常用酸碱溶液的质子条件式

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1、常用酸碱溶液的质子条件式物质零水准质子条件式(PCE)HAHA,H2O[H+]=[A-]+[OH-]A-A-,H2O[H+]+[HA]=[OH-]*HA-(两性物)HA-,H2O[H2A]+[H+]=[A2-]+[OH-]H2AH2A,H2O[H+]=[HA-]+2[A2-]+[OH-]H2OH2O[H+]=[OH-]121.一元弱酸(HA)的[H+]的计算质子条件式:[H+]=[A-]+[OH-]若将代入精确表达式展开得一元三次方程[H+]3+Ka[H+]2-(Kaca+Kw)[H+]-KaKw=0代入平衡关系式精确表达式：3若:K

2、a·c>20Kw(10-12.7),忽略Kw(即忽略水的酸性)[HA]=ca-[A-]=ca-([H+]-[OH-])≈ca-[H+]得近似式:展开:[H+]2+Ka[H+]-ca·Ka=0若<0.05,即,则ca-[H+]≈ca得最简式:456例2计算0.20mol·L-1Cl2CHCOOH溶液的pH.解:pKa(Cl2CHCOOH)=1.26Ka·c=10-1.26×0.20=10-1.96>>20KwKa/c=10-1.26/0.20=10-0.56>2.5×10-3故应用近似式:解一元二次方程:[H+]=10-1.09,则p

3、H=1.09如不考虑酸的离解(用最简式:pH=0.98),则Er=29%72.一元弱碱(A-)溶液的[OH-]计算质子条件:[H+]+[HA]=[OH-]引入平衡关系:[OH-]=精确表达式:若:Kb·cb>20Kw(10-12.7),忽略Kw(水的碱性)近似式:若<0.05,(即Kb/cb<2.5×10-3)则cb-[OH-]≈cb,(即[A-]≈cb)最简式:8思路二质子条件:[H+]+[HA]=[OH-]引入平衡关系:精确表达式:近似式:最简式:9103.两性物(HA-)溶液[H+]的计算质子条件:[H2A]+[H+]=[A2

4、-]+[OH-]平衡关系:精确表达式:11若:Ka1>>Ka2,[HA-]≈c(HA)(若pKa≥3.2,则≤5%)又:Ka2·c(HA-)>20Kw,得近似式:精确表达式:12近似式:如果c(HA-)/Ka1>20,则“1”可略,得最简式:(若c/Ka1>20,Ka2·c>20Kw,即使Ka1与Ka2相近,也可使用最简式计算)131415例3计算0.050mol·L-1NaHCO3溶液的pH.解:pKa1=6.38,pKa2=10.25pKa=3.87>3.2,[HA-]≈c(HA-)Ka2·c=10-10.25×0.050=

5、10-11.55>20Kwc/Ka1=0.050/10-6.38=105.08>>20故可用最简式:[H+]==10-8.32mol·L-1pH=8.3216例4计算0.033mol·L-1Na2HPO4溶液的pH.pKa1~pKa3:2.16,7.21,12.32解:Ka3·c=10-12.32×0.033=10-13.80≈Kwc/Ka2=0.033/10-7.21=105.73>>20故:(若用最简式,pH=9.77,Er=22%)pH=9.6617氨基乙酸(甘氨酸)NH2CH2COOHNH3+CH2COOHNH3+CH2COO

6、-NH2CH2COO-pKa1=2.35pKa2=9.78H2A+H+A-A-氨基乙酸氨基乙酸氨基乙酸阳离子双极离子阴离子等电点时:[H2A+]=[A-]-H+-H++H++H+甘氨酸溶液的pH与其等电点时的pH(即pI)是否相等?1819蛋白质基本结构单位——氨基酸氨基酸结构式pKa等点电pH甘氨酸GlycineHH-C-COO-+NH32.349.605.97丝氨酸SerineHHO-CH2-C-COO-+NH32.219.155.68丙氨酸AlanineHCH3-C-COO-+NH32.349.696.0220氨基酸氨基酸结构式

7、pKa等点电pH缬氨酸ValineCH3HCH3-CH-C-COO-+NH32.329.625.97谷氨酸GlutamicAcidHHOOC-CH2-CH2-C-COO-+NH32.194.259.673.22赖氨酸LysineHH3N+-C4H8-C-COO-+NH32.188.9510.539.7421蛋白质的等电点(pI)鱼精蛋白12.0~12.4胰岛素5.30~5.35细胞色素C9.7血清甲种球蛋白5.1肌红蛋白7.0血清蛋白4.80~4.85血清丙种球蛋白6.3~7.3胃蛋白酶2.71~3.00血清乙种球蛋白5.6丝蛋白2.

8、0~2.4224.弱碱(A-)+弱酸(HB)溶液的pH(Ka(HA)>Ka(HB))质子条件:[H+]+[HA]=[B-]+[OH-]精确表达式:近似式:最简式:若c(HB)=c(A-),(与两性物相同)23例5计算0.