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1、分清两个概念：分清两个概念：酸度酸度和和酸的浓度酸的浓度酸度：酸度：H+,pH计可测得酸度。计可测得酸度。酸的浓度：可被碱中和的酸的总浓度。酸的浓度：可被碱中和的酸的总浓度。2.4.1 水溶液中酸碱平衡处理的方法水溶液中酸碱平衡处理的方法0.1 mol/L HCl 与与0.1 mol/L HAc 具有不同的具有不同的相同的相同的酸度酸度酸的浓度酸的浓度2.4 酸碱溶液中酸碱溶液中H+的计算的计算 1、物料平衡式、物料平衡式 mass balance equation在平衡状态，某组分的分析浓度等于其各型体的平衡浓度之和的数学表达式。例：解：2、电荷平衡式、电荷平衡式 charge balanc
2、e equation在平衡状态，溶液中正离子所带电荷总数与负离子所带电荷总数相等的数学表达式。例：解：浓度为c3、质子平衡式、质子平衡式 proton balance equation在平衡状态，体系中得失质子的物质的量相等的数学表达式。得到质子平衡式（PBE)的方法：由质子转移关系列出PBE：（1）找出参考水准 reference proton levels,或零水准 zero level of protons。参考水准一般选择参与质子转移且大量存在的物质。MBE,CBE质子转移关系式PBE（2）写出质子转移式：得质子后的产物写在等号左边，失质子产物写在右边。（3）根据得失质子的物质的量相等
3、的原则，写出PBE。列出PBE参考水准：（2）HAc 水溶液H2O,HAc质子转移反应式：PBE：HAc=H+Ac-H2O=H+OH-（1）纯H2O参考水准：质子转移反应式：PBE：列出PBEH2O+H2O=H3O+OH-H2O 列出PBE参考水准：（3）H3PO4水溶液H2O,H3PO4质子转移反应式：PBE：（4）Na2HPO4水溶液列出PBE（5）NH4AcPBE：写出Na2S溶液的PBE写出NaNH4HPO4溶液的PBE1.一元弱酸（一元弱酸（HA）溶液）溶液H+浓度的计算浓度的计算质子条件式H+=OH-+A-代入平衡关系式精确表达式近似处理：当弱酸的浓度不是太小时，可以忽略其本身的电
4、离，近似处理：当弱酸的浓度不是太小时，可以忽略其本身的电离，认为认为HA ca，则上式简化为，则上式简化为条件是什么？条件是什么？ca/Ka 105，误差，误差 5ca/Ka500,误差误差 2.5%进一步近似处理：当酸的进一步近似处理：当酸的Ka不是非常小时不是非常小时，可略去水电离所提，可略去水电离所提供的供的H+,上式进一步简化为：上式进一步简化为：1.近似的条件？近似的条件？caKa10Kw或caKa25Kw误差 5误差 10Kw，则忽略水的电离若cb/Kb105，则A-cb3.两性物溶液中两性物溶液中H+浓度的计算浓度的计算(1)酸式盐（酸式盐（HA-）型两性物）型两性物精确表达式如
5、果HA-放出质子与接受质子的能力都比较弱，则可认为HA-c当cKa210Kw时，可忽略水电离提供的H+，略去Kw项，上式简化为若c/Ka110，则分母中的Ka1可以略去，得到最简式：12同时满足条件1和条件2，用最简式若满足条件2，但不满足条件1，即不能忽略水的电离，则计算式为cKa2=0.0510-10.25=10-11.5510Kwc/Ka1=0.05/10-6.38=105.0810故可用最简式10 pH=9.66(2)类两性物质弱碱（A-）弱酸（HB）溶液的pH（KaHAKaHB)近似式最简式（3）弱酸弱碱盐型两性物）弱酸弱碱盐型两性物以NH4Ac为例进行讨论PBEKaNH4+、KbA
6、c-都很小，故可认为NH4+c,Ac-c体系类似于两性物HA-，近似处理的规则一样pKHAc=4.74,pKNH4+=9.24例：求例：求0.10 mol/L NH4Ac 溶液的溶液的pH。pKHAc=4.74,pKNH4+=9.24对于弱酸弱碱盐形成的两性物质，Ka2相当于两性物质中酸组分的Ka值，Ka1相当于两性物质中碱组分的共轭酸的Ka值cKa2=0.110-9.2410Kwc/Ka1=0.1/10-4.7410故可用最简式Ka1KaHAcKa2KaNH4+（4）氨基酸型两性物质子条件Ka2=2.510-10,Kb2=2.210-12,说明给出质子和得到质子的能力都很弱，可认为NH3+C
7、H2COO-c若浓度为0.10mol/l，此题应用哪个计算式？4.一元强酸溶液一元强酸溶液pH的计算的计算以c mol/l盐酸为例，该溶液的PBE为忽略水电离出的H+5.一元强碱溶液一元强碱溶液H+的计算的计算对应于一元强酸溶液体系，将H+换成OH-6.二元弱酸溶液二元弱酸溶液H+的计算的计算浓度为Ca mol/L 的 H2A溶液精确式精确式例：计算0.10molL-1 H2C2O4 溶液的pHH2C2O4 的Ka15.3710-2,Ka2=5.3710-57.二元弱碱可同样处理，将Ka换成相应的Kb,H+换成OH-例：计算0.10 mol/L Na2CO3溶液的pH。已知：Ka1=4.2 1
8、0-7,Ka2=5.6 10-11。pOH=2.37,pH=11.638.混合酸溶液（1）两弱酸混合溶液弱酸HA 与HB，浓度为cHA 和cHB,解离常数分别为KHA,KHB.溶液呈酸性，可以忽略，整理后得两种酸较弱时，两者离解出的H+相互抑制，可忽略其解离，则HA=cHA，HB=CHB,计算一元混合酸溶液H+的最简式：计算0.10molL-1HF 和0.20molL-1 HAC 混合溶液的pH 已知 HF的Ka=6.610-4，HAC 的Ka=1.810-59.两一元弱碱溶液pH值的计算，类似于两一元弱酸体系（2）强酸与弱酸混合：）强酸与弱酸混合：例如例如 a mol/L HCl+Ca mo
9、l/L HAcPBE：例：求例：求0.10 mol/L H2SO4溶液的溶液的H+。解：解：10.强碱与一元弱碱混合溶液的pH计算类似于强酸与一元弱酸体系11.共轭酸碱体系（HA+A-）pH的计算应用近似式2.4 缓冲溶液缓冲溶液(Buffer solution):能保持溶液pH相对稳定的溶液。特点:在适度范围内既能抗酸,又能抗碱,适当稀释或浓缩,溶液的pH改变很小.组成:弱酸+其共轭碱 HAc-Ac-,H2CO3-HCO3-弱碱+其共轭酸 NH3-NH4+缓冲溶液pH的计算缓冲溶液的pH首先取决于弱酸的解离常数Ka,同时又与Ca和Cb的比值有关.对于弱碱及其共轭酸组成的缓冲体系,其pOH为有
10、50mL含有0.10molL-1 HAc和0.10molL-1 NaAc的缓冲溶液,试求:(1)该缓冲溶液的pH;(2)加入1.0molL-1的HCl0.10mL后,溶液的pH.加入1.0molL-1的HCl 0.10mL后,所解离出的H+与Ac-结合生成HAc分子,溶液中的Ac-浓度降低,HAc浓度升高,此时,溶液体系中:从计算结果可知,加入少量的盐酸后,溶液的pH基本不变.缓冲容量任何缓冲溶液的缓冲能力有一定的限度.对于每一种缓冲溶液,只有在加入的酸碱的量不大时,或将溶液适当稀释时,才能保持溶液的pH基本不变或变化不大.溶液的缓冲能力用缓冲容量来表示缓冲容量缓冲容量(buffer capa
11、city)(buffer capacity)的大小取决于缓冲的大小取决于缓冲体系共轭酸碱对的浓度及其浓度比值体系共轭酸碱对的浓度及其浓度比值.在浓度较大的缓冲溶液中在浓度较大的缓冲溶液中,当缓冲组分浓度比为当缓冲组分浓度比为1:11:1时时,缓冲容量最大。缓冲容量最大。常用的缓冲体系各组分的浓度在常用的缓冲体系各组分的浓度在0.1-1.0molL-10.1-1.0molL-1共轭酸碱对浓度比在共轭酸碱对浓度比在0.1-10,0.1-10,为缓冲体系最有效为缓冲体系最有效的缓冲范围的缓冲范围.此时，对应的缓冲体系的此时，对应的缓冲体系的pH=pKpH=pKa a1,1,pOHpOH=pK=pKb
12、 b1 1。各体系的相应的缓冲范围显然决定于它们的各体系的相应的缓冲范围显然决定于它们的K Ka a 和和K Kb b.在实际配制一定在实际配制一定pHpH缓冲溶液时缓冲溶液时,为了使共轭酸碱为了使共轭酸碱对浓度比值为对浓度比值为1,1,则要选用则要选用pKpKa a(或或pKpKb b)等于或接等于或接近于近于pHpH或或pOHpOH的共轭酸碱对的共轭酸碱对.对于HAcNaAc,HCOOH-HCOONa和H3BO3-NaH2BO3 的缓冲体系,若要配制pH=4.8的酸碱缓冲溶液,问:(1)应选择何种体系为好?(2)现有12mLc=6.0molL-1HAc溶液,欲配成250mL的酸碱缓冲溶液,
13、应取固体NaAc3H2O多少克?已知 pK(HCOOH)=3.75,pK(HAc)=4.76,pK(H3BO3)=9.24如选用HCOOH-HCOONa体系,则如选择HAc-NaAc体系,则如选择H3BO3-NaH2BO3,则浓度比值接近1,缓冲能力最大缓冲能力丧失2)根据选择,如果要配制250mL pH=4.8 的酸碱缓冲溶液,则,应称取NaAc3H2O 11g在烧杯中盛放20.0 ml,0.10 molL-1 氨水溶液，逐步加入0.10 molL-1 HCl 溶液。试计算：(1)当加入10.0ml HCl后，混合溶液的pH值,(2)当加入20.0ml HCl后，混合物溶液的pH值,(3)当加入30.0ml HCl后，混合物溶液的pH值 pKa(NH4+)=9.26解：解：（1）加入10.0 ml HCl 后，各物质的浓度为：加入后这个体系变成了由 NH3H2O-NH4Cl 组成的缓冲体系，其pH 值可按下列公式计算：（2）加入20.0ml HCl 后，该体系为NH4Cl 的单一体系 pH=5.27(3)混合后，各物质的浓度为：0 与多余的HCl 相比，NH4Cl 的水解可以忽略，因此溶液的H+主要由HCl 提供，其pH值为：1.7