1、5.3 酸碱溶液酸碱溶液pH值的计算值的计算5.3.1 强酸强碱溶液强酸强碱溶液5.3.2 一元弱酸弱碱溶液一元弱酸弱碱溶液5.3.3 多元酸碱溶液多元酸碱溶液5.3.4 两性物质溶液两性物质溶液 5.3.5 混合酸（碱）溶液混合酸（碱）溶液第第5 5章章 酸碱滴定法酸碱滴定法返回目录返回目录 对于各种不同的酸碱溶液，推导计算溶对于各种不同的酸碱溶液，推导计算溶液酸度公式的步骤如下：液酸度公式的步骤如下：1.利用溶液中的平衡关系（包括质子平衡、物料平利用溶液中的平衡关系（包括质子平衡、物料平衡、电荷平衡、电离平衡等）列出等式；衡、电荷平衡、电离平衡等）列出等式；2.利用平衡关系将未知项用原始形
2、体的浓度项替代，利用平衡关系将未知项用原始形体的浓度项替代，从而消去未知项；从而消去未知项；3.对于氢离子浓度项的高次方程做合理的近似处理；对于氢离子浓度项的高次方程做合理的近似处理；4.解方程求出氢离子浓度解方程求出氢离子浓度5.3.1 强酸强碱溶液强酸强碱溶液 HOHClHawKcH+2caH+Kw=024H2waaKcc强酸溶液强酸溶液pH精确计算公式：精确计算公式：强酸溶液强酸溶液pH近似计算公式：近似计算公式：OH20ac当当时，时，acH以浓度为以浓度为ca 的盐酸溶液为例，讨论强酸强碱溶液的盐酸溶液为例，讨论强酸强碱溶液pH的计算方法。的计算方法。强碱溶液精确计算公式：强碱溶液精
3、确计算公式：24OH2wbbKcc强碱溶液近似计算公式：强碱溶液近似计算公式：H20bc当当时，时，bcOHOHHNaOHwbKc对于强碱溶液对于强碱溶液，以，以NaOH为例，其质子平衡为为例，其质子平衡为解解:质子平衡式为质子平衡式为 首先近似认为首先近似认为 OH-=1.010-5 molL-1，则则 H+=1.010-9 molL-1，因为因为 cb 20H+故水的解离可以忽略不计，用最简式计算故水的解离可以忽略不计，用最简式计算 HHNaOHbc例题例题5-3 计算计算1.010-5 molL-1 NaOH溶液的溶液的pH15Lmol100.1OHbcpOH=5.00 pH=14.00
4、5.00=9.00例题例题5-4 计算计算2.010-7 molL-1 HCl溶液的溶液的pH 因为因为ca 10Kw,水的解离可以忽略，且水的解离可以忽略，且 所所以可以用一元弱碱的最简式计算以可以用一元弱碱的最简式计算105bKc1610Lmol105.710.0106.5OHcKbpOH=5.13 pH=14.05.13=8.87例题例题5-7 计算计算1.010-4 molL-1NH4Cl溶液的溶液的pH值，值，已知已知5NH108.13K解：解：NH4+是是NH3的共轭酸，所以的共轭酸，所以 10514NH106.5108.1100.14K因为因为 waKcK10106.5100.1
5、106.514410 105aKc且且 ,故水的解离不能忽略，而故水的解离不能忽略，而NH4+本身的解离可以本身的解离可以忽略，即忽略，即NH4+c，所以所以 1-714410Lmol106.2100.1100.1106.5HwaKcKpH=6.59对于二元弱酸对于二元弱酸H2B,其质子平衡式为其质子平衡式为：H+=HB-+2B2-+OH-5.3.3 多元酸碱溶液多元酸碱溶液HHBH2HBHOHB2HBH2222211waaaKKKK将酸碱解离平衡关系式代入上式，得将酸碱解离平衡关系式代入上式，得waaKKK)H21B(HH2221或写为或写为1051aKc24H1112cKKKaaa（近似式
6、）（近似式）1051aKccKa1H（最简式）（最简式）WaKcK101可以忽略水的解离可以忽略水的解离若若05.02H2122cKKKaaa可以忽略弱酸的二级解离可以忽略弱酸的二级解离,则有则有若若HBHH112cKKaa例题例题5-8 计算计算0.10 molL-1 H2C2O4溶液的溶液的pH。解：解：草酸为二元弱酸，已知其草酸为二元弱酸，已知其 52104.6,109.521aaKK因为因为,105,05.02101121,aaaWaKccKKKcK所以，可以忽略水的解离和草酸的所以，可以忽略水的解离和草酸的 二级解离，按一元二级解离，按一元弱酸的近似公式计算：弱酸的近似公式计算：12
7、2222Lmol053.0210.0109.54)109.5(109.524H111cKKKaaapH=1.27 例题例题5-9 计算计算0.10 molL-1 Na2CO3水溶液的水溶液的pH。解：解：按照酸碱质子理论的定义按照酸碱质子理论的定义Na2CO3为二元弱碱，已知其为二元弱碱，已知其41114108.1106.5100.121awbKKK8714104.2102.4100.112awbKKK因为因为 wbKcK10105.0212cKKbb1051bKc所以可用一元弱碱的最简式计算。所以可用一元弱碱的最简式计算。134Lmol102.410.0108.1OH1cKbpOH=2.38
8、 pH=142.38=11.625.3.4 两性物质溶液两性物质溶液 以弱酸弱碱盐以弱酸弱碱盐 NH4Ac 为例，讨论两性物质水为例，讨论两性物质水溶液溶液H+的计算。设溶液中的计算。设溶液中NH4Ac的浓度为的浓度为c，其中，其中的的NH4+能给出质子，作为两性物质的酸组分，其酸能给出质子，作为两性物质的酸组分，其酸解离常数用解离常数用 Ka表示；表示；Ac-能接受质子，作为碱组分，能接受质子，作为碱组分，其共轭酸其共轭酸HAc的酸常数以的酸常数以Ka表示。按照前述方法步表示。按照前述方法步骤推导计算弱酸弱碱盐溶液骤推导计算弱酸弱碱盐溶液H+的公式。的公式。首先写出质子平衡式首先写出质子平衡
9、式 H+=NH3HAc+OH-HAcHHNHH4waaKKKA)NH(H4cKKKKawaa此式为计算弱酸弱碱盐溶液此式为计算弱酸弱碱盐溶液H+浓度的精确式浓度的精确式,可作如下近似处可作如下近似处理。因为理。因为NH4+Ac-c，所以，所以cKKcKKawaa)(HcKcKKaaaH当当 时时 wCaKK10aaKKHaKc10当当 时时对于弱酸弱碱盐对于弱酸弱碱盐WaKcK10aKc10cKcKKaaaH当当时时（近似公式）（近似公式）WaKcK10aKc10aaKKH（最简式）（最简式）当当时时cKKcKKaWaa)H（110aKc21HaaKK（最简式）（最简式）当当时时WaKcK10
10、2cKcKKaaa121H（近似公式）（近似公式）当当时时110aKc 对于酸式盐对于酸式盐HB-cKKcKKaWaa121)H（近似公式）（近似公式）例题例题5-11 计算计算1.010-3 molL-1的丙二酸氢钠溶液的丙二酸氢钠溶液的的pH。已知丙二酸氢钠的。已知丙二酸氢钠的 63102.2,105.121aaKK44.4pHLmol106.3100.1105.1100.1102.2105.1H1-533363121cKcKKaaa因为因为 所以，应该用近似式计算。所以，应该用近似式计算。,10,1012awaKcKcK解：解：丙二酸氢钠属于二元弱酸的酸式盐，丙二酸氢钠属于二元弱酸的酸式
11、盐，例题例题5-13 计算计算0.10 molL-1氨基乙酸溶液的氨基乙酸溶液的pH。解：解：氨基乙酸在溶液中以双极离子形式存在，其解氨基乙酸在溶液中以双极离子形式存在，其解离平衡如下离平衡如下:+H3NCH2COOH +H3NCH2COO-NH2CH2COO-氨基乙酸阳离子氨基乙酸阳离子 氨基乙酸双极离子氨基乙酸双极离子 氨基乙酸阴离子氨基乙酸阴离子Ka1Ka29.5pHLmol101.1105.2105.4H1610321aaKK 因为因为 ,所以用最简式计算所以用最简式计算121010awaKcKcK，且,105.2,105.410321aaKK补充例题补充例题:计算计算0.10molL
12、-1Na2HPO4溶液的溶液的pH值。值。已知已知H3PO4的的 3106.71aK8103.62aK13104.43aKWaKcK10104.410.0104.414133210aKc 解解11014138Lmol108.110.0)10110.04.4(103.6)(H32cKcKKWaa74.9pH 5.3.5 混合酸（碱）溶液混合酸（碱）溶液例题例题5-14 0.010molL-1HCl和和0.010molL-1HAc混合溶混合溶液的液的pH值。已知值。已知HAc的的5108.1aK 混合酸碱溶液的种类是十分繁多的，有强酸和混合酸碱溶液的种类是十分繁多的，有强酸和弱酸、强碱和弱碱、弱酸
13、和弱酸、弱碱和弱碱、弱弱酸、强碱和弱碱、弱酸和弱酸、弱碱和弱碱、弱酸和弱碱等各种不同形式的混合溶液。但是解决问酸和弱碱等各种不同形式的混合溶液。但是解决问题的方法是相同的，在此通过几个具体实例说明计题的方法是相同的，在此通过几个具体实例说明计算混合酸碱溶液算混合酸碱溶液pH的方法步骤。的方法步骤。OHcAHHClc解解因为是酸性溶液，所以水的电离可以忽略。因为是酸性溶液，所以水的电离可以忽略。cA20HClc当当时，时，HAc的解离可以忽略的解离可以忽略1555HAcLmol108.1108.1010.0108.1010.0HAcaaKKc1HClLmol010.0H c例题例题5-15.计算
14、计算0.10molL-1H2SO4溶液的溶液的pH值，已知值，已知,2100.12aK1aK1SOOHSO2HSOH24244c解解124Lmol009.0010.010.0010.010.0H10.0SO22aaKKSO2024c判断是否判断是否22HHaaKKccSO2024c因为因为所以所以122Lmol108.02010.010.08)010.010.0()010.010.0(28)()(H222cKKcKcaaapH=0.96例题例题5-17 计算计算0.10mol.L-1HF和和0.20mol.L-1HAc的混合的混合溶液的溶液的pH值值.)108.1,106.6(54HFHAcKKHHHAcHHFOHAcFHHAcHFWKKK解解若忽略水的电离若忽略水的电离1354HAHAHFHFLmol104.820.0108.110.0106.6HcccKcKBHBHAHAHHcKcK 对于一般的弱酸对于一般的弱酸HA和和HB（近似公式）（近似公式）HAHAHcK（最简式）（最简式）若若HBHBHAHAcKcK
