怎么计算一元弱碱溶液的pH?

如题所述

求解一元弱碱溶液的pH,需要用到以下的式子和步骤:

    写出反应方程式,表示弱碱在水中的电离反应:
    B(aq) + H2O(l) ⇌ BH+(aq) + OH-(aq)

    写出Kb的表达式:
    Kb = [BH+][OH-]/[B]

    假设B的初始浓度为C,BH+和OH-的浓度为x,那么反应达到平衡时,[B] = C - x。

    将x代入Kb的表达式,得到一个关于x的一元二次方程。

    解出x的值,即为BH+和OH-的浓度。

    由于OH-的浓度很小,可近似认为pH = 14 - pOH。计算pOH并代入此式,即可得到pH。

    下面以NH3为例,演示一元弱碱溶液pH的求解过程。

    NH3在水中的电离反应式:
    NH3(aq) + H2O(l) ⇌ NH4+(aq) + OH-(aq)

    NH3的离解常数Kb表达式为:
    Kb = [NH4+][OH-]/[NH3]

    假设NH3的初始浓度为C,NH4+和OH-的浓度为x,那么反应达到平衡时,[NH3] = C - x。

    将x代入Kb的表达式,得到一个关于x的一元二次方程:
    Kb = x^2/(C - x) = 1.8 × 10^-5

    解出x的值,即为NH4+和OH-的浓度:
    x = √(Kb * (C - x)) = 0.0019 mol/L

    计算pOH:
    pOH = -log[OH-] = -log(0.0019) = 2.72

    计算pH:
    pH = 14 - pOH = 11.28

    因此,NH3浓度为C,Kb为1.8 × 10^-5时的pH为11.28。

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