书写质子条件式的最简单方法

1、书写质子条件式的最简单方法图示法王嘉霖（川北教育学院化学系）1 方法要点图示法直接书写 PBE 的方法要点如下：选好质子基准态物质。质子条件式表示在质子传递反应中得失质子数相等，显然在构成质子条件时，必需 选择适当的物质作为参考物质， 称为质子基准态物质 （或称质子参考水平、 或零水平） 质子基准态物质就是溶液中大量存在的并参与质子转移的物质。 通常是原始酸碱组分和 溶剂分子，（绘出示意图，将质子基准态物质列入图中方框内）。以质子基准态物质为准，列出得失质子后的产物及得失质子的数目。 与质子基准态物质相比，质子数多的就是质子产物（标在示意图方框的左边，用箭 头连接起来） ，质子数少的已经失质子

2、产物 （标在示意图方框的右边， 用箭头连接起来） 在箭头上方标明各个质子基准态物质转化为产物时得失质子的个数。根据得失质子等衡原理，写出 PBE。所有能得失质子后的产物写在左端，所有能失质子后的产物写在右端， 再加上等号 即得 PBE。说明两点：正确的 PBE 中应不含有基准态物质本身的有关项；处理多级离解 关系的物质时，用得质子的个数作为该物质平衡浓度前的系数（见例5 等）2 各类溶液的质子条件2.1 一元弱酸溶液的质子条件例 1 写出 HA （A 代表 CH3COO、CN等）溶液的 PBE。解 用图示法书写 PBE 。首先，要了解溶液中的酸碱平衡情况，写出有关酸碱平衡 式，在 HA 溶液中

3、质子转移情况是HA与 H2O间质子转移 HA+H 2O H3O+AH2O分子间质子转移 H2O+H2O H3O+OH其次，选出 HA溶液中大量存在并参与质子转移的物质HA和 H2O， HA失质子而生成 A；H2O既可得质子而生成 H3O+，也可以失质子而生成 OH，于是质子转移情况可图示如下：第三、根据得失质子数相等原理，可按下法写出HA溶液的 PBE：左边各项相加右边各项相加（得质子各项相加）（失质子各项相加）即 c（H 3O+）=c（A ）+c（OH） （H3O+可简化为 H+）式中 c（H 3O+）是水得质子后的产物的浓度， c（A）和 c（OH）分别是 HA和 H2O失去质子 后的产物

4、的浓度，若两端乘以溶液体积，就表示得失质子的物质的量相等。由上可见，质子条件式中不出现质子基准态物质。例 2 写出 NH4Cl 溶液的 PBE。解 在 NH4Cl 溶液中存在如下平衡：NH4Cl NH4+Cl NH4+H2O NH3+H3O+ H2O H+OH H2O+H+ H3O+选 NH4+、H2O为基准态物质， Cl 虽然大量存在，但不参与质子传递，不能作为基准态物质，故 NH4Cl 可按一元弱酸处理，溶液中质子转移情况如下：PBE为 c（H +）=c（NH3）+c（OH）从上式得知， PBE中各项，即可以是带电荷的离子的平衡浓度，也可以是不带电荷 的分子的平衡浓度，这就有别于电荷平衡式

5、。一元弱酸溶液的 PBE中 c（H+） 等于两项之和，一项是 H2O电离出等量的 H+和 OH，另 一项是弱酸（ HA或 NH4+）电离出等量的 H+和 A或 NH32.2 一元弱碱溶液的质子条件例 3 写出 NH3 溶液的 PBE。解 选 NH3、H2O为基准态物质，溶液中质子转移情况如下：PBE为： c（NH4+）+c（H +）=c（OH）例 4 写出 NaA（A 代表 CH3COO、CN等）溶液的 PBE。解 选 A、 H2O为基准态物质， Na+虽然大量存在，但不参与质子传递，不能作为基 准态物质，故 NaA可按一元弱碱处理，溶液中质子转移情况如下：PBE为 :c（HA）+c（H +）

6、=c（OH）一元弱碱溶液的 PBE中，c（OH）等于两项之和，一项是 H2O电离出等量的 H+和 OH， 另一项是 NH3或 A 从 H2O获得质子后产生等量的 OH和 NH4+或 HA。2.3 多元弱酸溶液的质子条件例 5 写出 H3PO4 溶液的 PBE。解 选 H3PO4、 H2O为基准态物质，溶液中质子转移情况如下+ 2 3PBE为 c（H +）=c（H 2PO4）+2c（HPO42）+3c（PO43）+c（OH ）在上式失质子产物中， HPO42是 H3PO4 失去两个质子后的产物， PO43是 H3PO4失去 3 个质子后的产物， 故在质子条件式中 c（HPO42） 和 c（PO

7、4 3） 前必须分别乘以失质子的个数 2和 3，才能保持得失质子数是相等的。2.4 多元弱碱的质子条件例 6 写出 Na2A（A2-代表 S2、CO32、C2O42等） 溶液的 PBE。 解 选 A2、H2O为基准态物质，溶液中质子转移情况如下：PBE为： c（H +）+c（HA ）+2cH2A）=c（OH）2.5 两性物质溶液的质子条件2.5.1 多元酸的酸式盐2-222 例 7 写出 NaHA （A2-代表 S2、CO32、C2O42等） 溶液的 PBE。 解 选 HA 、 H2O为基准态物质，溶液中质子转移情况如下：2.5.2 弱酸弱碱盐例 8 写出 NH 4A 溶液的 PBE解 选 N

8、H4+、 A、H2O为基准态物质，溶液中质子转移情况如下：两性物质在溶液中既起酸的作用，又起碱的作用， 其处理方法实际上是弱酸和弱碱 的合并。在两性和盘托出的 PBE 中，左端为原始酸碱组分（酸式酸根离子或A ）和水得质子的平衡浓度之和， 右端为原始酸碱组分 （酸式酸根离子或 NH 4+）和水失去质子物 质的平衡浓度之和。因此， PBE 反映了酸碱平衡体系中得失质子的严密的数量关系，它 是处理酸碱平衡问题的依据，对于组成较为复杂的两性物质，其 PBE 也易用图示法写 出。例 9 写出 NaNH 4HPO4 溶液的 PBE。解 选 NH4+、HPO42、 H2O为基准态物质，溶液中质子转移情况如下：PBE：c（H+）+c（H2PO4）+2c（H3PO4）=c（NH3）+c（PO43）+ c（OH）2.6 强酸强碱溶液的质子条件 例 10 写出盐酸溶液的 PBEPBE为：c（H+）c（Cl）+c（OH）例 11 写出 NaOH 溶液的 PBEc（OH）c（H+）+c（Na+）2.7 混合溶液的质子条件下面将两弱酸、弱酸及其共轭碱、弱酸与强酸、弱碱与强碱等的质子条件式分列如 下：两弱酸（ HA+HB ）溶液的 PBEc（H+）c（A ）+c（B ）+c