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| 第三节 盐类溶液的PH值 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
作者：佚名 项目来源：不详 点击数： 更新时间：2006-11-12 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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除强酸强碱盐无水解反应外,根据酸碱质子理论,其它各种盐的水解反应,实质由是一种质子转移反应,即酸碱反应.在纯水中,[H+]和[OH-]相等,呈中性.但加入盐的离子和H+及OH-作用后使水中H+或OH-浓度发生改变,故多数盐的溶液显示出酸性或碱性.这种盐的离子与水中H+或OH-作用生成难离解物质,使水中的[H+]或[OH-]发生改变的反应称为盐的水解.由于生成盐和碱强弱不同,水解后酸碱性也有所不同. 一、强碱弱酸盐溶液的PH值 一元强碱弱酸盐溶液,例如 NaOAc 溶液中: NaOAc→Na++OAc－ Na+不与水电离出的OH-结合,它与溶液的酸碱性无关.OAc－是HOAc的共轭碱,与水作用放出OH-使溶液显碱性.
上式的平衡常数,也就是弱碱的离解常数:
表3-5 一些一元弱碱的离解常数(18-25℃)
表3-5 列出了一些一元弱碱的离解常数.通过Kb和碱的浓度c(OAc-的浓度近似地等于盐NaOAc的浓度),即可根据(式2-4)计算溶液中[OH-]及PH值,而不必像经典理论那样通过盐的水解来解释和计算.
使用这个公式的条件是c/Kb≥500. 例3计算0.100mol.L-1naOAc溶液的 pH值.
pOH=-lg[OH-]=-lg7.54*10-6=5.12 pH=14-pOH=14-5.12=8.88 多元弱酸的强碱盐溶液PH值的计算,与一元强碱弱酸盐相类似.因 Kb1》Kb2 ,溶液中[OH-]主要由第一级碱式离解所产生,而第二级碱式离解产生的OH-及弱酸很少,可以忽略.计算时以Kb1代入式(2-4)中之Kb,即可算出[OH-].例如Na2CO3溶液中
设Na2CO3的浓度为0.100mol·L-,c/Kb1=0.100/1.78×10-4＞500,用式(2-4)计算
pOH=2.37 pH=14-2.37=11.63 二、强酸弱碱盐溶液的PH值 一元强酸弱碱盐,例如NH4CL溶液中:
NH4+离子是NH3的共轭酸,它在水中电离: 或简写为 CL-离子不与水电离出的H+结合,它与溶液的酸碱性无关.可认为NH4+就是酸,与水作用放出H+而使溶液显酸性.当c/Ka≥500时,可用式(2-3)计算.
多元强酸弱碱盐例如(NH4)2SO4溶液中PH值的计算,与一元强酸弱碱盐的PH值计算类似. 三、两性物质溶液的PH值 (一)多元酸酸式盐溶液的PH值 多元酸酸式盐中的酸式酸根离子,例如HCO-3在水溶液中的质子转移平衡如下:
式中Ka1和Ka2分别是碳酸的一级和二级离解常数. 对于其他酸式根离子水溶液和PH值,也可以类推得到近似公式.例如对于H2PO4溶液:
对于HPO2-4溶液
从这些近似公式可以看到,这些盐溶液的PH值与浓度无关. 例4 计算0.10mol.L-1 NaHCO3溶液的pH值.已知H2CO3的Ka1=4.30*10-7,Ka1=5.61*10-11. 解:由符合近似条件,故可用近似公式计算. (二)、弱酸弱碱盐溶液的PH值 NH4OAc是两性物质.在溶液中,
根据数学推导,当cKa(NH4+)>20Kw,且c〈20Ka(HOAc)时,计算溶液[H+]的近似公式为: 设NH4OAc浓度为0.100mol.L-1,则
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式中,c为浓盐酸的浓度.PH值可由[H+]计算.
HCO-3作为酸,根据数学推导,当Ka2C＞20KW,且c＞20Ka1时,水的离解可以忽略,且两性物质浓度不是很稀时,HCO-3溶液中[H+]的近似计算式为
(3-9)
(3-10)