一元弱酸PH值

1、02081084 鄭晉生鄭晉生v處理酸堿平衡比較精確的全面方法是根據(jù)有關(guān)平衡條件，正確寫出質(zhì)子平衡等式，即是求解h或oh的方程式。由于等量代換的原因求解方程式可以有幾種不同表達(dá)形式，在這些形式中，有的缺乏必要條件無法求解，有的因計算復(fù)雜使用不便,因此通常要對這些公式做必要的近似簡化處理 。 一元弱酸（堿）溶液中酸（堿）度的計一元弱酸（堿）溶液中酸（堿）度的計算通常有精確公式，近似公式，最簡公式和算通常有精確公式，近似公式，最簡公式和極弱溶液的計算公式，除精確公式外，其它極弱溶液的計算公式，除精確公式外，其它公式均為精確公式的近似處理的結(jié)果。用這公式均為精確公式的近似處理的結(jié)果。用這些公式計算出

2、來的些公式計算出來的h或或oh與真實值總與真實值總有一個或大或小的差值，即存在一個計算相有一個或大或小的差值，即存在一個計算相對誤差。對誤差。在分析化學(xué)中，在分析化學(xué)中，h或或oh計算允計算允許的相對誤差一般在許的相對誤差一般在5%以內(nèi)。以此為標(biāo)以內(nèi)。以此為標(biāo)準(zhǔn)可以計算各種公式所使用的條件。準(zhǔn)可以計算各種公式所使用的條件。以一元弱酸hb為例，設(shè)其濃度為cmol*l-1離解常數(shù)為ka。在水溶液中存在以下平衡： hb h+b- ka= h+ b-/hb 1h2o h+ oh- kw= h+ oh- 2質(zhì)子平衡等式為： h+= b-+ oh- 3v根據(jù)上述式子，我們可以得到vh+=ka*hb/ h+

3、kw/h+v即h+=4v將 hb=c* h+/（h+ka）v代入4式得： 5 v整理得：h+3+kah+2（ka*c+kw）*h+ka* kw=0 6kwhbka kwh h *c*hkaka l由4式可知，溶液中的h+主要來源于hb的解離和水的解離。當(dāng)酸解離出來的h+遠(yuǎn)大于水解離出來的h+，即kahb kw時kw可以忽略，那么忽略kw帶來的計算誤差e1有多大呢？根據(jù)相對誤 差定義有l(wèi) 當(dāng)要求e15%時， 則計算得，kahb 9.26kw時可以保證與精確式相對誤差小于5%。但由于hb難以求得，可用c代替hb做判斷，即有kac9.26kw。 kwhbkakwhbkahbkae1=當(dāng)所允許相對誤差

4、不同時，經(jīng)計算可得如下關(guān)系 ：相對誤差相對誤差 1%2%2.5%4%5%kac49.3kw24.3kw19.3kw11.8kw9.26kw要求相對誤差在2.5%，此時取kac20即可。得到公式hbkah+= 7v根據(jù)物料守衡有：hb=ch+ oh- 此時，忽略水的電離，即h+ oh-。則有hb=ch+ 代入7式得h+= 8 )h-(cka解方程得h+= 92c*42kakakav若平衡時h+c ，如果以原始濃度c代替平衡濃度 hb，上式可以簡化為最簡公式: c*kavh+= 10 假定用最簡公式10進(jìn)行計算比用近似式8計算時產(chǎn)生e2誤差，根據(jù)相對誤差概念則有: 移項后等式兩邊同除以c，并設(shè)a=

5、c/ka，當(dāng)對所允許的相對差不同時，計算得：2c*42c*4* 22kakakakakakackae2=相對誤差相對誤差 1%2%2.5% 4%5%c/ /ka2130 637417162105要求相對誤差在要求相對誤差在2.5%，此時計算得出，此時計算得出c/ka417，為計算方便可取，為計算方便可取c/ka400。v若hb為極弱酸，水中的電離不能忽略（kac20kw），此時根據(jù) v當(dāng)c較大時，即c/ka400，可用c代替hb，則有kwhbkah+=kwc*kah+= 11v綜上，考慮精確公式中含有ka項，而一元弱酸的ka為一測量值，其本身存在著一個不太小的測量差。為保證用各公式計算出的h+

6、 與溶液中h+真實值基本一致、保持其相對誤差在小于5%的范圍內(nèi)，必須使用各公式計算的h+相對誤差更小一些。通常認(rèn)為保持在土2.5%以下，這樣總結(jié)得： v精確計算公式 h+3+kah+2（ka*c+kw）*h+ka* kw=0使用條件為：kac20 kw c/ka400；2c*42kakakav近似公式h+= 使用條件為：kac20kw；c*kav最簡公式h+=使用條件為：kac 20kw c/ka 400；kwc*kav極稀弱酸計算近似公式h+=使用條件為：kac20 kw c/ka400；以上對一元弱酸hb溶液h+計算公式的近似處理做了說明，對各公式的使用條件僅從理論上做一概括的定性分析。用相對誤差的概念來推導(dǎo)弱酸近似計算的條件是有局限性的，對于復(fù)雜體系，如多元弱酸) （堿)酸式鹽、緩沖溶液等，用相對誤差概念求近似值難以得到滿意效果，事實上，對于復(fù)雜體系來說，ph值的計算只能做個粗略判斷，最關(guān)鍵的要靠實際測量得出。 主要