《酸堿反應》ppt課件(文件)

　

【正文】 = c [H2CO3]+[HCO3]+[CO32] = c EBE： [H+]+[Na+]=[OH]+[HCO3]+2[CO32] PBE： [H+]+[H2CO3]=[OH]+[CO32] 物料平衡、電荷平衡和質子條件 例： Na2HPO4溶液（濃度 c）質子平衡 MBE： [Na+] = 2c [H3PO4]+[H2PO4]+[HPO42]+[PO43] = c EBE： [H+]+[Na+]=[OH]+[H2PO4]+2[HPO42]+3[PO43] PBE： [H+]+2[H3PO4]+[H2PO4]=[OH]+[PO42] 物料平衡、電荷平衡和質子條件 質子參考水準 ： 選擇 溶液中大量存在并參與質子轉移的 酸堿組分作為參考水準。 解 c= mol/L , Ka= 105, cKa≧ 20Kw , c/Ka500 采用最簡式計算： [H+]=(Kac)1/2 ， pH= 酸堿溶液的 pH的計算 酸堿溶液的 pH的計算 例 :計算 mol/L 一氯乙酸溶液的 pH。 解： c= mol/L, Ka1= 102,Ka2= 105, Ka1Ka2, cKa120Kw, 2Ka2/(cKa1)1/2, 但是 c/Ka1500, 采用近似式計算 。例如： HAcNaAc弱酸及其共軛堿，NH3NH4Cl弱堿及其共軛酸所組成的溶液，當加入少量強酸或強堿時，溶液的 pH改變很小。當 pH，新陳代謝所產生的 CO2就不能有效地從細胞中進入血液（進入血液中的 CO2 在肺中與 O2交換）； pH，在肺中 CO2就不能有效地同 O2交換而排出體外。 dm–3，求該 HAc 溶液的 [H+] 和解離度 a。這種影響叫做 同離子效應 。共軛酸堿的濃度越大， cHAc/cAc的比值相近，緩沖容量越大。 緩沖溶液的種類、選擇和配制 緩沖溶液的配制 例： 欲配制 pH=, cHAc為 mol/L的緩沖溶液，需要NaAc 1 HAcNaA緩沖體系 : pKa＝ ，緩沖范圍 pH= ~ 緩沖容量與緩沖范圍 緩沖溶液種類： (1)標準緩沖溶液 飽和酒石酸氫鉀 ( mo/L), pH= mol/L鄰苯二甲酸氫鉀 mol/L mol/LNa2HPO4, mol/L 硼砂 緩沖溶液的種類、選擇和配制 (2) 常用緩沖溶液 HAcNaAc KH2PO4K2HPO4 緩沖溶液的選擇 (1)對反應無干擾； (2)所需控制的溶液的 pH值必須在緩沖溶液的 有效 pH=pKa177。計算所得溶液的 pH。故平衡常數表達式變為： a( 0 . 2 0 )0 . 1 0xxKx? ???a0 .2 00 .1 0xK ?56a0 .1 0 0 .1 0 1 .8 1 0 9 .0 1 00 .2 0 0 .2 0Kx ? ???? ? ? ? 即 [H+]＝ 10–6 mol 例 ： 如果在 mol 緩沖溶液的作用 ： 許多化學反應和生物化學過程 中，都必須控制溶液的酸度。)1/2 （ Ka 39。 解： c= mol/L , Ka= 1010,cKa20Kw, c/Ka500 采用近似式計算： [H+]=(Kw+Kac)1/2 , pH= 酸堿溶液的 pH的計算 若： Kbc≧ 20Kw，且 c/Kb ≧ 500，則用最簡式 [OH]=(Kbc)1/2 Kbc20Kw，而 c/Kb ≧ 500，則采用 [OH]=(Kw+Kbc)1/2 一元弱堿的 [OH]近似計算公式 2b b b ( K + K + 4 K C )[ O H ] = 2 酸堿溶液的 pH的計算 以 H2B為例，其質子條件為 : [H+]=[HB]+2[B2]+[OH] [H+]={[H2B]Ka1(1+2Ka2/[H+])+Kw}1/2 若： Ka1c ≧ 20Kw， Kw可忽略 ，誤差 5%。 例： 弱酸 HB溶液（濃度為 c）的質子平衡 HB和 H2O大量存在并參與質子轉移 HB＋ H2O H3O+ + B H2O+H2O H3O+ + OH [H3O+]=[OH]+[B] 或 [H+]=[OH]+[B] （ 2）由溶液中得失質子關系求質子平衡 物料平衡、電荷平衡和質子條件 例：二元 弱酸 H2B溶液（濃度為 c）的質子平衡 H2B和 H2O大量存在并參與質子轉移 [H+] = [OH]+[HB]+2[B2] 例： (NH4)2CO3溶液（濃度為 c）的質子平衡 NH4+, CO32和 H2O大量存在并參與質子轉移 [H+]+[HCO3]+2[H2CO3] = [OH]+[NH3] 例： NH4H2PO4溶液（濃度為 c）的質子平衡 NH4+， H2PO4和 H2O大量存在并參與質子轉移 [H+]+[H3PO4] = [OH] + [HPO42]+2[PO43]+ [NH3] 酸堿溶液的 pH的計算 強酸，強堿溶液 濃度較大：直接計算， [H+] = c 濃度較小：如 106mol/L，考慮水的電離。 KCN （ c） KCN = K + + CN CN + H2O HCN + OH H2O H+ + OH EBE: [K+]+[H+]=[CN]+[OH] 或 c+[H+]=[CN]+[OH] 物料平衡、電荷平衡和質子條件 Mg(ClO4)2 （ c） Mg(ClO4)2 = Mg2+ + 2ClO4 H2O H+ + OH [ClO4 ] = 2[Mg2+] = 2c 2[Mg2+] + [H+] = [ClO4] + [OH] Na2CO3 ， H3PO4 ? Σ正離子濃度 電荷值＝ Σ負離子濃度 電荷值 物料平衡、電荷平衡和質子條件 質子平衡方程 (proton balance equation， PBE)：根據酸堿質子理論，達到酸堿平衡時，酸失去質子的量與堿得到質子的量相等，這種數量關系就是質子平衡。 C) 酸堿質子理論 Ka H3PO4 H2PO4 HPO42 多元弱酸 ,弱堿 分級解離，建立各級平衡常數 Ka1 = 103 Ka2 = 108 Ka3 = 1013 H3PO4 H+ + H2PO4 H2PO4 H+ + HPO42 HPO42 H+ + PO43 酸堿質子理論 多元弱酸弱堿 Kb1 = Kw / Ka3 Kb2 = Kw / Ka2 Kb3 = Kw / Ka1 PO43 + H2O HPO42 +