水溶液的酸碱性及pH计算.docx

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水溶液的酸碱性及pH计算

水溶液的酸碱性及pH计算

—、水的质子自递反应

水的质子自递反应：

水分子是一种两性物质，它既可给出质子，又可接受质子。

于是在水分子间也可发生质子传递反应。

质子自递反应：

发生在同种溶剂分子之间的质子传递作用。

水的质子自递反应可表示如下:

H.O+H.O#+OH

在一定温度下水的质子自递反应

（也称水的电离反应）达到平衡时,

[H/vfoH]

[h2oIh2o]

虫的止L可看成是一常数，将

它与K合并，得：

[h5O*][oH-]=k[H2o]2=K

Kw:

水的离子积常数。

在一定温度下，纯水中H30+离子的平衡浓度与0H•离子的平衡浓度的乘积为一定值

（室温下一般为K'=IOxiO.w）

此关系也适用于任何水溶液。

现以共轨酸碱对HB・B-为例进行推导。

共辄酸碱对HB・B-在溶液中存在如下质子转移反应：

HB+H】O=HQ+B

B'+H.O#HB+OH"

以上两式相乘得:

共觇酸碱对中的弱酸的

与其共觇碱的K方的乘积等于心

i

例24已知HAC的心为1.8X105,计算Ac-离子的&。

解：

Ac•离子是HAC的共轮碱，

由式（24）得：

K,=-^=L01I01_=5.6x10-,°

Kl.8x1（T

u

三、一元弱酸，弱碱溶液的pH值计算

为了简便起见，对于H30+离子浓度很低的溶液，常用pH

（即氢离子浓度的负对数值）来表示

溶液的酸碱性。

pH=-ig[n3o]

pH=7

pH<7

pH>7

中性溶液中酸性溶液中碱性溶液中

HAc、NH「、HCN等是一元弱酸。

NH3、CN、加・等是一元弱碱。

以hb表示弱酸，总浓度为c。

[hq+][b][hO『

[hb]~c-[h5o+]（2-5）

通常K“e20K.

c-[hq]c

[hq卜7^77（26）

一元弱酸溶液M。

]的最简计算公式，满足的两个条件是，"沦2。

心和皿八500。

其计算误差＜5%o

一元弱碱溶液31的最简公式:

[oh卜Jk「c（27）

【OH的负对数为bOH

在常温，水溶液中[hqHoh]=10二

pH+pOH=14,pH=14—pOH。

例2・2计算298K时，O.lOmolL^HAc溶液的pH值。

解:

已知，c=O.I（）mo[LK4-1.76xlO*5

K・c=1.76x10^x0.10>20K•

c0.10

—=>500

ku1.76xlO*5

故用式（2.6）计算:

[h,O+]=J©・c二71.76X10"5xO.l0

=1.3x10'（mol•L1）

pH=-lg[h,O+]=-lg（1.3xJO'3）=2.89

Kw1.00×10-14kb===5.68×10-10KHAc1.76?

×c1=05-.658kb10×

-16×0.10>20kwc0.10=>500-10kb5.68×10

用最简公式计算：

用最简公式计算：

[OH]=-kb×c=5.68×10-10×0.10=

7.5×10-6（moI.L-1pOH=lgOH-=-lg（7.5×10-6=5.12pH=14.00-5.12=8.88

[]

强酸、强酸、强碱在水中的质子转移十分完对于总浓度大于10全，对于总浓度大于-6mol.L-1的强酸或强碱稀溶液，可忽略H的质子酸或强碱稀溶液，可忽略2O的质子自递作用，其中H离子浓度和OH自递作用，其中3O+离子浓度和离子浓度即为c离子浓度即为强酸和c强碱。

可直接求算pH值。

值