浅谈分布系数公式在分析化学教学中的理解和应用.pdf

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1、管理创新浅谈分布系数公式在分析化学教学中的理解和应用郑克岩（吉林大学化学学院，吉林长春130012）摘要：针对国内分析化学教材中有关多元弱酸分布系数公[H2A][H2A]1式中系数设定不统一的问题，提出合理的设定方法，同时应用δ0=δH2A=c=-2-=-2-[H2A]+[HA]+[A][HA][A]+1++该设定方法推导出多元弱酸溶液H浓度的计算通式。[H2A][H2A]+关键词：分布系数；多元弱酸；H浓度2[+]分析化学课程是化学及相关专业，包括药学、环境科学、材=1=H2KKK++料科学、生命科学等专业的基础课。

2、弱酸各形体分布系数在分a1a1a2[H]+Ka[H]+KaKa1++112[+]+2析化学领域中具有重要的意义，其不仅能定量描述溶液中弱酸H[H]各型体的分布状况，求得溶液中弱酸各型体的平衡浓度，而且[HA-][HA-]1+δ=δHA===对多元弱酸水溶液中[H]浓度（pH）的计算具有重要的作用，可12c-2-2-[H2A]+[HA]+[A][H2A][A][1]以简化推导过程，易于学生理解和记忆。但是笔者授课过程+1+[-]-[2-4]HA[HA]中发现，很多《分析化学》教材在多元弱酸的分布系数公式推+导过程中，符号

3、的设定不利于学生的理解和记忆，仅发现几套[H]Ka=1=1教材对其进行了修改，但是没有进行说明，而其他教材仍沿用[+]K+2+1+H+a2[H]+Ka1[H]+Ka1Ka2原先的设定方法，这就使各高校在分析化学基础知识的讲授上K+a1[H]存在差异，为保证教学内容的统一性，建议使用统一的设定[2-]2-方法。δ=δ=A=[A]=12A2-c-2--现对其讨论如下。[H2A]+[HA]+[A][H2A][HA]++1[2-]2-1一元弱酸A[A]对于浓度为cmol/L的一元弱酸（HA）来讲，由于只含有一1Ka1Ka2+=

4、=2个质子（H），如何设定不会影响学生的理解，推导过程为：KKK++a1a2a2[H]+Ka[H]+KaKa+-2++1112[H][A]++HA⇌H++A-K=[H][H]a[]HA此时，若设δ2=δH2A、δ1=δHA-、δ0=δA2-，则其系数分别对应-c=[HA]+[A]弱酸各型体的质子数：2、1、0，这样利于学生对公式的记忆。-HA、A的分布系数一般设定为δHA、δA-，则其分布系数公3三元弱酸式为：对于浓度为cmol/L的三元弱酸（H3A）来讲，含有三个质子，[+][HA][HA]1H分三步进行解离，推导过

5、程为：δHA=c=-=+=++-[HA]+[A]1+Ka/[H][H]+Ka+-[H][H2A]H3A⇌H+H2AKa1=--[H][A][A]K3A1aδ-====Ac-+++2-[HA]+[A]1+[H]/Ka[H]+Ka-+2-[H][HA]H2A⇌H+HAKa=2[H-]2二元弱酸2A对于浓度为cmol/L的二元弱酸（H+3-2A）来讲，含有两个质子，[H][A]2-+3-分两步进行解离，推导过程为：HA⇌H+AKa3=[2-]HA[+]-H[HA]+--2--H2A⇌H+HAKa1=c=[H3A]+[H2A]

6、+[HA]+[A][H2A][+]2-对于此酸的分布系数计算，所有的教材均设δ0=δH3A、H[A]-+2-HA⇌H+AKa2=[-]δ1=δH2A-、δ2=δHA2-、δ3=δA-，计算公式分别为：HA[H3A][H3A]1--δ=δHA===c=[H2A]+[HA]+[A]03c-2-3--2-3-[H3.A]+[H2A]+[HA]+[A][H2A][HA][A]对于此酸的分布系数计算，其分布系数符号的设定就应该1+++[H3A][H3A][H3A]进行考虑，一般教材设δ0=δH2A、δ1=δHA-、δ2=δA2-

7、，计算公式分3[+]别为：1H==32KaKaKaKaKaKa++K++KK++KKK112123[H]a[H]aa[H]aaa1+++112123[+]+2+3H[H][H]2016年2月21管理创新--δ=δ、┈、δ=δ，这样学生在记忆时就比较容易。[H2A][H2A]1n-2HA2-0An-δ=δ===n-21HA--2-3-2-3-2c[H]+[HA]+[A]+3.A+[H2A][H3.A][HA][A]5多元酸[H]浓度计算通式+1++[-]--H2A[H2A][H2A]当根据分布系数公式计算溶液的酸度时，对

8、于学生的理解+2和记忆有很大的帮助，例如在利用质子平衡式和分布系数公式Ka[H]=1=1计算浓度为cmol/L多元酸（H+nA）在水溶液中的[H]浓度时，计[H+]KKK+3+2+1++a2+a2a3[H]+Ka1[H]+Ka1Ka2[H]+Ka1Ka2Ka3算方法如下：K++2a1[H][H]质子条件式为：2-2-+-2-3-n