普化第六章2

姚萍 大一下

作业：P320：1、3；

P330/10； P334/2； P346/1； P346/3； P347/4（表7-5改为表12-4）；

c. 弱酸 HCN: Ka＝4.93×10

－10

与Kw接近，必须考虑H2O自偶电离平衡。

－5

例：求HCN（1.0 × 10

M）的pH值。

－

HCN + H2O H3O++ CN ①

原始浓度 C 0 0 平衡浓度 C－x C x + y x

－

H2O + H2O H3O+ + OH ②

x + y y 物料平衡C ＝ [HCN] + [CN] ≈ [HCN] 电荷平衡 [H3O+] ＝ [CN] + [OH]

－

－

－

CNHOxHO33Ka C x 电离平衡Ka C HCNHO 3

Kw

y Kw H3O OH y H3O HO 3

Ka CKw

H3O x y HO HO

3 3

HO KaC Kw3

2

w

C＝1.0×105 KHCN＝4.93×10

－

－10

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7

HO 1.22 103

pH ＝ 6.91

判断是否是极弱酸的标准：Kw与KaC相比不能忽略

例: 计算 0.10 mol/L H2SO4 溶液的 [H3O+]、[HSO4-] 和[SO42-] ? 已知 HSO4- 的 Ka = 1.2 10-2

解: H2SO4 + H2O H3O+ + HSO4- (完全电离) HSO4-(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + SO42-(aq) 起始 0.1 0.1 0 转化 x x x 平衡 0.1 x 0.1 + x x Ka = x (0.1 + x) / (0.1 x)

x2 + 0.112x 0.0012 = 0, x = 9.85 10-3 (mol/L) ⅱ）一元弱碱与一元弱酸同样处理 如一般弱碱 NH3 Kb＝1.8×105

－

C 400当Kb

－

－3

0.1 M NH3溶液，[OH]＝1.34×10

M

14

1 10 12

HO ＝7.46 10M 3 1.34 10 3

较强弱碱 乙胺 C2H5NH2 Kb＝5.6×104

－

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1.0×10

－4

M乙胺溶液

OH

8.66 10 5

注意：计算[H3O+]的公式中用的是Ka

计算[OH]的公式中用的是Kb

ⅲ）共轭酸碱对的Ka与Kb关系

－

设HA + H2O H3O+ + A Ka (HA, 酸)

－－

A + H2O HA + OH Kb (A-, 碱)

－

－

H

2O + H2O H3O+ + OH

每对共轭酸碱的Ka与Kb可互相换算

例: 已知NH3的Kb＝1.8×105，求NH4+的Ka。

－

NH3 + H2O→NH4++ OH Kb

－

NH4+ + H2O→NH3 + H3O+ Ka

说明NH3和NH4+是一对共轭酸碱，则：

Kw1.0 10 14 10

Ka= 5.56 10 Kb1.8 10 5

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例：计算0.1 M NaAc溶液的pH

－－Ac+ H2O HAc + OH

Kw1.0 10 14 10

Kb= 5.56 10

Ka1.8 10 5

OH用极弱碱计算公式：

∵ KbC＝5.56×10

－11

>>Kw

6

OH 7.48 10可简化为

pOH＝5.13 pH＝14－5.13＝8.87

由此，可以计算各种强酸弱碱盐和强碱弱酸盐溶液的pH。

ⅳ）NH4Ac等一类弱酸弱碱盐

已知NH3碱式解离常数Kb2：1.8 10-5

HAC酸式解离常数Ka1：1.8 10-5

NH4++ H2O NH3 + H3O+

Kw 10

Ka= 5.56 102C－x ≈ C x x－z Kb2

－－

Ac+ H2O HAc + OH

Kw 10

Kb= 5.56 101 C－y ≈ C y y－z Ka1

－

H3O+ + OH 2H2O

x－z y－z 2z

CNH4Ac NH NH HAc Ac NH Ac 4 34

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NH Ac故 4 ， NH3 HAc

HO x z x y y z NH HAc OH 3 3

HO OH则 3 NH3 HAc 0

HO OH故 3

NHKwKw4 HAc NH3

Kb2 Ka1

H3O

Ac OH

NHAcHOOHAcKw Kw 4 3 Kb2 Ka HOOHKaOH11 3

NHKa1Kw 4 2 HO

3

Kb2 Ac

7

HO 1.0 10对NH4Ac水溶液， 3

pH＝7.0

10

HO 5.2 10NH4CN 3

pH=9.3

ⅰ）多元酸的电离平衡

H2S，H2CO3，H2C2O4 二元酸 H3PO4，H3AsO4 三元酸