分析化学2005年四川省化学竞赛教练员培训资料整理--资料(8)

酸度，并随之确定各有关组分的平衡浓度。下面我们主要就计算中的简化处理问题进行一些讨论。

（一）一元弱酸酸度的计算

以浓度为Cmol.L-1 的一元弱酸HA的水溶液为例： 反应式为 HA+H2O=H3O+A PBE为 [H]＝[A]+[OH] 可表达成 ?H???整理得：

+

--+

-

?H??Ka?KaC??H??Kw

?H??3?KaH???2??Ka?C?Kw?H??KaKw?0

??这个一元三次方程是酸度的精确解。实际计算时，由于采用的常数往往都有百分之几的测量误差，故精确求解在实际计算时往往是不必要的，可按下面几种情况予以简化：

由PBE ?H??2?Ka?HA??Kw

如果酸不是太弱 Ka?HA??KaC?20Kw，则可以略去Kw，即忽略由水离解而产生的H3O+，这样处理引起的误差不会超过5％。

?H?C 即?H??Ka?HA??Ka??H??Ka?2???H?????Ka?Ka2?4KaC (条件：Ka?C?20Kw )

2如果HA的浓度较高，而酸的强度较低，定量的要求C/Kw≥500，则可以忽略HA的离解，认为[HA]=C,故

?H???Ka?C ?条件 Ka?C?20Kw,C/Ka?500?

KaC?Kw ?条件：C/Ka?500?

故弱的稀酸可由下式求解?H???只要将以上推导的计算式中的[H]换成[OH],Ka换成Kb，即可对一元弱碱的酸度进行计算了。

多元弱酸的酸度计算也常常简化成一元弱酸，故也可应用上面推导出的公式。 例题：求1.0×10-4mol.L-1NaCN水溶液的酸度。

按照质子理论的观点，NaCN为一元弱碱，其共轭酸HCN，Ka=6.2×10-10，故NaCN的Kb＝Kw/Ka=1.6×10-5

?Kb?C?20Kw C/Kb?500?OHKb2?4KbC2

+-

?????Kb???1.6?10?5??1.6?10??52?4?1.6?10?5?1.0?10?42

＝3.3×10-5mol.L-1

故pH=pKw-pOH=14.0-4.48=9.52

（二）强酸和弱酸混合水溶液pH值的计算

设溶液中含有强酸HCl和弱酸HA，其浓度分别为CHCl和CHA，其质子等衡式可列出：

HCl HA -H+ Cl+ - -

A+H H2O -H+ -HOH- H3O+

PBE为 [H+]=[Cl-]+[A-]+[OH-]=CHCl+[A-]+[OH-] 溶液为酸性，一般[OH-]可略去不计，故：

[H+]= CHCl+[A-]= CHCl+ 整理后求解： [H] =

+

??Ka?CHA ?H?Ka(CHCl?Ka)?(CHCl?Ka)2?4Ka(CHCl?CHA)2

当然，如果CHCl > 20[A-]，则由弱酸离解而产生的H+可以忽略不计，计算简化成： [H+]= CHCl

即酸度完全由强酸来决定了。一般情况下常按此式计算混合酸的酸度。 例题：计算0.10mol·L-1H2SO4水溶液的酸度。 解析：我们知道，硫酸分两步给出质子： H2SO4 H++ HSO4-