醫(yī)用化學(xué):第三節(jié)　鹽類溶液的PH值

除強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽無水解反應(yīng)外，根據(jù)酸堿質(zhì)子理論，其它各種鹽的水解反應(yīng)，實(shí)質(zhì)由是一種質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，即酸堿反應(yīng)。在純水中，[H+]和[OH-]相等，呈中性。但加入鹽的離子和H+及OH-作用后使水中H+或OH-濃度發(fā)生改變，故多數(shù)鹽的溶液顯示出酸性或堿性。這種鹽的離子與水中H+或OH-作用生成難離解物質(zhì)，使水中的[H+]或[OHwww.med126.com-]發(fā)生改變的反應(yīng)稱為鹽的水解。由于生成鹽和堿強(qiáng)弱不同，水解后酸堿性也有所不同。

一、強(qiáng)堿弱酸鹽溶液的PH值

一元強(qiáng)堿弱酸鹽溶液，例如　NaOAc 溶液中：

NaOAc→Na++OAc－

Na+不與水電離出的OH-結(jié)合,它與溶液的酸堿性無關(guān)。OAc－是HOAc的共軛堿，與水作用放出OH-使溶液顯堿性。

上式的平衡常數(shù)，也就是弱堿的離解常數(shù)：

表3-5 一些一元弱堿的離解常數(shù)（18-25℃)

表3-5 列出了一些一元弱堿的離解常數(shù)。通過Kb和堿的濃度c（OAc-的濃度近似地等于鹽NaOAc的濃度)，即可根據(jù)（式2-4)計(jì)算溶液中[OH-]及PH值，而不必像經(jīng)典理論那樣通過鹽的水解來解釋和計(jì)算。

使用這個(gè)公式的條件是c/Kb≥500。

例3計(jì)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

多元弱酸的強(qiáng)堿鹽溶液PH值的計(jì)算，與一元強(qiáng)堿弱酸鹽相類似。因　K_b1》K_b2　，溶液中[OH-]主要由第一級(jí)堿式離解所產(chǎn)生，而第二級(jí)堿式離解產(chǎn)生的OH-及弱酸很少，可以忽略。計(jì)算時(shí)以Kb1代入式（2-4)中之Kb，即可算出[OH-]。例如Na2CO3溶液中

設(shè)Na2CO3的濃度為0.100mol·L-，c/Kb1=0.100/1.78×10-4＞500,用式(2-4)計(jì)算

pOH=2.37

pH=14-2.37=11.63

二、強(qiáng)酸弱堿鹽溶液的PH值

一元強(qiáng)酸弱堿鹽，例如NH4CL溶液中：

NH4+離子是NH3的共軛酸，它在水中電離：

或簡(jiǎn)寫為

CL-離子不與水電離出的H+結(jié)合，它與溶液的酸堿性無關(guān)�？烧J(rèn)為NH4+就是酸，與水作用放出H+而使溶液顯酸性。當(dāng)c/Ka≥500時(shí)，可用式（2-3)計(jì)算。

式中，c為濃鹽酸的濃度。PH值可由[H+]計(jì)算。

多元強(qiáng)酸弱堿鹽例如（NH4)2SO4溶液中PH值的計(jì)算，與一元強(qiáng)酸弱堿鹽的PH值計(jì)算類似。

三、兩性物質(zhì)溶液的PH值

（一)多元酸酸式鹽溶液的PH值

多元酸酸式鹽中的酸式酸根離子，例如HCO-3在水溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移平衡如下：

HCO-3作為酸，根據(jù)數(shù)學(xué)推導(dǎo)，當(dāng)Ka2C＞20KW，且c＞20Ka1時(shí)，水的離解可以忽略，且兩性物質(zhì)濃度不是很稀時(shí)，HCO-3溶液中[H+]的近似計(jì)算式為

（3-9)

式中Ka1和Ka2分別是碳酸的一級(jí)和二級(jí)離解常數(shù)。

對(duì)于其他酸式根離子水溶液和PH值，也可以類推得到近似公式。例如對(duì)于H2PO4溶液：

對(duì)于HPO2-4溶液

從這些近似公式可以看到，這些鹽溶液的PH值與濃度無關(guān)。

例4　計(jì)算0.10mol.L^-1　NaHCO₃溶液的pH值。已知H₂CO₃的K_a1=4.30*10^-7,K_a1=5.61*10^-11。

解：由符合近似條件，故可用近似公式計(jì)算。

（二)、弱酸弱堿鹽溶液的PH值

NH4OAc是兩性物質(zhì)。在溶液中，

根據(jù)數(shù)學(xué)推導(dǎo)，當(dāng)cK_a(NH₄⁺)>20K_w,且c〈20K_a（HOAc)時(shí)，計(jì)算溶液[H⁺]的近似公式為：

(3-10)

設(shè)NH₄OAc濃度為0.100mol.L^-1,則