盐类溶液的PH值
2021-01-30浏览:1329
除强酸强碱盐无水解反应外，根据酸碱质子理论，其它各种盐的水解反应，实质由是一种质子转移反应，即酸碱反应。在纯水中，[H+]和[OH-]相等，呈中性。但加入盐的离子和H+及OH-作用后使水中H+或OH-浓度发生改变，故多数盐的溶液显示出酸性或碱性。这种盐的离子与水中H+或OH-作用生成难离解物质，使水中的[H+]或[OH-]发生改变的反应称为盐的水解。由于生成盐和碱强弱不同，水解后酸碱性也有所不同。
一、强碱弱酸盐溶液的PH值
一元强碱弱酸盐溶液，例如 NaOAc 溶液中：
NaOAc→Na++OAc－
Na+不与水电离出的OH-结合,它与溶液的酸碱性无关。OAc－是HOAc的共轭碱，与水作用放出OH-使溶液显碱性。
上式的平衡常数，也就是弱碱的离解常数：
表3-5 一些一元弱碱的离解常数（18-25℃）
碱分子式或离子KbPkB
碱的强度增二甲胺(CH3)2NH1.18×10-32.93
乙胺C2H5NH24.7×10-43.33
氨NH31.76×10-54.75
硼酸根离子H2BO-31.37×10-54.86
次氯酸根离子CLO-3.38×10-76.47
吡啶C5H5N1.61×10-98.79
醋酸根离子OAc-5.68×10-109.25
苯胺C6H5NH24.0×10-109.40
氟离子F-2.83×10-1110.55
表3-5 列出了一些一元弱碱的离解常数。通过Kb和碱的浓度c（OAc-的浓度近似地等于盐NaOAc的浓度），即可根据（式2-4）计算溶液中[OH-]及PH值，而不必像经典理论那样通过盐的水解来解释和计算。
使用这个公式的条件是c/Kb≥500。
例3计算0.100mol.L-1naOAc溶液的 pH值。
pOH=-lg[OH-]=-lg7.54*10-6=5.12
pH=14-pOH=14-5.12=8.88
多元弱酸的强碱盐溶液PH值的计算，与一元强碱弱酸盐相类似。因 Kb1》Kb2 ，溶液中[OH-]主要由第一级碱式离解所产生，而第二级碱式离解产生的OH-及弱酸很少，可以忽略。计算时以Kb1代入式（2-4）中之Kb，即可算出[OH-]。例如Na2CO3溶液中
设Na2CO3的浓度为0.100mol.L-，c/Kb1=0.100/1.78×10-4＞500,用式(2-4)计算
pOH=2.37
pH=14-2.37=11.63
二、强酸弱碱盐溶液的PH值
一元强酸弱碱盐，例如NH4CL溶液中：
NH4+离子是NH3的共轭酸，它在水中电离：
或简写为
CL-离子不与水电离出的H+结合，它与溶液的酸碱性无关。可认为NH4+就是酸，与水作用放出H+而使溶液显酸性。当c/Ka≥500时，可用式（2-3）计算。
式中，c为浓盐酸的浓度。PH值可由[H+]计算。
多元强酸弱碱盐例如（NH4）2SO4溶液中PH值的计算，与一元强酸弱碱盐的PH值计算类似。
三、两性物质溶液的PH值
（一）多元酸酸式盐溶液的PH值
多元酸酸式盐中的酸式酸根离子，例如HCO-3在水溶液中的质子转移平衡如下：
HCO-3作为酸，根据数学推导，当Ka2C＞20KW，且c＞20Ka1时，水的离解可以忽略，且两性物质浓度不是很稀时，HCO-3溶液中[H+]的近似计算式为
（3-9）
式中Ka1和Ka2分别是碳酸的一级和二级离解常数。
对于其他酸式根离子水溶液和PH值，也可以类推得到近似公式。例如对于H2PO4溶液：
对于HPO2-4溶液
从这些近似公式可以看到，这些盐溶液的PH值与浓度无关。
例4 计算0.10mol.L-1 NaHCO3溶液的pH值。已知H2CO3的Ka1=4.30*10-7,Ka1=5.61*10-11。
解：由符合近似条件，故可用近似公式计算。
（二）、弱酸弱碱盐溶液的PH值
NH4OAc是两性物质。在溶液中，
根据数学推导，当cKa(NH4+)>20Kw,且c〈20Ka（HOAc）时，计算溶液[H+]的近似公式为：
(3-10)
设NH4OAc浓度为0.100mol.L-1,则
一、强碱弱酸盐溶液的PH值
一元强碱弱酸盐溶液，例如 NaOAc 溶液中：
NaOAc→Na++OAc－
Na+不与水电离出的OH-结合,它与溶液的酸碱性无关。OAc－是HOAc的共轭碱，与水作用放出OH-使溶液显碱性。
上式的平衡常数，也就是弱碱的离解常数：
表3-5 一些一元弱碱的离解常数（18-25℃）
碱分子式或离子KbPkB
碱的强度增二甲胺(CH3)2NH1.18×10-32.93
乙胺C2H5NH24.7×10-43.33
氨NH31.76×10-54.75
硼酸根离子H2BO-31.37×10-54.86
次氯酸根离子CLO-3.38×10-76.47
吡啶C5H5N1.61×10-98.79
醋酸根离子OAc-5.68×10-109.25
苯胺C6H5NH24.0×10-109.40
氟离子F-2.83×10-1110.55
表3-5 列出了一些一元弱碱的离解常数。通过Kb和碱的浓度c（OAc-的浓度近似地等于盐NaOAc的浓度），即可根据（式2-4）计算溶液中[OH-]及PH值，而不必像经典理论那样通过盐的水解来解释和计算。
使用这个公式的条件是c/Kb≥500。
例3计算0.100mol.L-1naOAc溶液的 pH值。
pOH=-lg[OH-]=-lg7.54*10-6=5.12
pH=14-pOH=14-5.12=8.88
多元弱酸的强碱盐溶液PH值的计算，与一元强碱弱酸盐相类似。因 Kb1》Kb2 ，溶液中[OH-]主要由第一级碱式离解所产生，而第二级碱式离解产生的OH-及弱酸很少，可以忽略。计算时以Kb1代入式（2-4）中之Kb，即可算出[OH-]。例如Na2CO3溶液中
设Na2CO3的浓度为0.100mol.L-，c/Kb1=0.100/1.78×10-4＞500,用式(2-4)计算
pOH=2.37
pH=14-2.37=11.63
二、强酸弱碱盐溶液的PH值
一元强酸弱碱盐，例如NH4CL溶液中：
NH4+离子是NH3的共轭酸，它在水中电离：
或简写为
CL-离子不与水电离出的H+结合，它与溶液的酸碱性无关。可认为NH4+就是酸，与水作用放出H+而使溶液显酸性。当c/Ka≥500时，可用式（2-3）计算。
式中，c为浓盐酸的浓度。PH值可由[H+]计算。
多元强酸弱碱盐例如（NH4）2SO4溶液中PH值的计算，与一元强酸弱碱盐的PH值计算类似。
三、两性物质溶液的PH值
（一）多元酸酸式盐溶液的PH值
多元酸酸式盐中的酸式酸根离子，例如HCO-3在水溶液中的质子转移平衡如下：
HCO-3作为酸，根据数学推导，当Ka2C＞20KW，且c＞20Ka1时，水的离解可以忽略，且两性物质浓度不是很稀时，HCO-3溶液中[H+]的近似计算式为
（3-9）
式中Ka1和Ka2分别是碳酸的一级和二级离解常数。
对于其他酸式根离子水溶液和PH值，也可以类推得到近似公式。例如对于H2PO4溶液：
对于HPO2-4溶液
从这些近似公式可以看到，这些盐溶液的PH值与浓度无关。
例4 计算0.10mol.L-1 NaHCO3溶液的pH值。已知H2CO3的Ka1=4.30*10-7,Ka1=5.61*10-11。
解：由符合近似条件，故可用近似公式计算。
（二）、弱酸弱碱盐溶液的PH值
NH4OAc是两性物质。在溶液中，
根据数学推导，当cKa(NH4+)>20Kw,且c〈20Ka（HOAc）时，计算溶液[H+]的近似公式为：
(3-10)
设NH4OAc浓度为0.100mol.L-1,则
