教学课件第四节酸碱溶液中氢离子浓度的计算.ppt

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1、第四节酸碱溶液中H+浓度的计算(p184)一、一元强酸(碱)溶液中H+浓度的计算(一)强酸(碱)溶液的定义1.强酸：一般指解离常数大于10的酸。2.强碱：一般指解离常数大于10的碱。HA=H++A-B+H2O=HB++OH-现以c(mol.L-1)HCl溶液为例讨论在HCl溶液中存在以下解离作用：HCl=H++C1-H2OH++OH-该溶液体系的PBE式为：[H+]＝[Cl-]+[OH-]＝c+Kw/[H+][H+]2-c[H+]-Kw=0(二)一元强酸溶液中H+浓度的计算当HCl溶液的浓度c≥10-6mol·L-1，水的解离

2、可忽略，可近似求解。(1)精确式[H+]＝[OH-]+[Cl-]≈[Cl-]=cpH=-lgc(2)最简式例题求0.050mol.L-1和1.0×10-7mol.L-1HCl溶液的pH。解：(1)因c1=0.050mol.L-1>10-6mol.L-1故采用最简式进行计算：[H+]=0.050mol.L-1pH=1.30(2)当c2=1.0×10-7mol.L-1<10-6mol.L-1，须用精确式进行计算：同样对于NaOH溶液也按上述方法处理。即c≥10-6mol·L-1[OH-]≈cpOH＝-lgc(2)最简式c＜10-6m

3、ol·L-1(1)精确式(三)一元强碱溶液pH的计算二、一元弱酸(碱)溶液pH的计算设：一元弱酸HA的浓度为c，其PBE为：(一)一元弱酸溶液pH的计算(1)式为计算一元弱酸溶液pH的精确式但[HA]未知。由PBE:[A-]=[H+]-[OH-]=[H+]-KW/[H+]………..(2)由MBE：c=[HA]+[A-][HA]=c-[A-]=c-[H+]+KW/[H+]…………(3)又∵Ka·[HA]=[H+]·[A-](2)(3)代入上式并整理得到一个含[H+]的一元三次方程式：(4)式为计算一元弱酸溶液pH的精确式此式为考虑

4、水的离解时，计算一元弱酸HA的精确公式。解这种方程较麻烦，在分析化学中为了计算的方便，根据酸碱平衡的具体情况常对此公式作近似处理。1.当Ka和c不是很小，即一元弱酸溶液的浓度不是很稀时，在这种情况下，弱酸的解离是溶液中H+的主要来源，水解离的影响较小。（Kw/[H+]≈0）。即判据为：cKa>20KW，c/Ka<500时(5)式为计算一元弱酸溶液pH的近似式讨论1：精确式2.当Ka和c不是很小,且c>>Ka时，不仅水的解离可以忽略，而且弱酸的解离对其总浓度的影响可以忽略。(Kw/[H+]≈0，c-[H+]≈c)。即判据为：cKa

5、>20KW，c/Ka>500时(6)式为计算一元弱酸溶液pH的最简式讨论2：3.当酸极弱且溶液极稀时，水的解离不能忽略。(cKa≈KW,c-([H+]+[OH-])≈c)即判据为：cKa<20KW，c/Ka>500时(7)式为计算一元弱酸溶液pH的近似式讨论3：[OH-]例题1计算0.10mol.L-1HF溶液的pH,已知Ka=7.2×10-4解：因cKa=0.10×7.2×10-4>20KW,c/Ka=0.1/(7.2×10-4)<500，故根据近似式计算:例题2计算：1.0×10-4mol.L-1NH4Cl溶液的pH，已知：

6、NH3的Kb=1.8×10-5解：NH4+的Ka=Kw/Kb=1.0×10-14/(1.8×10-5)=5.6×10-10由于cKa=1.0×10-4×5.6×10-10<20KW,c/Ka=1.0×10-4/(5.6×10-10)>500，应按近似式(2)计算pH=6.59总结(1)caKa<20KW，ca/Ka<500(2)caKa>20KW，ca/Ka<500(3)caKa<20KW，ca/Ka>500(4)caKa>20KW，ca/Ka>500(二)一元弱碱溶液pH的计算PBE为：[HB+]+[H+]=[OH-]同理：按

7、一元弱酸类似的方法处理，得一元弱减溶液pH的一系列计算公式。(1)cbKb<20KW，cb/Kb<500(2)cbKb>20KW，cb/Kb<500(3)cbKb<20KW，cb/Kb>500(4)cbKb>20KW，cb/Kb>500总结三、两种弱酸混合溶液[H+]的计算设：两种弱酸为HA和HB，浓度为cHA(mol.L-1)和cHB(mol.L-1)，离解常数为KHA，KHB，(都是一元酸)其PBE为：[H+]=[A-]+[B-]+[OH-]由于溶液呈酸性，故忽略水的解离，[OH-]=0将上式简化为：[H+]≈[A-]+[B

8、-]根据平衡关系：近似处理(1)如果两种酸都较弱，可忽略其解离的影响，既[HA]≈cHA,[HB]≈cHB(2)如果两种酸都不太弱，不能忽略其解离的影响，按逐步逼近法计算。先按最简式计算出[H+]1，再由[H+]1求出[HA]和[HB]，代入近似式求[H+]2，