A2-与OH-,谁的浓度更低?

文摘   2024-08-10 05:33   上海  

A2-OH-,谁的浓度更低?

多元酸H2A稀溶液(实用浓度范围内,常温,电离度一般不超过10%)中各微粒的平衡浓度有

[H2A]>([H+]>)[HA-]>[A2-]

问题是该酸性溶液中[A2-][OH-]谁大——这或许是个吹毛求疵没什么实用意义的问题。这时定性判断不够,要有定量计算了。

按通常的近似计算,[H+]=(Ka1C)1/2

[OH-]=KW/(Ka1C)1/2[A2-]=Ka2,那就看KW/(Ka1C)1/2Ka2的比较。

已知H2SKa1=1.0×10-7Ka2=1.3×10-13

H2CO3Ka1=4.2×10-7Ka2=5.6×10-11

H2SO3Ka1=1.3×10-2Ka2=6.3×10-8

H3PO4Ka1=7.5×10-3Ka2=6.3×10-8Ka3=3.6×10-13

假定实用浓度C=0.1mol/L,将数值代入,可知在H2SH2CO3溶液中[A2-]<[OH-],在H2SO3H3PO4溶液中则是[A2-]>[OH-]。简单地说,在较强的弱酸溶液中,电离较强,[A2-]>[OH-],反之在更弱的弱酸溶液中电离更弱,[A2-]<[OH-]

多元酸对应的正盐就是多元碱,对应微粒的平衡浓度有

[Na+]>[A2-]>[OH-]>[HA-]>[H2A]?

这个顺序对Na2CO3Na2SO3溶液是不错的,却发现Na2SNa3PO4的水解度奇高。水解度权且按近似计算估计,(Kb1/C)1/2=(KW/Ka2C)1/2(KW/Ka3C)1/2C=0.1,它们的水解度都已超过50%。故上式或应改为

[Na+]>[OH-]>[A2-]>[HA-]>[H2A]

另一个相应吹毛求疵的问题就是该碱性溶液中[H2A][H+]谁大。

按通常的近似计算,[OH-]=(Kb1C)1/2[H+]=KW/(Kb1C)1/2[H2A]=Kb2,其中二元酸盐Kb1=KW/Ka2Kb2=KW/Ka1,这就看(KWKa2/C)1/2KW/Ka1的比较。

仍假定盐溶液的实用浓度为0.1mol/L,可见只有在水解程度最小的Na2SO3溶液中[H+]>[H2SO3]Na2SNa2CO3溶液中则[H2A]>[H+],在Na3PO4溶液中[PO43-]>[HPO42-]>[H2PO4-]>[H+],可见一级水解越烈,OH-浓度的增幅越明显。


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