2011年2月9日 星期三

多質子酸 Polyprotic Acids-硫酸


化學原理啟迪174
1.     在各種常見的酸當中,硫酸十分特別,因為硫酸第一次解離是強酸,第二次解離是弱酸
H2SO4(aq) ←→H+(aq) + HSO4(aq)
Ka1非常大
HSO4(aq) ←→H+(aq) + SO42(aq)
Ka2=1.2×102
2.     【例題】計算1.0M H2SO4溶液的pH
3.     【解題】溶液中的主要化合物:
H+ HSO4 H2O
4.     其中,前面二個離子是H2SO4第一次完全解離時製造出來的。溶液中H+的濃度至少1.0M,因為H2SO4第一次解離能夠製造出來的H+份量就是1.0M這麼多。
5.     H2SO4解離出來的HSO4還會進行第二次解離,那麼「HSO4離子的解離會不會對H+濃度產生重大影響呢?」為了回答這個問題,我們將計算HSO4解離反應的平衡濃度:
HSO4(aq )←→ H+(aq) + SO4(aq)
6.     第二次游離的平衡常數:
Ka21.2×102[H+][SO42][HSO4]
7.     各化合物的濃度如下:
8.     也可簡寫成:
特別留意[H+]不等於0,因為第一次解離已經製造出一些H+
9.     把平衡濃度代入Ka2的平衡方程式,取HSO4的近似值
Ka21.2×102[H+][SO42][HSO4]
(1.0+x)(x) (1.0x)(1.0)(x)(1.0)
因此 x1.2×10
10. 因為1.2×1021.01.2%,誤差在5%以內,這個數值是可信的。
11. 特別留意,x[H+]不相等:
[H+]1.0M+x1.0M+1.2×102M1.0M
12. 因為HSO4解離沒有明顯增加H+濃度
[H+]1.0M 並且pH0.00
13. 從以上的例子可看出,只有第一次解離能影響H+濃度。只有在溶解度高於1.0M的溶液裡,HSO4溶解度會變得比較重要。
n   翻譯編寫Steven S. Zumdahl Chemical Principles

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