【正文】 質(zhì)子條件 物料平衡方程 (mass balance equation ： MBE） 在一個化學平衡體系中，某組分的總濃度等于各組分的平衡濃度之和。 ? 若用 c0 表示醋酸溶液的起始濃度，則有： a[ H ][ A c ][ H A c ]K??－? 2a0[ H ][ H ]Kc??? ? 當電離平衡常數(shù) Ka 很小，酸的起始濃度 c0 較大時，則有 c0?[H+] ，于是上式可簡化成 ： 適用條件： ① c0 ＞ 500 Ka? ； ② 一元弱酸體系 。用 I 表示溶液的離子強度，則： 212 iiI c z??式中 zi 表示溶液中 i 種離子的電荷數(shù)， ci 表示 i 種離子的的摩爾濃度，離子強度 I 的單位為 mol 水溶劑： H2O H+ + OH 液氨溶劑： 2NH3 NH4+ + NH2（液氨） NH4Cl NH4+ + Cl NaNH2 Na+ + NH2 酸堿反應： NH4Cl + NaNH2 － NaCl + NH3 經(jīng)典酸堿理論的擴展 局限性： 僅適用于溶劑能離解系統(tǒng)，例如水、 氨、 醇、冰乙酸、丙酮等體系 酸堿質(zhì)子理論 (1) 酸： 凡在反應中能給出質(zhì)子的物質(zhì)為酸。Debye)和休克爾 (E通常用下式表示： a = γ c 式中 : a 表示活度， c 表示濃度， γ 稱為活度系數(shù)。 dm–3 HAc 溶液的 [H+] 和離解度； b) 計算 10–3 mol (c 106mol/L) 強酸 (c106mol/L) 強堿 例： 計算 107mol/L HCl溶液的 pH值 解： c 106 mol/L, [H+]= [c+(c2+4Kw)1/2]/2 = 107 mol/L, pH= 2w+ ( c + c + 4 K )[ H ] = 22w ( c + c + 4 K )[ O H ] = 2 酸堿溶液的 pH的計算 一元弱酸，弱堿溶液 [H+]2+Ka[H+]cKa= 0 ， cKa≧ 20Kw，且 c/Ka≧ 500，則用最簡式 [H+] = (Kac)1/2 cKa20Kw，而 c/Ka≧ 500，則采用 [H+] = (Kw+Kac)1/2 一元弱酸 [H+]的近似公式 （公式推導略） 條 件 2a a a+ ( K + K + 4 K C )[ H ] = 2例 :計算 mol/L HAc溶液的 pH。 dm–3 的 HAc 溶液中加入固體 NaAc，使 NaAc 的濃度達 mol 1 范圍之內(nèi)， pH約等于 pKa； (3)具有足夠的緩沖容量，緩沖組分的濃度在 mol/L之間，且緩沖組分的濃度相接近。 人體血液的 pH= ~ 。 據(jù)此可以計算溶液中 H+濃度和有關(guān)組分濃度。 H2O NH4+ ＋ OH－ 20[ O H ][ O H ]c??? ?Kb? 當 c0 ＞ 500 Kb? 時，有 b0[ O H ] Kc? ?? 一般把 Ka? ， Kb? 值 小于 102的酸稱為弱酸 、弱堿。dm– 3 鹽酸和 mol 相對性 H2SO H+ + HSO4 兩性物質(zhì)！ H2O , HCO3 , HSO4 ? 酸堿質(zhì)子理論 (3) HAc H+ + Ac H+ + H2O H3O+ (酸 1) (堿 1) (堿 2) (酸 2) HAc + H2O H3O+ + Ac (酸 1) (堿 2) (酸 2) (堿 1) HAc H+ + Ac 簡化平衡式 酸堿反應：質(zhì)子的轉(zhuǎn)移 酸堿質(zhì)子理論 (4) H2O + H2O H3O+ + OH H2O H+ + OH 質(zhì)子自遞作用： 水分子之間存在質(zhì)子的傳遞作用 水的離子積： Kw = [H3O+][OH] = [H+][OH] 25℃ , Kw = 1014, pKw= 適用于水溶液、非水溶液，無鹽的概念。 酸堿電子理論 酸： 可以接受電子對的分子或離子； 電子對的接受體。dm– 3 CaCl2 溶液等體積混合，所形成的溶液中，各種離子的摩爾濃度分別為 ： 21H11 5m ol L 5m ol L 5m ol L 。 一元弱酸 一元弱堿 HClO 10–8 (CH3)2NH 10–4 HF 10–4 C6H5NH2 10–10 HNO2 10–4 C5H5N 10–9 Ka ? Kb ? Ka? ， Kb?只與溫度有關(guān)，但溫度對二者影響較小。 質(zhì)子平衡方程 ， PBE （ 1）由物料平衡和電荷平衡求質(zhì)子平衡方程 （ 2）由溶液中得失質(zhì)子關(guān)系求質(zhì)子平衡方程 物料平衡、電荷平衡和質(zhì)子條件 例： KCN溶液（濃度 c） MBE： [K+] = c [HCN] + [CN] = c EBE： [H+] + [K+] = [OH ]+ [CN] PBE： [H+] + [HCN] = [OH] （ 1）由物料平衡和電荷平衡求質(zhì)子平衡方程 物料平衡、電荷平衡和質(zhì)子條件 例： NaHCO3溶液（濃度 c）質(zhì)子平衡 MBE： [Na+] = 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(zhì)子條件 例： Na2HPO4溶液（濃度 c）質(zhì)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(zhì)子條件 質(zhì)子參考水準 ： 選擇 溶液中大量存在并參與質(zhì)子轉(zhuǎn)移的 酸堿組分作為參考水準。當 pH，新陳代謝所產(chǎn)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。 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 例 ： 如果在 mol 例： 弱酸 HB溶液（濃度為 c）的質(zhì)子平衡