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普化第六章2

上传者:李民选
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上传时间:2015-04-15
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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

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2

w

C=1.0×105 KHCN=4.93×10

-10

姚萍 大一下

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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

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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

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-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

姚萍 大一下

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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

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2O + H2O H3O+ + OH

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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

姚萍 大一下

例:计算0.1 M NaAc溶液的pH

--Ac+ H2O HAc + OH

Kw1.0 10 14 10

Kb= 5.56 10

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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

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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

姚萍 大一下

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

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3

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Kb2 Ac

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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

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