作者aming75 ( )
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標題Re: [學科] pH = (pKa1 + pKa2)/2 的證明
時間Fri Jan 9 23:51:44 2009
NaHA 可當酸或鹼:
HA(-) + H2O -> A(2-) + H3O(+) Ka2
HA(-) + H2O -> H2A + OH(-) Kb1
*mass balence:
C(NaHA) = [HA-] + [A2-] + [H2A] ; C(NaHA) 表示初濃度
*charge balence:
[H+] + [Na+] = [HA-] + 2[A2-] + [OH-]
上兩式相減得 [H+] = [A2-] + [OH-] - [H2A]
又[A2-] = Ka2[HA-]/[H+] ; [H2A] = [H+][HA-]/Ka1 帶入上式
[H+] = Ka2[HA-]/[H+] + Kw/[H+] - [H+][HA-]/Ka1 ; 左右同乘以[H+]
[H+]^2 = Ka2[HA-] + Kw - [H+]^2[HA-]/Ka1 ; 移項得
(1 + [HA-]/Ka1)[H+]^2 = Ka2[HA-] + Kw 得
[H+]^2 = ( Ka2[HA-] + Kw ) / ( 1 + [HA-]/Ka1 )
= ( Ka1Ka2)[HA-] + Ka1Kw ) / ( Ka1 + [HA-] )
==> [H+] = 上式開根號 接下來應該會了吧??
有錯請訂正 ^ ^
※ 引述《k0185123 (Ethan)》之銘言:
: 我想問的是
: 在有些多質子酸的鹽類,若我想算他的pH值,必須考慮到
: 1.他繼續放出質子
: HA(-) + H2O -> A(2-) + H3O(+) Ka2
: 2.他產生水解反應
: HA(-) + H2O -> H2A + OH(-) Kb1 (= Kw/Ka1)
: 此時課本有寫到,如果
: S(initial concertration) >> Kw/Ka2
: 且
: S(initial concertration) >> Ka1
: 則 pH = (pKa1 + pKa2)/2
: 我想問的就是為什麼pH會是這樣算,我們課本有證明,但我看不懂。
: 課本證明到最後會出現下列結論:
: f(α) = α在此溶液中之分率。
: 【We can express the composition of the solution in terms of the ration
: of each species X present, where X could be H2A,HA-,A2-...】
: f(H2A) = [H+]^2 / ( [H+]^2 + [H+]*Ka1 + Ka1*Ka2 )
: f(HA-) = [H+]*Ka1 / ( [H+]^2 + [H+]*Ka1 + Ka1*Ka2 )
: f(A2-) = Ka1*Ka2 / ( [H+]^2 + [H+]*Ka1 + Ka1*Ka2 )
: 恩...最後還有個問題,就是為什麼要使用這方法的前提會是
: S(initial concertration) >> Kw/Ka2
: 以及
: S(initial concertration) >> Ka1
: 拜託了><謝謝各位大大
: 不知道有沒有哪本書上有寫他的詳細證明? 謝謝!
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1F:→ aming75:忘了回答第一題 不過分析化學的課本上都會有 懶得再打字了 01/10 00:01
2F:推 k0185123:感謝︿︿ 01/13 19:01