数学方法推导一元弱酸溶液氢离子浓度的近似公式及适用条件

摘要：

近似计算一元弱酸HA溶液的氢离子浓度[H+](相对误差在±5％以内)是分析化学工作者需要掌握的方法.利用严谨的数学方法,获得了各类近似公式的使用条件和浓度适用范围.例如,从近似式[H+]Av1=1/2(一Ka+√K2a +4cKa+4c)出发,推导出了计算氢离子浓度的其他2个近似公式:(1)c越小,[H+]AV1越趋向c.计算表明,当满足c≤1Ka和c≥5.0×10 7mol/L时,弱酸HA就可作强酸处理,此时得到近似式[H+]Av4 =C,这极大简化了弱酸溶液氢离子浓度的计算.(2)c越大,[H+]AV1越接近√/cKa.当满足c≥105Ka和cKa≥10Kw时,弱酸溶液氢离子浓度可按最简式[H+]Av2=√cKa计算.还解释了c≥105Ka和c≤1/19Ka时所包含的物理意义.需要强调的是,本文首次给出了各近似式的浓度适用范围,比如忽略水的解离时,除了满足cKa≥10Kw,还必须要求c≥6.0×10-6 mol/L.

关键词：一元弱酸、氢离子浓度、近似式、数学方法

所属期刊栏目：40

分类号：D924.13;O6;O357

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;高等教育教学改革项目

在线出版日期：2019-05-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：25-29