x0 + x1 + x2 + x3 = 1
磷酸(H3A)的型体分布图
x
1.0
H2PO4-
HPO42-
H3PO4 0.5
PO43-
0.0 0 2 4 6 8 10 12 pH
2.16 pKa1 H3PO4
pKa 5.05 7.21 H2PO4- pKa2
pKa 5.11 12.32 HPO42- pKPa3O43-
Ka
= 0.15
H + + K a
pH = 8.00时
x(HAc) = 5.7×10-4, x(Ac-) ≈ 1.0
例: 药物的吸收方式可表示为
H++A-
pH=7.4 血浆
HA
隔膜
pH=1.0
HA
胃
H++A-
假设H+, A-等离子不能穿透隔膜, HA分子可 自由通过隔膜. 达平衡时, 隔膜两边的HA浓度 相等,但总药浓度不同.
阿司匹林是一种弱酸(即乙酰水杨酸),
pKa= 3.5. 计算在血浆中总药剂量([HA]+[A]) 对胃中总药剂量的比率.
[H A ]x血 H A c血 x胃 HAc胃
cc胃 血xx胃 血 HHAA （ [H [H++]胃 （ ]胃[HK +]a血 ） [H K +]a血 ） 1 (100 11 .0.0(1010 7. 43 .51)100 37 .5.4)103.98103
2．电荷平衡式
溶液中正电荷的质点总浓度必定等于负电 荷的质点总浓度
c mol·L-1地Na2HPO4在溶液中的离解，其带电 质点有:
F-
3.17
pH
HCN的x-pH图
x
1.0
HCN
CN-
0.5
0.0 02 4 6
HCN的优势区域图
HCN
8 10 9.31
pKa 9.31
12 pH
CNpH
(2) 二元弱酸H2A的摩尔分数 C =[H2A]+[HA－]+[A-2]
x2
=
H + 2 +
H + 2 K a 1 H + +
9.5.2 溶液中酸碱平衡的处理方法
酸碱溶液[H+]的计算
全面考虑、分清主次、合理取舍、近似计算
物料平衡 电荷平衡 *质子条件 化学平衡关系
[H+]的精确表达式 近似处理
近似式 进一步近似处理
最简式
数量关系
物料平衡(Material<Mass>Balance): 各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度.
不同pH下的x(HA) 与x(A-)
pH
x(HA)
x(A-)
pKa - 2.0
0.99
0.01
*pKa - 1.3
0.95
0.05
pKa - 1.0
0.91
0.09
**pKa
0.50
0.50
pKa + 1.0
0.09
0.91
*pKa + 1.3
0.05
0.95
pKa + 2.0
0.01
0.99
以x对pH作图, 得形体分布图
8 10 12 pH
A2-
pH
三元酸H3A的摩尔分数
分母由4项组成:
M = [H+]3+[H+]2Ka1+[H+]Ka1Ka2+Ka1Ka2Ka3 x3 = [H3A]/c= [H+]3/M x2 = [H2A-]/c= [H+]2Ka1/M x1 = [HA2-]/c= [H+]Ka1Ka2/M x0 = [A3-]/c=Ka1Ka2Ka3/M
HAc的x-pH图
x 1.0
HpAKca 4.76
Ac-
0.5
0.0 0
2
44.76 6
8 10 12 pH
HAc的优势区域图
pKa±1.3
HAc 3.46 6.06
Ac-
pH
4.76
x 1.0
HF
0.5
HF的x-pH图
F-
0.0
0 2 4 6 8 10 12 pH
HF的优势区域图 3.17
HF pKa
溶液某酸碱组分的平衡浓度占其总浓度的分数，称为 该组分的摩尔分数
x
[平衡浓度] [分析浓度]
(1) 一元弱酸的摩尔分数
HA=H++A- c(HA)=[HA]+[A-]
HA HA x(HA) c HA A
[HA]
[H
A
]+
[HA [H
]K +]
a
H + H + + K a
x(A )A cH A A A H + K a +K a
c mol·L-1的Na2HPO4溶液 总钠：[Na+]=2c 总磷： [ H 3 P 4 ] O [ H 2 P 4 ] O [ H 2 4 ] P [ P 3 4 O ] O c
总氢：3 [ H 3 P 4 ] O 2 [ H 2 P 4 ] O [ H 2 4 ] P [ H ] O [ O ] c H
H2CO3的x-pH图
H2CO3
HCO3-
CO32-
0.0 02 4
H2CO3
6 8 10 12 pH
6.38
10.25ຫໍສະໝຸດ pKa1HCO3- pKa2 CO32-
△pKa = 3.87
pH
酒石酸(H2A)的x-pH图
x
1.0 H2A HA- A2-
0.5
0.0 0246 3.04 4.37 pKa1 pKa2 H2A HApKa= 1.33
x(HA)x(A)1 [HA]cx(HA), [A]cx(A)
“x” 将平衡浓度与分析浓度联系起来
例3.5 计算pH4.00和8.00时的x(HAc)、x(Ac-)
解: 已知HAc的Ka=1.75×10-5
pH = 4.00时
x(HAc) =
H +
= 0.85
H + + K a
x(Ac - ) =
K a1 K a2
x1
=
H + 2
+
K a 1 H + K a 1 H + +
K a1 K a2
x0
=
H + 2 +
K a1 K a2 K a 1 H + +
K a1 K a2
H 2A c x2
H A - c x 1 A 2 - c x 0
x 1.0 0.5
电荷平衡(Charge Balance): 溶液中正离子所带正电荷的总数等于负 离子所带负电荷的总数.(电中性原则)
*质子条件(Proton Condition): 溶液中酸失去质子的数目等于碱得到质 子的数目 .
1.物料平衡 各物种的平衡浓度之和等于其分析浓度.
c mol·L-1 HAc溶液的物料平衡为： [HAc]+[Ac－]=c
9.5 溶液中酸碱平衡的系统处理
一、溶液中酸碱组分的分布
1.酸的浓度和酸度
• 酸的浓度：是指在一定体积溶液中含有某种酸溶质的量， 即酸的分析浓度，包括已离解的酸浓度和未离解酸的浓 度，用c酸表示。
• 酸度：溶液中的氢离子浓度[H+]，当其值很小 时，常用pH表示。
2. 酸度对弱酸(碱)形体分布的影响