醫(yī)用化學(xué)/多元酸堿在溶液中的離解
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多元酸堿在溶液中的離解是分步進(jìn)行的,叫做分步離解。表2-2列出了一些常見(jiàn)的多元酸的分步離解常數(shù)。表中pKa為Ka的負(fù)對(duì)數(shù)值。
表2-2 一些常見(jiàn)的多元酸的分步離解常數(shù)
名稱 | 分子式 | Ka1 | PKa1 | Ka2 | PKa2 | Ka3 | PKa3 | |
酸性強(qiáng)度增加 | 草酸 | H2C2O4 | 5.4×10-2 | 1.27 | 5.4×10-5 | 4.27 |
2.2×10-13 |
12.67 |
亞硫酸 | H2SO3 | 1.54×10-2 | 1.81 | 1.02×10-7 | 6.91 | |||
磷酸 | H3PO4 | 7.52×10-3 | 2.12 | 6.23×10-8 | 7.21 | |||
丙二酸 | CH2(COOH)2 | 1.38×10-3 | 2.86 | 2×10-6 | 5.70 | |||
鄰苯二甲酸 | C6H4(COOH)2 | 1.12×10-3 | 2.95 | 3.9×10-5 | 5.41 | |||
酒石酸 | (CHOHCOOH)2 | 9.1×10-4 | 3.04 | 4.3×10-5 | 4.37 | |||
碳酸 | H2CO3 | 4.30×10-7 | 6.37 | 5.61×10-11 | 10.25 | |||
氫硫酸 | H2S | 9.1×10-8 | 7.04 | 1.1×10-12 | 11.96 |
例如草酸(H2C2O4)的離解分兩步進(jìn)行。
一級(jí)離解
二級(jí)離解
二級(jí)離解總比一級(jí)離解困難,因?yàn)镠+要克服帶有兩個(gè)電荷的C2O2-4對(duì)它的吸引。從Ka1和Ka2可以反映這一點(diǎn)。草酸溶液中的HC2O-4濃度要比C2O2-4濃度大得多。
磷酸的離解要分步,有Ka1、Ka2、和Ka3三個(gè)離解常數(shù),且Ka1》Ka2》Ka3。這說(shuō)明多元酸分級(jí)離解是依次變難。
根據(jù)多元酸的濃度和各級(jí)離解常數(shù),可以算出溶液中各種離子的濃度。
例2 計(jì)算0.1mol.L-1H2S溶液中的H+和S2-的濃度。
解:由于H2S的 Ka1》Ka2 ,所以H2S溶液中的H+主要來(lái)自第一步離解,而第一步離解所產(chǎn)生的H+,又抑制第二步離解。這樣計(jì)算H2S溶液中H+的總濃度時(shí),可以忽略第二步離解的H+,近似地等于第一步離解平衡時(shí)H+濃度。
設(shè)第一步離解平衡時(shí)[H+]=x,則[H+]≈[HS-],平衡時(shí)則有下列關(guān)系:
由表2-2知H2S的Ka為9.1×10-8,則
因Ka1很小,x必然很小,所以0.1-x≈0.1,則
溶液中的S2-是第二步離解的產(chǎn)生,因此,計(jì)算溶液中的S2-濃度時(shí),應(yīng)根據(jù)第二步離解平衡進(jìn)行計(jì)算.
設(shè)第二步離解時(shí),[S2-]=y,平衡時(shí)有下列關(guān)系:
因?yàn)镵a1極小,y必然極小,所以9.54×10-5±y≈9.54×10-5,則
所以,[S2-]≈Ka2。
一元弱酸弱堿的離解平衡 | 強(qiáng)電解質(zhì)在溶液中的離解 |
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