5.1弱酸弱堿溶液
上一節講了不同的酸堿理論(這一章重點用到酸堿質子理論)和pH值的定義及計算。這一節我們講在弱酸弱堿中的解離平衡
5.1.3弱酸弱堿的解離平衡與解離常數
5.1.3.1電解質:強電解質、弱電解質
強電解質:在水溶液中(或者熔融狀态下)完全電離的電解質,在溶液中完全以離子的形式存在
例:強酸(HCl、H2SO4、HNO3等)/強堿(NaOH、Ba(OH)2等)/鹽類(NaCl、KNO3等)
不考慮溶解度大小,隻要溶解的那部分完全電離就是強電解質,比如BaSO4,其溶解度極小,但溶解的那部分是以鋇離子和硫酸根離子的形式存在,它也是強電解質。
弱電解質:在水溶液中(或者熔融狀态下)部分電離的電解質,在溶液中分子和離子共存的形式存在
例:弱酸(HF、HClO、HAc等)/弱堿(NH3·H2O等)/H2O
5.1.3.2解離平衡
除少數強酸、強堿外,大多數酸和堿溶液都存在解離平衡,其平衡常數稱為解離常數Ka或Kb,其值可由熱力學數據求算,也可由實驗測定。
以一元弱酸為例
解離平衡常數是标準平衡常數的一個特例
對Ka值進行求對數,得到的數值叫做pKa,pKa=-lgKa(和pH的定義很像),并且依據pKa值的大小把酸分為強酸、中強酸(中等強度的酸,簡寫為:中強酸)和弱酸三種。一般認為Ka值大于4的,是弱酸;一般認為Ka值小于4但大于1的,是中強酸;一般認為Ka值小于1的,是強酸
堿也是相同的分類,不同的是它使用的Kb和pKb
5.1.3.3解離度與離子濃度計算
不同教材裡,出于對誤差率要求不同的原因,對c/Ka值的範圍要求也不同
解離度和濃度、解離平衡常數之間的關系式是最常用的公式,但在使用前要區分是酸還是堿。
溶液的酸度(H 離子濃度)常用pH值表示, pH=-lg[c(H ) /cө]
溶液的堿度(OHˉ離子濃度)可用pOH表示。
解離度: α=弱電解質已解離濃度/弱電解質解離前的濃度×100%
舉例如下:例1
弱酸的解離平衡
例2
熟練了之後可以直接套用公式
共轭酸堿對之間的解離常數
共轭酸堿對之間的解離平衡常數之間的關系
比如上例中,铵離子的Ka值是5.65*10-10(5.65乘以10的-10次方),铵離子的共轭堿是NH3,那麼NH3的pKb值是1*10-14/5.65*10-10=1.77*10-5
5.1.3.4解離平衡常數也是一種平衡,可以用熱力學方式求解
弱酸弱堿的解離平衡常數是特殊的标準平衡常數,所以關于标準平衡常數的知識在這裡都可以使用
5.1.3.5多元弱酸弱堿的解離
多元酸:在水溶液中,可以給出2個或者2個以上的H ,就此成為多元酸
H2S,H2CO3,H3PO4等
多元酸的解離特點:分步進行
如果Ka1/Ka2>500以上,在求解pH值的時候,可以不考慮其第二步解離。如果是求解其他值,能否忽略第二步解離要看具體情況。
下一節講弱酸弱堿平衡中的同離子效應和緩沖溶液
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