《分析化学》课件-4.4.2溶液pH计算

酸碱溶液pH计算基本思路质子条件物料平衡电荷平衡

酸碱平衡关系[H+]的精确表达式近似处理[H+]的近似计算式和最简式对于碱，只需将公式中[H+]换为[OH-];Ka换为Kb即可以酸为例推导公式允许相对误差±5%

酸碱溶液pH计算酸碱溶液的几种类型一.强酸（碱）

二.一元弱酸（碱）HA

多元弱酸（碱）H2A,H3A三.两性物质HA-四.共轭酸碱

HA+A-五.混合酸（碱）

强+弱.弱+弱1、

强酸（碱）溶液强酸(HCl)强碱(NaOH):最简式:[H+]=cHClc≥4.7×10-7mol/L最简式:[OH-]=cNaOH

c≥4.7×10-7mol/L(1)caKa≥10Kw（Kw可略）

(2)ca/Ka

≥105

（ca=[HA]）

(3)caKa≥10Kw,ca/Ka

≥105

[H+]＝Ka[HA]+Kw精确表达式：[H+]＝Ka(ca-[H+])[H+]＝Kaca+Kw(最简式)[H+]＝Kaca2、弱酸(碱)溶液

一元弱酸(HA)[H+]

+Ka

ca[H+][HA]=一元弱碱用Kb

代替Ka，[OH-]代替[H+]直接求出：[OH-],

再求[H+]

pH=14-pOH(1)cbKb≥10Kw:

(2)cb/Kb

≥105

:

(3)cbKb≥10Kw,cb/Kb

≥105

:[OH-]＝Kb(cb-[OH-])[OH-]＝cbKb

+Kw(最简式)[OH-]＝cbKb精确表达式:[OH-]

=Kb[B-]

+

Kw[H+]=caKa1(1+)

多元弱酸溶液二元弱酸(H2A)

2Ka2[H+]=Ka1[H2A](1+)+Kw[H+]精确表达式：（1）caKa1≥10Kw

，Kw可略[H+]=Ka1[H2A](1+)2Ka2[H+]（2）caKa1≥10Kw

，ca/Ka1

≥105

（ca=[H2A]）2Ka2[H+]（3）caKa1≥10Kw，ca/Ka1

≥105，

≤1（

可略）2Ka2[H+]2Ka2[H+][H+]＝caKa1(最简式)（1）cKb1≥10Kw

，Kw可略[OH-]=Kb1[A2-](1+)[OH-]=cbKb1(1+)

二元弱碱

2Kb2[OH-]=Kb1[A2-](1+)+Kw[OH-]精确表达式：2Kb2[OH-]（2）cKb1≥10Kw

，c/Kb1

≥105

（cb=[A2-]）（3）cKb1≥10Kw

，c/Kb1

≥105，

≤1（

可略）2Kb2[OH-]2Kb2[OH-][OH-]＝cKb1(最简式)2Kb2[OH-]3、两性物质溶液两性物质：在溶液中既起酸(给质子)、又起碱（得质子）的作用多元酸的酸式盐Na2HPO4,NaH2PO4,

弱酸弱碱盐NH4Ac氨基酸精确表达式:

酸式盐NaHA[H+]＝Ka1(Ka2[HA-]+Kw)Ka1+[HA-]Ka1>>Ka2,[HA-]≈c

[H+]=Ka1(Ka2

c＋Kw)Ka1+cKa1>>Ka2,cKa2≥10Kw

（Kw可忽略）[H+]=Ka1Ka2

c

Ka1+cKa1>>Ka2,cKa2≥10Kw

，c≥10Ka1（“Ka1”可略）最简式[H+]＝Ka1Ka2弱酸弱碱盐NH4AccKa’

>10Kwc>

10Ka[H+]＝Ka(Ka’c+Kw)

Ka1+c[H+]=

KaKa’cKa+c[H+]＝KaKa’Ka’NH4+KaHAc精确表达式:cKa’

>10Kw(最简式)氨基酸H2N-R-COOHcKa2

>10Kwc/Ka1>10[H+]＝Ka1Ka2cKa1+c[H+]＝Ka1(Ka2c+Kw)

Ka1+c[H+]＝Ka1Ka2精确表达式:pH=pKa+lg

cbcapH<6(酸性),略去[OH-][H+]=Kaca-[H+]+[OH-]cb+[H+]-[OH-][H+]=Kaca-[H+]cb+[H+][H+]=Kaca+[OH-]cb-[OH-]pH>8(碱性),略去[H+]若ca

≥20[H+];

cb

≥20[H+],

或ca

≥20[OH-];

cb

≥20[OH-],最简式[H+]=Ka

cacb4.共轭酸碱体系计算方法：(1)先按最简式计算[OH-]或[H+]。(2)再计算[HA]或[A-],看其是否可以忽略.如果不能忽略,再按近似式计算。通常情况下，由共轭酸碱对组成的缓冲溶液可以用最简式直接计算pH

强酸(HCl)+弱酸(HA)忽略弱酸的离解:[H+]≈cHCl

(最简式)5.混合酸碱体系Kw[H+]=cHCl++KacaKa+[H+][H+]

强碱(NaOH)+弱碱(B-)忽略水和弱碱的离解:[OH-]≈c(NaOH)(最简式)Kw[OH-]=cNaOH++KbcbKb+[OH-][OH-]两弱酸(HA+HB)溶液[HA]≈cHA[HB]≈cHBKwKHA[HA][H+]=++KHB[HB][H+][H+][H+][H+]＝KHAcHA[H+]＝KHAcHA+KHBcHBKHAcHA>>KHBcHB弱酸+弱碱(HA+B-)溶液[HA]≈cHA[B-]≈cHBKw[H+][B-][H+]+=+KHA