸碱滴定法
5.3 酸碱溶液pH值的计算
5.3.1 强酸强碱溶液 5.3.2 一元弱酸弱碱溶液 5.3.3 多元酸碱溶液 5.3.4 两性物质溶液 5.3.5 混合酸（碱）溶液
返回目录
对于各种不同的酸碱溶液，推导计算溶 液酸度公式的步骤如下：
1.利用溶液中的平衡关系（包括质子平衡、物料平 衡、电荷平衡、电离平衡等）列出等式；
解：二氯乙酸质子平衡式为 [H+ ]= [B- ]+ [OH - ]
因为 Kac 10Kw , 所以水的解离可以忽略；又因 为 c 105 , 应用近似公式计算。
Ka
[H ] Ka Ka2 4Kac 2
5.0102
(5.0102 )2 45.0102 0.20 0.078mol L1
则
[H+] = 1.0×10-9 mol·L-1，
因为
cb > 20[H+]
故水的解离可以忽略不计，用最简式计算
[OH ] cb 1.0 105 mol L1 pOH = 5.00 pH = 14.00－5.00 = 9.00
例题5-4 计算2.0×10-7 mol·L-1 HCl溶液的pH
2 2.4 107 mol L1
pH=6.62
5.3.2 一元弱酸弱碱溶液
以浓度为c 的一元弱酸HB 溶液为例
首先写出该溶液的质子平衡式 [H+ ] = [B- ]+ [OH- ]
将HB 和H2O 的解离平衡关系式代入质子平衡式中，有
H

K a HB
H

Kw
H
强酸溶液pH精确计算公式：[H ] ca
ca2 4Kw 2
强酸溶液pH近似计算公式：
当 ca 20 OH 时， H ca
对于强碱溶液 ，以NaOH为例，其质子平衡为
[OH
]

[Na

]

[H
]

cb

Kw [OH
]
ຫໍສະໝຸດ Baidu
强碱溶液精确计算公式：
[OH ] cb
[H+]2 = Ka [HB] = Ka (c－[H+]) [H+]2 + Ka[H+]－Kac = 0
解此一元二次方程，得 [H ] Ka Ka2 4Kac 2
一元弱酸的解离度较小时，可近似认为[HB]≈c [H+ ]2 = Ka c
计算一元弱酸溶液酸度的公式
当 Kac 10 KW
2.利用平衡关系将未知项用原始形体的浓度项替代， 从而消去未知项；
3.对于氢离子浓度项的高次方程做合理的近似处理；
4.解方程求出氢离子浓度
5.3.1 强酸强碱溶液
以浓度为ca 的盐酸溶液为例，讨论强酸强碱溶液 pH的计算方法。
[H ]

[Cl
]

[OH
]

ca

Kw [H ]
[H+]2－ca[H+]－Kw = 0
K NH4
1.0 10 14
1.8 10 5
5.6 10 10
因为 K ac 5.6 10 10 1.0 10 4 5.6 10 14 10 K w
且
c Ka
105 , 故水的解离不能忽略，而NH4+本身的解离可以
忽略，即[NH4+] ≈ c，所以
c 105 时 Ka
[H ] Ka Ka2 4Kac 2
（近似式）
当 Kac 10 KW
[H ] Kac
c 105 时 Ka
（最简式）
当 Kac 10 KW
c 105 时 Ka
H Kac KW
（近似式）
例题5-5 计算0.20 mol·L-1二氯乙酸（Ka = 5.0×10-2） 溶液的pH。
例题5-6 计算0.10 mol·L-1 NaAc溶液的pH。
解：Ac-在水溶液中的解离平衡为
Ac- + H2O
HAc + OH-
Kb

Kw Ka

1.0 1014 1.8105
5.61010
因为Kbc >10Kw , 水的解离可以忽略，且 以可以用一元弱碱的最简式计算
c 105 Kb
[H ] Kac Kw 5.6 1010 1.0 10 4 1.0 10 14 2.6 107 mol L-1
[H+]2 = Ka[HB]+ Kw
将
[HB]

c
H2B

c

[H ] [H ] Ka
代入上式，得到关于H+ 浓度的一元三次方程。为了方便求解， 通常是根据计算H+ 浓度时的允许误差，视具体情况采用合理 的近似计算。
[H+]2 = Ka[HB] + Kw 以Kac ≥ 10 Kw 作为忽略水的解离的条件 ，则有
2
pH=1.11
计算一元弱碱溶液酸度的公式
当 Kbc 10 KW
c 105 时 Kb
[OH ] Kb
当 Kbc 10 KW
Kb2 4Kbc （近似式） 2
c 105 时 Kb
[OH ] Kbc （最简式）
当 Kbc 10 KW
c 105 时 Kb
OH Kbc KW （近似式）
强碱溶液近似计算公式：
cb2 4Kw 2
当 cb 20 H 时， OH cb
例题5-3 计算1.0×10-5 mol·L-1 NaOH溶液的pH
解: 质子平衡式为 [OH ] [Na ] [H ] cb [H ] 首先近似认为 [OH- ] =1.0×10-5 mol·L-1，