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医用化学/多元酸碱在溶液中的离解
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{{Hierarchy header}} 多元酸碱在溶液中的离解是分步进行的,叫做分步离解。表2-2列出了一些常见的多元酸的分步离解常数。表中pKa为Ka的负对数值。 表2-2 一些常见的多元酸的分步离解常数 {| class="wikitable" | 名称 | 分子式 | Ka1 | PKa1 | Ka2 | PKa2 | Ka3 | PKa3 | |- | 酸性强度增加 | 草酸 | H2C2O4 | 5.4×10-2 | 1.27 | 5.4×10-5 | 4.27 | rowspan="8" | 2.2×10-13 | rowspan="8" | 12.67 |- | 亚硫酸 | 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 | |- | [[邻苯二甲酸]] | 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 | |- | 氢[[硫酸]] | H2S | 9.1×10-8 | 7.04 | 1.1×10-12 | 11.96 | |} 例如草酸(H2C2O4)的离解分两步进行。 一级离解 {{图片|gmob9u7w.jpg|}} 二级离解 {{图片|gmob9uxl.jpg|}} 二级离解总比一级离解困难,因为H+要克服带有两个电荷的C2O2-4对它的吸引。从Ka1和Ka2可以反映这一点。草酸溶液中的HC2O-4浓度要比C2O2-4浓度大得多。 磷酸的离解要分步,有Ka1、Ka2、和Ka3三个离解常数,且K<sub>a1</sub>》K<sub>a2</sub>》K<sub>a3</sub><sub>。</sub>这说明多元酸分级离解是依次变难。 根据多元酸的浓度和各级离解常数,可以算出溶液中各种离子的浓度。 例2 计算0.1mol.L-1H2S溶液中的H+和S2-的浓度。 解:由于H2S的 K<sub>a1</sub>》K<sub>a2</sub> ,所以H2S溶液中的H<sup>+</sup>主要来自第一步离解,而第一步离解所产生的H+,又抑制第二步离解。这样计算H2S溶液中H+的总浓度时,可以忽略第二步离解的H<sup>+</sup>,近似地等于第一步离解平衡时H+浓度。 设第一步离解平衡时[H+]=x,则[H+]≈[HS-],平衡时则有下列关系: {{图片|gmob9wej.jpg|}} 由表2-2知H2S的Ka为9.1×10-8,则 {{图片|gmob9xts.jpg|}} 因Ka1很小,x必然很小,所以0.1-x≈0.1,则 {{图片|gmob9vnv.jpg|}} 溶液中的S2-是第二步离解的产生,因此,计算溶液中的S2-浓度时,应根据第二步离解平衡进行计算. 设第二步离解时,[S2-]=y,平衡时有下列关系: {{图片|gmob9x3z.jpg|}} 因为Ka1极小,y必然极小,所以9.54×10-5±y≈9.54×10-5,则 {{图片|gmob9ykt.jpg|}} 所以,[S2-]≈Ka2。 {{Hierarchy footer}} {{医用化学图书专题}}
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