強酸滴定雙基弱鹼問題

2010-07-02 9:05 pm
若 25.00ml 且 0.10M 的Na2CO3 用標準液0.10M 的 HCl 滴定:
(Ka1=4.2 x 10^-7 , Ka2=4.8 x 10^-11 )

當滴入25.00ml 的HCl時會達第一個當量點
請問這時候的pH值怎麼算?

我看老師的解法是先用 [H+]=(Ka1 x Ka2)^(1/2) 求出氫離子濃度,然後就可以算出pH值了!
請問老師用的那個式子是怎麼出來的?
更新1:

(1) HCO3¯(aq) + H­2O(l) ⇌ H2CO3(aq) + OH¯(aq) … Kh = Kw/Ka1 (2) HCO3¯(aq) ⇌ CO3²¯(aq) + H⁺(aq) … Kh = Kw/Ka1 Kh的名稱是什麼? (2)式的Kh是不是打錯啦? 那如果今天不是25.00ml 是 10.00ml 的量不足達第一當量點 這時候我知道是緩衝溶液 HCO3¯ 會第二解離成 CO­3²¯ ,同時也會水解成 H2CO3嗎?

回答 (1)

2010-07-03 12:26 am
✔ 最佳答案
第一個當量點時,全部的 Na2CO3 變成 NaHCO3。
Na2CO3 + HCl → NaHCO3 + H2O

HCO3¯ 是 H2CO3 的共軛鹼,亦是 CO­3²¯ 的共軛酸。因此,HCO3¯ 會水解成 H2CO3 (1),同時會第二解離成 CO­3²¯ (2)。
(1) HCO3¯(aq) + H­2O(l) ⇌ H2CO3(aq) + OH¯(aq) … Kh = Kw/Ka1
(2) HCO3¯(aq) ⇌ CO3²¯(aq) + H⁺(aq) … Kh = Kw/Ka1

由反應 (1):
[H2CO3][OH¯]/[HCO3¯] = Kw/Ka1 = [H⁺][OH¯]/Ka1
所以 [HCO3¯] = Ka1[H2CO3]/[H⁺] …… (*)

由反應 (2):
[H⁺][CO3²¯]/[HCO3¯] = Ka2
[HCO3¯] = Ka2[H⁺][CO3²¯] …… (**)

(**) = (*):
Ka2[H⁺][CO3²¯] = Ka1[H2CO3]/[H⁺]
[H⁺]² = Ka1Ka2[H2CO3]/[CO3²¯] …… (#)

在溶液中,Na⁺ 的濃度保持不變。在進行 (1) 和 (2) 前,HCO3¯ 的濃度與 Na⁺ 濃度相等。當一個 HCO3¯(帶一個負電)在反應 (1) 變成一個 H2CO3(不帶電荷)時,少了一個負電。因此,為了電荷的平衡,必須同時有一個 HCO3¯(帶一個負電)在反應 (2) 變成一個 CO3²¯(帶兩個負電),以補回一個減少了的負電荷。
所以 [H2CO3] = [CO3²¯] …… (##)

把 (##) 代入 (#) 中:
[H⁺]² = Ka1Ka2
[H⁺] = (Ka1Ka2)¹’²

2010-07-04 02:07:14 補充:
Kh 的名稱是水解常數。
第 (2) 式的平衡數數為 Ka2,而不是 Kh。

2010-07-04 02:11:51 補充:
在起點與第一當量點之間是緩衝溶液,在第一當量點與第二當量點之間亦是緩衝溶液。可參考:
http://www.eepe.murdoch.edu.au/info/student/chemtutorials/m11xexamss1/imidazoletitr.png

HCO3^- 會同時水解成 H2CO3 及第二電離成 CO3^2-。
參考: 老爺子


收錄日期: 2021-04-30 13:02:12
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20100702000016KK03377

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