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书写质子条件式的最简单方法——图示法

2012-02-28 21:44阅读:
书写质子条件式的最简单方法——图示法
王嘉霖
(川北教育学院化学系)
1 方法要点
图示法直接书写PBE的方法要点如下:
⑴选好质子基准态物质。
质子条件式表示在质子传递反应中得失质子数相等,显然在构成质子条件时,必需选择适当的物质作为参考物质,称为质子基准态物质(或称质子参考水平、或零水平)。质子基准态物质就是溶液中大量存在的并参与质子转移的物质。通常是原始酸碱组分和溶剂分子,(绘出示意图,将质子基准态物质列入图中方框内)。
⑵以质子基准态物质为准,列出得失质子后的产物及得失质子的数目。
与质子基准态物质相比,质子数多的就是质子产物(标在示意图方框的左边,用箭头连接起来),质子数少的已经失质子产物(标在示意图方框的右边,用箭头连接起来)。在箭头上方标明各个质子基准态物质转化为产物时得失质子的个数。
⑶根据得失质子等衡原理,写出PBE
所有能得失质子后的产物写在左端,所有能失质子后的产物写在右端,再加上等号即得PBE
说明两点:①正确的PBE中应不含有基准态物质本身的有关项;②处理多级离解关系的物质时,用得质子的个数作为该物质平衡浓度前的系数(见例
5等)
2 各类溶液的质子条件
2.1 一元弱酸溶液的质子条件
1 写出HAA代表CH3COOCN等)溶液的PBE
用图示法书写PBE。首先,要了解溶液中的酸碱平衡情况,写出有关酸碱平衡式,在HA溶液中质子转移情况是
HAH2O间质子转移 HA+H2O 书写质子条件式的最简单方法——图示法H3O++A
H2O分子间质子转移H2O+H2O 书写质子条件式的最简单方法——图示法H3O++OH
其次,选出HA溶液中大量存在并参与质子转移的物质HA和H2O,HA失质子而生成A;H2O既可得质子而生成H3O+,也可以失质子而生成OH,于是质子转移情况可图示如下:
书写质子条件式的最简单方法——图示法
第三、根据得失质子数相等原理,可按下法写出HA溶液的PBE:
左边各项相加=右边各项相加
(得质子各项相加)=(失质子各项相加)
即c(H3O+)=c(A)+c(OH) (H3O+可简化为H+
式中c(H3O+)是水得质子后的产物的浓度,c(A)和c(OH)分别是HA和H2O失去质子后的产物的浓度,若两端乘以溶液体积,就表示得失质子的物质的量相等。
由上可见,质子条件式中不出现质子基准态物质。
例2 写出NH4Cl溶液的PBE。
在NH4Cl溶液中存在如下平衡:
NH4Cl=NH4++Cl NH4++H2O 书写质子条件式的最简单方法——图示法NH3+H3O+ H2O 书写质子条件式的最简单方法——图示法H++OH H2O+H+ 书写质子条件式的最简单方法——图示法H3O+
选NH4+、H2O为基准态物质,Cl虽然大量存在,但不参与质子传递,不能作为基准态物质,故NH4Cl可按一元弱酸处理,溶液中质子转移情况如下:
书写质子条件式的最简单方法——图示法
PBE为 c(H+)=c(NH3)+c(OH)
从上式得知,PBE中各项,即可以是带电荷的离子的平衡浓度,也可以是不带电荷的分子的平衡浓度,这就有别于电荷平衡式。
一元弱酸溶液的PBE中c(H+)等于两项之和,一项是H2O电离出等量的H+和OH,另一项是弱酸(HA或NH4+)电离出等量的H+和A或NH3
2.2一元弱碱溶液的质子条件
例3 写出NH3溶液的PBE。
选NH3、H2O为基准态物质,溶液中质子转移情况如下:
书写质子条件式的最简单方法——图示法
PBE为:c(NH4+)+c(H+)=c(OH)
例4 写出NaAA代表CH3COOCN等)溶液的PBE
选A、H2O为基准态物质,Na+虽然大量存在,但不参与质子传递,不能作为基准态物质,故NaA可按一元弱碱处理,溶液中质子转移情况如下:
书写质子条件式的最简单方法——图示法
PBE为:c(HA)+c(H+)=c(OH)
一元弱碱溶液的PBE中,c(OH)等于两项之和,一项是H2O电离出等量的H+和OH,另一项是NH3或A从H2O获得质子后产生等量的OH和NH4+或HA。
2.3 多元弱酸溶液的质子条件
例5 写出H3PO4溶液的PBE。
选H3PO4、H2O为基准态物质,溶液中质子转移情况如下
书写质子条件式的最简单方法——图示法
PBE为 c(H+)=c(H2PO4)+2c(HPO42)+3c(PO43)+c(OH)
在上式失质子产物中,HPO42是H3PO4失去两个质子后的产物,PO43是H3PO4失去3个质子后的产物,故在质子条件式中c(HPO42)和 c(PO43)前必须分别乘以失质子的个数2和3,才能保持得失质子数是相等的。
2.4多元弱碱的质子条件
例6 写出Na2A(A2-代表S2、CO32、C2O42等)溶液的PBE。
A2-、H2O为基准态物质,溶液中质子转移情况如下:
书写质子条件式的最简单方法——图示法
PBE为:c(H+)+c(HA)+2cH2A)=c(OH)
2.5两性物质溶液的质子条件
2.5.1多元酸的酸式盐
7 写出NaHA(A2-代表S2、CO3

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