余高奇
弱酸弱碱盐溶液水解常数、水解度及pH的计算
2024-11-6 21:20
阅读:1922

       本文拟结合具体实例,介绍弱酸弱碱盐溶液水解常数(Khθ)、水解度(h)及pH的计算方法,供参考.

       []. 试计算25℃时,0.10mol·dm-3的NH4OAc(aq)的水解常数Khθ)、水解度(h)及pH; 

相关反应及平衡常数参见如下反应①、②、③及④所示[1]

    ① H2O(l)→H+(aq)+OH-(aq)                           Kwθ=1.0×10-14

    ② HOAc(aq)→H+(aq)+OAc-(aq)                     Kaθ=1.8×10-5

    ③ NH3·H2O(aq)→NH4+(aq)+OH-(aq)             Kbθ=1.8×10-5

    ④NH4OAc(aq)+H2O(l)→HOAc(aq)+NH3·H2O(aq)  Khθ=?.

备注:醋酸铵(或NH4OAc)为典型的弱酸弱碱盐.    

 1. 水解常数(Khθ)的计算

   由反应①、②、③及④观察可得:

   ④=①-②-③

   依据多重平衡规则可得:

   image.png           (1)

   将KwθKaθKbθ数据依次代入式(1),并整理可得:

   image.png   (2)

   式(2)数据显示25℃时醋酸铵溶液的水解程度较弱.

 2. 水解度(h)的计算

     设:解离平衡时c(HOAc)=c(NH3·H2O)=x

     醋酸铵溶液的水解反应及浓度关系参见如下式(3)所示:

                                       NH4+(aq)+OAc-(aq)+H2O(l)→HOAc(aq)+NH3·H2O(aq)   (3)

初始浓度(/mol·dm-3)  0.10                 0.10                                   0                      0

平衡浓度(/mol·dm-3)  0.10-x              0.10-x                                x                       x

                        则:image.png        (4)  

     由于image.png,010-x≈0.10

     将结果代入式(4),并整理可得:

image.png       (5)

    则醋酸铵溶液的水解度:

     image.png                     (6)

    式(6)结合式(5)可得:

    image.png               (7)

 备注:式(6)中c0代表弱酸弱碱盐的初始浓度.    

 3. pH值的计算

     依题:反应②HOAc(aq)→H+(aq)+OAc-(aq)是系统诸多平衡中的一个平衡,则:

     image.png               (8)

      由式(8)可得:

      image.png                 (9)

      另由式(3)结合式(2)可得:

      image.png        (10)

      由式(10)变形可得:

      image.png             (11)

     将式(11)代入式(9),并整理可得:

      image.png    (12)

    将HOAc及NH3·H2O的解离常数依次代入式(12),并整理可得:

    image.png

    则:pH=-lg(10-7)=7             (13)

    式(13)显示:25℃时,0.10mol·dm-3的NH4OAc(aq)的pH=7,水解后NH4OAc(aq)显中性.

 4. 结论

   对于25℃弱酸弱碱盐溶液的水解反应,

 ⑴image.png

 ⑵image.png

 ⑶image.png .

 参考文献

[1]天津大学无机化学教研室编. 无机化学(第五版).北京:高等教育出版社,2018,6:480-481.

转载本文请联系原作者获取授权,同时请注明本文来自余高奇科学网博客。

链接地址:https://wap.sciencenet.cn/blog-3474471-1458895.html?mobile=1

收藏

分享到:

当前推荐数:0
推荐到博客首页
网友评论0 条评论
确定删除指定的回复吗?
确定删除本博文吗?