大学化学题?
h?c?o?是草酸,学名草酸,几乎是有机酸中最强的。一级电离常数Ka = 5.9×10;它的* * *轭基是草酸氢根离子HC?o,如草酸钠氢盐,溶液呈碱性。
h?PO是磷酸二氢根离子。由于磷酸是三元酸,磷酸二氢根离子仍能电离氢离子,其电离常数(磷酸的二次电离常数)Ka=6.23×10,酸性弱于碳酸,但大多数磷酸二氢根的溶解度远高于碳酸,它们与碱金属组成的盐溶液呈酸性。它的轭基是磷酸二氢HPO?碱金属盐都是碱性的。
HAc是乙酸(醋酸)的缩写,化学式为ch?COOH,弱酸,其电离常数Ka=1.76×10,与水以任意比例混溶;它的轭基是醋酸离子Ac?(CH?首席运营官?),碱金属的乙酸盐是碱性的。
HF是氢氟酸,一种弱酸,其电离常数Ka=3.53×10,与水以任意比例混溶;它的* * *轭基是氟离子F?碱金属氟化物都是碱性的。
NH是铵离子,电离常数Ka=5.64×10?其盐大部分溶于水,强酸铵盐呈酸性;它的* * *轭基是氨NH?h?o,弱碱,电离常数Kb=1.774×10,氨溶解度高,但会挥发氨。
如果要形成缓冲对,就需要考虑它的酸性和溶解性。
(1)、PH=2.0,氢离子浓度为10mol/L,h?c?o?,HF符合要求,HAc浓度高,但可行。
h?CO?/HCO浓度≈(10)?⊙(4.3×10)+10≈233mol/L,肯定超出溶解度范围,不可行;
h?c?o?/HC?o浓度≈(10)?(5.9×10)+10≈1.17×10mol/L,在溶解度范围内,符合要求。
h?阿波/HPO?浓度≈(10)?⊙(6.23×10)+10≈1605mol/L,这肯定是超出范围的,不可行。
HAc/Ac?浓度≈(10)?⊙(1.76×10)+10≈5.69mol/L,相当于约341.5 g/L,浓度高,但可行。
HF/F?浓度≈(10)?⊙(3.53×10)+10≈0.293mol/L,在溶解度范围内,符合要求。
NH/NH?浓度≈(10)?÷(5.64×10?)+10≈177304mol/L,肯定是超出范围了,不可行。
②、PH=7.0,氢离子浓度为10mol/L,中性,可以使用。
以上六种物质都是酸性的(强酸铵盐也是酸性的),它们的轭可以是碱性的,互相中和,在PH=7.0时都可以达到中性,所以都是可行的。
(3)、PH=9.0,氢氧根离子浓度10mol/L,只有草酸不可行,其他都可以。
h?CO?/HCO浓度≈(10)?÷10?×(4.3×10)+10 = 0.00431mol/L,在碱金属碳酸氢盐的溶解度范围内,符合要求。
h?c?o?/HC?o浓度≈(10)?÷10?×(5.9×10)+10≈590mol/L,肯定超出浓度范围,不可行。
h?阿波/HPO?浓度≈(10)?÷10?×(6.23×10)+10≈6.33×10mol/L,在磷酸氢二盐的溶解度范围内,符合要求。
HAc/Ac?浓度≈(10)?÷10?×(1.76×10)+10≈0.176mol/L,在醋酸盐的溶解度范围内,符合要求。
HF/F?浓度≈(10)?÷10?×(3.53×10)+10≈3.53mol/L,相当于148 g/L氟化钠,在溶解度范围内,符合要求。
NH/NH?浓度≈(10)?÷10?×(5.64×10?)+10≈1.564×10mol/L,在氨气的溶解度范围内,符合要求。
虽然上述结论在理论上是可行的,但在实际应用中,由于H?CO?溶解度低,配制的缓冲溶液PH平衡容易被打破,可行性差。