ph值计算公式要全的包括强酸与强碱等·不等体积,强酸与强酸等·不等体积,强碱与强碱等·不等体积
ph值计算公式要全的
包括强酸与强碱等·不等体积,强酸与强酸等·不等体积,强碱与强碱等·不等体积
许多化学反应(包括生物化学反应)需要在一定的pH值范围内进行,然而某些反应有H+或OH-的生成或消耗,溶液的pH值会随反应的进行而发生变化,从而影响反应的正常进行。在这种情况下,就要借助缓冲溶液来稳定溶液的pH值,以维持反应的正常进行。在无机化学的教学中,为了使学生根据反应所要控制的pH值范围,能正确选择和配制缓冲溶液,就需要要求学生对缓冲溶液pH值的计算公式熟练掌握并能灵活应用。
缓冲溶液pH值的计算公式,根据缓冲溶液的组成大致可分为两大类型。
1 由弱酸及弱酸盐组成的缓冲溶液
设弱酸的浓度为C酸(mol·L-1),弱酸盐的浓度为C盐(mol·L-1),在溶液中存在下列平衡:
HA H+ + A- [1] (P78)
平衡时: C酸-x xC盐+x
Ka°= x(C盐+x)/(C酸-x)
x = [H+] = Ka°(C酸-x)/(C盐+x)
由于Ka°值较小,且因存在同离子效应,此时x很小,因而C酸-x≈C酸,C盐+x≈C盐,所以
[H+] = Ka°C酸 / C盐
将该式两边取负对数:
-log[H+] =-logKa°-logC酸 / C盐,所以
pH = pKa°-logC酸 / C盐
(1)
这就是计算一元弱酸及弱酸盐组成的缓冲溶液pH值的通式。
2 由弱碱及弱碱盐组成的缓冲溶液
设弱碱的浓度为C碱(mol·L-1),弱碱盐的浓度为C碱(mol·L-1),在溶液中存在下列平衡:
B + H2O BH+ + OH- [2] ( P140)
平衡时: C碱-x C盐+xx
Kb°= x(C盐+x)/ (C碱-x)
x = [OH-] = Kb°(C碱-x)/ (C盐+x)
由于Kb°较小,且因存在同离子效应此时x很小,因此C碱-x≈C碱,C盐+x≈C盐,所以,[OH-] = Kb°C碱 / C盐 将该式两边取负对数:
-log[OH-] =-logKb°-logC碱 / C盐
pOH = p Kb°-logC碱 / C盐
又因pH = 14 - pOH,所以
pH = 14 -pKb°+ logC碱 / C盐
(2)
这就是计算一元弱碱及弱碱盐组成的缓冲溶液pH值的通式。
以上两种类型的缓冲溶液由于组成不同,其计算pH值的公式也不相同。这就给教师的教学和学生的学习带来一定困难。如果我们将这两种不同类型的缓冲溶液用酸碱质子理论进行处理,就可将这两种计算pH值的公式统一起来。讨论如下:
对于弱酸及弱酸盐组成的缓冲溶液,如HAc-NaAc缓冲溶液,根据酸碱质子理论Ac-可以接受质子是碱,而HAc可以给出质子是酸,它们是一共轭酸碱对。设Ac-的浓度为C碱(mol·L-1),HAc的浓度为C酸(mol·L-1),在溶液中存在下列解离平衡。
HAc H+ + Ac-
平衡时:C酸-x x C碱+x
Ka°= x(C碱+x)/ (C酸-x)
x = Ka°(C酸-x)/ (C碱+x)
因Ka°值较小,且因存在同离子效应,此时x很小,因而C酸-x≈C酸,C碱+x≈C碱,所以
x = [H+] = Ka°C酸 / C碱
将该式两边取负对数,得
-log[H+] =-logKa°-logC酸 / C碱
pH = p Ka°-logC酸 / C碱
(3)
对于弱碱及弱碱盐组成的缓冲溶液,如NH3-NH4+缓冲溶液。根据酸碱质子理论,NH3可以接受质子是碱,而NH4+可以给出质子是酸,它们是一共轭酸碱对。设NH3的浓度为C碱(mol·L-1),NH4+的浓度为C酸(mol·L-1),在溶液中存在下列平衡。
NH4+ H+ + NH3
平衡时:C酸-x x C碱+x
Ka°= x(C碱+x)/ (C酸-x)
x = Ka°(C酸-x)/ (C碱+x)
因Ka°值较小,且因存在同离子效应,x很小,C酸-x≈C酸,C碱+x≈C碱,所以
x = [H+] = Ka°C酸 / C碱
将该式两边取负对数,得:
-log[H+] =-logKa°-logC酸 / C碱
pH = p Ka°-logC酸 / C碱
(4)
NH4+的Ka°一般化学手册上没有直接列出,但我们可根据共轭酸碱对的Ka°与Kb°的关系,Ka°= Kw°/ Kb°,即可以根据NH3的Kb°就可求出共轭酸NH4+的Ka°。
通过上面的讨论可以看出(3)与(4)式完全相同,这样我们就将两种不同类型的缓冲溶液pH值的计算公式统一起来了。这对我们的教学十分便利,它不但简化了公式的推导过程,也减少了公式的个数。这样既便于教师的教学,也便于学生的理解和记忆。
pH的计算之一
常用H+浓度来表示溶液的酸碱性,当[H+]小于1mol·L-1时,为了使用方便,常用氢离子浓度的负对数,即-lg[H+]来表示溶液的酸度,并称为pH,即pH= -lg[H+]。
任何物质的水溶液中[H+]·[OH-]=Kw,室温时Kw=1×10-14。纯水中[H+]=[OH-]=10-7mol·L-1,则pH= -lg[H+]=7。在其他中性溶液中[H+]=[OH-]=10-7mol·L-1,pH也为7;酸性溶液中[H+]>[OH-],其pH<7;碱性溶液中[H+]<[OH-],其pH>7。氢氧离子浓度的负对数也可表示为pOH,则溶液的pH + pOH = 14,pH=14 - pOH。计算溶液的pH关键在于正确求出各种溶液的[H+],具体计算如下:
例1 计算0.01mol·L-1盐酸溶液的pH。
解 盐酸是强电解质,在水中全部电离[H+]=0.01mol·L-1pH=-lg[H+]=-lg 0.01=2
答 该溶液的pH为2。
例2 计算c=0.1mol·L-1醋酸溶液(电离度α=1.34%)的pH。
解 醋酸是弱电解质在水中部分电离
[H+]=α·C=1.34%×0.1
=1.34×10-3(mol·L-1)
pH= -lg[H+]=-lg 1.34×10-3=2.87
答 该溶液的pH为2.87。
例3 计算c(NaOH)=0.1mol·L-1氢氧化钠溶液的pH。
解 NaOH为强电解质在水中全部电离
[OH-]=0.1mol·L-1
pH= -lg[H+]=-lg10-13=13
另一算法:
pH=14-pOH=14-(-lg[OH-])=14-1=13
答 该氢氧化钠溶液的pH为13。
例4 某溶液的pH=5求该溶液的H+和OH-的浓度。
解 pH=5=-lg[H+] [H+]=10-5(mol·L-1)
答 该溶液的H+浓度为10-5mol·L-1,OH-的浓度为10-9mol·L-1
pH的计算之二
1.简单酸碱溶液的pH
由pH= -lg[H+],只要求得[H+]即可。
(1)一元强酸:[H+]=C酸 二元强酸:[H+]=2C酸
弱酸:[H+]=Cα,再求pH。
(2)一元强碱[OH-]=C碱,二元强碱:[OH-]=2C碱,
2.强酸,强碱的稀释
(1)强酸稀释过程pH增大,可先求稀释后溶液的[H+],再求pH。
(2)强碱稀释后pH减小,应先求稀释后,溶液中的[OH-],再求[H+],才能求得pH。
(3)极稀溶液应考虑水的电离。
酸溶液pH不可能大于7,碱溶液pH不可能小于7。
3.强酸、强碱溶液的混合
等体积混合时:
若pH相差2个单位以上“pH混=pH小+0.3”
若pH相差1个单位“pH混=pH小+0.26”
(2)两强碱混合:
等体积混合时:
若pH相差2个单位以上“pH混=pH大-0.3”
若pH相差1个单位“pH混=pH大-0.26”
(3)强酸、强碱溶液混合:
若恰好中和,溶液pH=7。
再求[H+]混,再求pH。
……你要问的是酸碱溶液混合,等体积与不等体积的情况怎么计算PH值是吧?
表示这里有例子,万变不离其宗,把氢离子和氢氧根离子该抵消的抵消之后,算混合后氢离子的浓度带入PH=-lg[H+]这个公式就好了
pH=-log[H+]
你先算出来氢离子的浓度,然后套公式就好了
浓度的计算,(H+摩尔数-OH摩尔数)/酸碱溶液体积和