电离平衡常数的应用
一、根据平衡常数判断弱酸或弱碱溶液酸碱性的相对强弱
已知几种酸的电离平衡常数如下
表
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所示
酸
HCN
H2CO3
HClO
HF
HCOOH
CH3COOH
苯酚
Ka
6.2×10—10
4.45×10—7
2.98×10—8
6.8×10—4
1.8×10—4
1.75×10—5
1.0×10—10
64.7×10—11
几种酸的酸性强弱顺序为
二、比较酸对应盐溶液PH的大小
比较方法:酸越弱对应盐溶液的碱性越强,PH越大
根据电离平衡常数:HCN、H2CO3、HCO3—、CH3COOH的酸性强弱为:CH3COOH>H2CO3>HCN>HCO3—
酸
CH3COOH
H2CO3
HCN
HCO3—
酸对应的酸根离子
CH3COO—
HCO3—
CN—
CO32—
酸根离子对应的盐
CH3COONa
NaHCO3
NaCN
Na2CO3
盐溶液的PH
PH(CH3COONa)
”、“<”、“=”)
浓度均0.1mol·L-1 Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中,SO32—、CO32—、HSO3—、HCO3—浓度从大到小的顺序为
六、电离平衡常数的计算
1、已知乙酸是一种重要的化工原料,该反应所用的原理与工业合成乙酸的原理类似;常温下,将amolCH3COONa溶于水配成溶液,向其中滴加等体积的bmol·L-1的盐酸使溶液呈中性(不考虑醋酸和盐酸的挥发),用含a和b的代数式表示醋酸的电离常数Ka=___________
2、25℃时,将amol·L-1氨水与0.01mol·L-1盐酸等体积混合,平衡时,c(NH4+)=c(Cl-),用含a的代数式表示氨水的电离平衡常数
3、常温下,0.1mol·L-1HCOONa溶液的PH=10,则HCOOH的电离平衡常数
4、常温下,amol·L-1(NH4)2SO4溶液的PH=5,存在平衡:NH4++H2ONH3
H2O+OH-,则平衡常数的表达式为,(用含a较为准确的表示式表示,不可化简,近似计算)
5、HR是含Z元素的一元酸。室温时,用0.250mol?L—1NaOH溶液滴定25.0 mL HR溶液时,溶液的pH变化情况如图所示。其中,a点表示两种物质恰好完全反应。
①右图中x______7(填“>”、“<”或“=”)。
②室温时,HR的电离常数Ka=______(填数值)。
解析、①含有碳元素的一元酸由HCOOH、CH3COOH等,由于甲酸、乙酸是弱酸,则HR为一元弱酸,与氢氧化钠恰好完全中和时生成强碱弱酸盐,由水解规律可知溶液pH>7,则x>7;②室温时HR溶液的pH=3,则c(H+)=10—3mol?L—1,由于HR+NaOH=NaR+H2O中反应物的系数之比等于物质的量之比,
则c(HR)=0.250mol?L—1×0.02L÷0.025L=0.200mol?L—1,由于HR
H++R—,则的起始浓度均为0,变化浓度和平衡浓度均为10—3mol?L—1,HR的变化浓度为10—3mol?L—1,平衡浓度为0.200mol?L—1—10—3mol?L—1≈0.200mol?L—1,则HR的电离常数Ka=c(H+)?c(R—)/c(HR)=
= 5.0×10—6