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如何制备多元酸(碱)溶液?

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:例4.11计算0.10 mol·L-1丁二酸溶液的pH。说明符合将多元酸作为一元酸近似处理条件。解:已知K a1=9.2×10-4,K a2=4.3×10-5,c a=c=0.10 mol·L-1,c a/K a1=108<500,应按一元酸的近似式计算:这时,可见,即便像丁二酸和酒石酸这些K a1和K a2相差不大的多元酸,只要溶液的浓度不是太稀,均可按一元酸近似处理。

如何制备多元酸(碱)溶液?

多元酸在溶液中发生逐级解离,是一种复杂的酸碱平衡系统,即便是一种二元酸,在严格处理时,得到的也是一个[H]的四次方程,这在化学上很少有意义。下面主要讨论如何进行简化处理。

现以二元酸H2A为例。在水溶液中可选H2A和H2O为参考水准,质子平衡方程式为

因溶液呈酸性,故可略去[OH]项,得到简化质子平衡式,代入有关平衡常数

若2K a2/[H]≪1,可将其略去,则

该式与计算一元弱酸溶液[H]的公式(4.37)类似,实际上是忽略多元酸的第二级解离,将其近似地按一元弱酸处理。

例4.11 计算0.10 mol·L-1丁二酸(C4H6O4,又称琥珀酸)溶液的pH。

解:已知K a1=K a(C4H6O4)=6.2×10-5=2.3×10-6,c a=c(C4H6O4)=0.10 mol·L-1,则c a/K a1=1 613>500,可按一元酸的最简式计算:

这时,=1.8×10-3≪1。说明符合将多元酸作为一元酸近似处理条件。(www.xing528.com)

例4.12 计算0.10 mol·L-1酒石酸溶液的pH。

解:已知K a1=9.2×10-4,K a2=4.3×10-5,c a=c(C6 H6 O6)=0.10 mol·L-1,c a/K a1=108<500,应按一元酸的近似式(4.36)计算:

这时,

可见,即便像丁二酸和酒石酸这些K a1和K a2相差不大的多元酸(Δp K a仅为1.4和1.3),只要溶液的浓度不是太稀,均可按一元酸近似处理。类似地,多元碱溶液亦可按一元弱碱溶液计算其[OH],只是以K b1代替式(4.39)和式(4.40)中的K b

例4.13 计算0.10 mol·L-1 Na2CO3溶液的pH。

解:Na2CO3溶液是多元弱碱溶液,则

按题意,c b=0.10 mol·L-1,因c b/K b1>500,故可按最简式计算:

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