弱酸(中强酸)的pH值计算 |
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一元弱酸(中强酸)
首先考虑一元弱酸(中强酸)的电离方程式: H A ⇌ H + + A − HA \rightleftharpoons H^++A^- HA⇌H++A− 其电离平衡常数定义为: K a 1 = [ H + ] [ A − ] [ H A ] K_{a1}=\frac{[H^+][A^-]}{[HA]} Ka1=[HA][H+][A−] 因此投入 c m o l c\,{\rm mol} cmol的HA配置1L的溶液,其中电离出的 [ H + ] = x [H^+]=x [H+]=x,那么有: x 2 = K a 1 ( c − x ) x^2=K_{a1}(c-x) x2=Ka1(c−x) 解得: x = K a 1 2 + 4 K a 1 c − K a 1 2 = 1 2 ( K a 1 c + 4 − K a 1 c ) K a 1 c x=\frac{\sqrt{K_{a1}^2+4K_{a1}c}-K_{a1}}{2}=\frac{1}{2}\left(\sqrt{\frac{K_{a1}}{c}+4}-\sqrt{\frac{K_{a1}}{c}}\right)\sqrt{K_{a1}c} x=2Ka12+4Ka1c −Ka1=21(cKa1+4 −cKa1 )Ka1c 当 K a 1 < < c K_{a1}x2=Ka1(c−x)y=Ka2 解得近似解为: x = K a 1 c x=\sqrt{K_{a1}c} x=Ka1c , y = K a 2 y=K_{a2} y=Ka2 最终的pH的估计值与一元酸类似: p H ^ = − 1 2 l g ( K a 1 c ) = 1 2 ( p K a 1 − lg c ) {\rm p\hat H}=-\frac{1}{2}lg(K_{a1}c)=\frac{1}{2}(pK_{a1}-\lg c) pH^=−21lg(Ka1c)=21(pKa1−lgc) 常见弱酸(中强酸)的pH值下表是用前面的简化公式计算的几种常见弱酸(中强酸)的pH值(括号为真实值): 名称化学式 1 m o l / L 1\,{\rm mol/L} 1mol/L 0.1 m o l / L 0.1\,{\rm mol/L} 0.1mol/L 0.01 m o l / L 0.01\,{\rm mol/L} 0.01mol/L 0.001 m o l / L 0.001\,{\rm mol/L} 0.001mol/L草酸 H 2 C 2 O 4 {\rm H_2C_2O_4} H2C2O40.63 (0.68)1.13 (1.28)1.63 (2.054)2.13 (2.96)磷酸 H 3 P O 4 {\rm H_3PO_4} H3PO41.06 (1.08)1.56 (1.62)2.06 (2.24)2.56 (3.05)叶酸 C H 8 O 6 {\rm C_{}H_8O_6} CH8O61.15 (1.17)1.65 (1.70)2.15 (2.30)2.65 (3.07)柠檬酸 C 6 H 8 O 7 {\rm C_6H_8O_7} C6H8O71.55 (1.55)2.05 (2.06)2.55 (2.60)3.05 (3.22)氢氟酸 H F {\rm HF} HF1.59 (1.60)2.09 (2.11)2.59 (2.65)3.09 (3.26)甲酸 H C O O H {\rm HCOOH} HCOOH1.88 (1.88)2.38 (2.38)2.88 (2.90)3.38 (3.47)维生素C C 6 H 8 O 6 {\rm C_6H_8O_6} C6H8O62.02 (2.02)2.52 (2.53)3.02 (3.04)3.52 (3.59)醋酸 C H 3 C O O H {\rm CH_3COOH} CH3COOH2.38 (2.38)2.88 (2.88)3.38 (3.38)3.88 (3.90)碳酸 H 2 C O 3 {\rm H_2CO_3} H2CO33.18 (3.18)3.68 (3.68)4.18 (4.18)4.68 (4.69)氢硫酸 H 2 S {\rm H_2S} H2S3.53 (3.53)4.03 (4.03)4.53 (4.53)5.03 (5.03)次氯酸 H C l O {\rm HClO} HClO3.75 (3.75)4.25 (4.25)4.75 (4.75)5.25 (5.25)参考数据: 维基百科酸度系数 化学物理手册 上一篇:弱酸pH值计算 下一篇:弱酸制强酸 |
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