水溶液的酸堿性及pH計算

1、第三節(jié)第三節(jié) 水溶液的酸堿性及水溶液的酸堿性及pH計算計算一、水的質(zhì)子自遞反應(yīng)一、水的質(zhì)子自遞反應(yīng) 水的質(zhì)子自遞反應(yīng)：水的質(zhì)子自遞反應(yīng)： 水分子是一種兩性物質(zhì)，它既可水分子是一種兩性物質(zhì)，它既可給出質(zhì)子，又可接受質(zhì)子。于是在水給出質(zhì)子，又可接受質(zhì)子。于是在水分子間也可發(fā)生質(zhì)子傳遞反應(yīng)。分子間也可發(fā)生質(zhì)子傳遞反應(yīng)。在一定溫度下水的質(zhì)子自遞反應(yīng)在一定溫度下水的質(zhì)子自遞反應(yīng)（也稱水的電離反應(yīng)）達到平衡時，（也稱水的電離反應(yīng)）達到平衡時，OHOHOHOH322OHOHOHOH223K 質(zhì)子自遞反應(yīng)：發(fā)生在同種溶劑分子之質(zhì)子自遞反應(yīng)：發(fā)生在同種溶劑分子之 間的質(zhì)子傳遞作用。間的質(zhì)子傳遞作用。水的質(zhì)子自遞

2、反應(yīng)可表示如下：水的質(zhì)子自遞反應(yīng)可表示如下：式中的式中的 可看成是一常數(shù)，將可看成是一常數(shù)，將它與它與 合并，得：合并，得： OH2Kw223OHKOHOHK ：水的離子積常數(shù)。：水的離子積常數(shù)。 在一定溫度下，純水中在一定溫度下，純水中H3O+ 離子的平衡離子的平衡濃度與濃度與OH-離子的平衡濃度的乘積為一定值離子的平衡濃度的乘積為一定值（室溫下一般為（室溫下一般為 ） 此關(guān)系也適用于任何水溶液。此關(guān)系也適用于任何水溶液。wK141010wK二、共軛酸堿對的二、共軛酸堿對的Ka與與kb的關(guān)系的關(guān)系現(xiàn)以共軛酸堿對現(xiàn)以共軛酸堿對HB-B-為例進行推導(dǎo)。為例進行推導(dǎo)。共軛酸堿對共軛酸堿對HB-B-

3、 在溶液中存在如下在溶液中存在如下質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)：質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)：OHHBOHBBOHOHHB232 達到平衡時達到平衡時BOHHBHBBOH3baKK以上兩式相乘得：以上兩式相乘得：wbaKKK 共軛酸堿對中的弱酸的共軛酸堿對中的弱酸的Ka，與其共軛堿的與其共軛堿的Kb的乘積等于的乘積等于Kw例例2-1已知已知HAc的的Ka為為1.810-5,計算計算Ac-離子的離子的kb。解：解：Ac-離子是離子是HAc的共軛堿，的共軛堿， 由式由式(2.4)得：得：10514106 . 5108 . 1100 . 1awbKKK三、一元弱酸，弱堿溶液的三、一元弱酸，弱堿溶液的pH值計算值計算 為了簡便起見，

4、對于為了簡便起見，對于H3O+ 離子濃度很低的溶液，常用離子濃度很低的溶液，常用pH（即氫離子濃度的負對數(shù)值）來表示即氫離子濃度的負對數(shù)值）來表示 溶液的酸堿性。溶液的酸堿性。0HlgpH3或或HlgpH7pH 7pH 7pH 中性溶液中中性溶液中 酸性溶液中酸性溶液中 堿性溶液中堿性溶液中 、 、 等是一元弱酸。等是一元弱酸。 、 、 等是一元弱堿。等是一元弱堿。以以 表示弱酸，總濃度為表示弱酸，總濃度為 。HAc4NHHCN3NHAcCNHBc平衡濃度：平衡濃度：BOHOHHB32 OHc3OH3BOHcOHHBBOH3233aK（2.5）（2.6）cKOHcOHca33一元弱酸溶液一元弱

5、酸溶液 的最簡計算公的最簡計算公式，滿足的兩個條件是，式，滿足的兩個條件是，和和 。其計算誤差。其計算誤差 。OH3waKcK20500/aKc%5通常waKcK20一元弱堿溶液一元弱堿溶液 的最簡公式的最簡公式:OHcOHbK（2.7） 的負對數(shù)為的負對數(shù)為 在常溫，水溶液中在常溫，水溶液中 ， ， 。OHpOH14310OHOH14pOHpHpOH14pH例例2-2計算計算298K時，時，0.10mol.L-1HAc 溶液的溶液的pH值。值。解：已知，解：已知， ，500101.760.10kc,20K0.10101.76cK101.76KL0.10moIc5aw5a5a1故用式（故用式（

6、2.6）計算：）計算：92.8)10(1.3lgOHlgpH)L(moI101.300.1101.76cOH33135a3K例例2-3計算計算298k時時0.10mol.L-1NaAc 溶液的溶液的pH值。值。解：解：AcNaNaAcOHHAcOHAc2 5001068. 510. 02010. 01068. 51068. 51076. 11000. 1101610514HAcbwbwbkckckKKk用最簡公式計算：用最簡公式計算：8.885.1214.00pH5.12)10lg(7.5OHlgpOH)(moI.L107.50.10105.68cOH61610bk強酸、強堿在水中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移十分完強酸、強堿在水中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移十分完全，對于總濃度大于全，對于總濃度大于10-6mol.L-1的強的強酸或強堿稀溶液