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酸碱溶液的H+浓度计算(三)
【来源/作者】周世红 【更新日期】2017-12-03

解是溶液中H+的主要来源,水离解的影响较小,则式中的项可以省略,于是得到:

上式是用来计算一元弱酸H+浓度的近似公式。

(2)当c和Ka都不很小,但c》Ka时,式中的可舍去,且c一[H+]≈c,则:

上式是常用于计算一元弱酸H+浓度的最简公式。

(3)当c或Ka很小,即酸的浓度非常稀或极弱时,水离解的影响不能忽略,在一般计算中,为了避免解高次方程,也需要作近似处理。

先将式变成如下形式:

我们已知水的固有酸度即H+浓度为10-7mol·L-1,酸再弱或其浓度再小,其酸度也不会比这个数值更小。当酸的Ka《10-7(如HCN等)或[H+]》Ka时,式中的[H+] +Ka≈[H+],则:

这样近似处理后,三次方程变成了二次方程,就不难求解了。

那么究竟在什么条件下用近似公式或最简公式进行计算呢?这决定于对计算结果准确度的要求。而计算结果的准确度是受弱酸的浓度(c)和离解常数(Ka)的大小制约的。这三者的关系可用下例来说明。

C=1.OO×10-2m01.L-1时,同样按上述方法进行计算,求得最简公式所得结果的相对误差为5.3%。

由计算可知,最简公式所得结果的准确度随弱酸浓度的增大而提高。如果要求计算结果的准确度高于17%和5.3%,就不能用最简公式进行计算。

同理,当弱酸的浓度一定,Ka不同时,亦可按上述方法计算最简公式所得结果的准确度。有关数据列入表5-3中。

由表5—3可知,当Ka一定时,最简公式计算结果的准确度随浓度的增大而提高;c一定时,准确度随Ka的增大而降低。可见,计算结果的准确度与c/Ka的比值有关。c/Ka=103时相对误差为1.6%;c/Ka=500时相对误差为2.3%。一般以c/Ka≥500作为用最简公式进行计算的必要条件,因为离解常数的测定也存在百分之几的误差,计算结果达到约2%的准确度就可以满足需要。若c/Ka<500,则须用近似公式进行计算。

(三)一元弱碱溶液

一元弱碱溶液也采用同一元弱酸溶液类似的方法处理。当其浓度C和离解常数Kb不是太小时,计算OH浓度的近似公式和最简公式为:

当碱极弱或浓度非常小时,则可用下式计算OH浓度:

(四)多元酸碱溶液

1、多元酸溶液

在分析工作中,常遇到的多元弱酸有H2CO3,H2C2O4,H3PO4等,它们在溶液中是分步离解的,如H2CO3

同时溶液中还存在水的离解:

参考资料:分析化学

相关链接:

酸碱溶液H+浓度计算(一)

酸碱溶液H+浓度计算(二)


【关键词】酸碱溶液,酸碱滴定法,国家标准物质网 

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