多元弱酸氢离子浓度计算条件的比较

在大学化学教学中,多元弱酸溶液氢离子浓度计算条件在不同的教材中有不同的版本,这给教师和学生的教与学都带来了困惑。由氢离子浓度计算的最简式所要求的相对误差确定了多元弱酸氢离子浓度计算允许的相对误差,通过讨论可忽略二级酸解离产生的氢离子浓度所需的一级和二级酸常数的比值条件,选出了具有相对通用性的计算条件和一种更具普遍适用性的计算策略。     

一元弱酸弱碱盐溶液中氢离子浓度的计算问题

无机化学中，关于弱酸弱碱盐溶液中氢离子浓度的计算公式，是以NH4Ac为例推导的，其公式为[1]:推导此公式的前提条件是Ka=kb，所以计算Ka与Kb相差不大的弱酸弱碱盐溶液中氢离子的浓度，无疑是可以的。如NH4AC：Kb=1.76×10（－5）；Kb=1．774×10（－5）。那么，对于Ka与Kb相差较大的弱酸弱碱盐，如NH4CN：Ka=4.93×10（－10）；Kb=1．774×10（－5），能否用此公式计算氢离子浓度呢？本文就此问题作如下讨论。一、计算一元弱酸弱碱盐溶液中氢离子浓度的精确公式以一元弱酸铵盐为例进行推导。设分子式为NH4A，在溶液中同时有NH4＋…     

一元弱酸溶液氢离子浓度近似计算的课程新设计

通常情况下,一元弱酸HA溶液氢离子浓度可按近似式■估算。不同于现有教科书,本文以新的方式导出上述公式,并用数学方法推导出了[H~+]_(AV1)和[H~+]_(AV2)近似式的使用条件。(1)溶液中[H~+][OH-]时,可忽略水的离解,此时可用[H~+]_(AV1)估算溶液pH。[H~+]_(AV1)与氢离子准确浓度[H~+]T相对误差不大于±5%时,需要满足两条件c6.0×10~(-6)mol·L~(-1)和c K_a≥10K_w;(2)用[H~+]_(AV2)估算溶液pH的条件为[H~+]■[OH-]和[HA]≈c,即同时忽略水的离解和忽略HA的离解。[H~+]_(AV2)与[H~+]T相对误差不大于±5%时,要求满足c K_a≥10K_w和c≥105K_a。本文首次用数学方法推导出c K_a≥10K_w或c≥105K_a等条件,与现教科书有关内容比较,具有判据严谨、边界条件清晰、学生容易理解等优点,对提高教学效果具有积极意义。     

基于电荷平衡的溶液氢离子浓度方程和溶液pH的精确计算

提出了基于电荷平衡的溶液氢离子浓度方程及其方程数值解的溶液pH计算通用方法。解决了一些常见酸碱溶液和复杂酸碱平衡体系的溶液pH计算。     

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

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（-Ka+√Ka2+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≤1/19Ka和c≥5.0×10-7 mol/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。     

一元弱酸溶液中氢离子浓度计算公式的使用条件

利用质子条件式（PBE）推导了一元弱酸溶液中氢离子浓度的各类计算公式，对它们的使用条件进行了解释。     

Origin软件在计算氢离子平衡浓度方面的应用

在Origin 7.5(或以上版本)的运行环境下,通过运行Find_Roots.opj求根附件,可实现各种类型酸碱溶液氢离子平衡浓度的快速、准确计算。介绍了这种计算方法的详细流程。     

忽略第二级离解的判据推导和二元弱酸溶液氢离子浓度的近似计算*

为推导出忽略二元弱酸$H_{2}A$第二级离解的判据,设计了虚拟酸A和虚拟酸B并计算了酒石酸、虚拟酸A和虚拟酸B的准确氢离子浓度$[H^{+}]_{T}$和近似氢离子浓度$[H^{+}]_{AV}$。计算结果表明:忽略$H_{2}A$第二级离解的判据与$\frac{K_{a1}}{K_{a2}}$比值相关。从极端二元酸($K_{a1}=K_{a2}$)得到的判据为$\frac{2K_{a2}}{[H^{+}]_{AV}}为推导出忽略二元弱酸H_2A第二级离解的判据,设计了虚拟酸A和虚拟酸B并计算了酒石酸、虚拟酸A和虚拟酸B的准确氢离子浓度[H~+]_T和近似氢离子浓度[H~+]_(AV)。计算结果表明:忽略H_2A第二级离解的判据与■比值相关。从极端二元酸(K_(a1)=K_(a2))得到的判据为■,其中[H~+]_(AV)=■。■≤0.11判据具有广泛的普适性,可以用于所有二元弱酸溶液。新判据除了保证溶液氢离子浓度近似值[H~+]_(AV)的准确度外(误差SymbolqB@5%以内),同时还具有覆盖浓度区间宽的显著优点。     

氢离子浓度影响配位平衡的定量处理方法

以四氨合铜 (II)配离子为例 ,综合考虑氢离子与中心原子和配体的作用 ,将微分原理引入配位平衡 ,提出了一种定量处理氢离子浓度影响配位平衡的方法。结果表明 ,此类配合物的最大浓度是由相关平衡常数和配体总浓度决定的特征值。     

质子平衡方程各组分浓度动态图与碳酸氢钠溶液pH计算

NaHCO₃水溶液的质子平衡方程为：[H₂CO₃]+[H⁺]=[OH^-]+[CO■]。随溶液浓度c的变化,H₂CO₃,H⁺,OH^-和CO■的相对含量也会发生变化。提出并绘制了质子平衡方程中各组分浓度随溶液浓度c变化的动态图。从动态图上,可以直观地观察到哪些组分是主要组分,哪些组分是次要组分,哪些组分相对含量可以忽略不计,从而得到不同浓度区间溶液的不同pH近似式。对动态图的研究,不仅可以发现新的pH近似式,还可以帮助正确解读pH近似式的物理意义。值得强调的是,动态图对溶液中存在的各类质子转移平衡也能提供全新的认识。较浓溶液中,质子转移平衡■占据支配地位。9.1×10^-6 mol·L^-1稀溶液中,反应■^-占据支配地位。     

离子色谱法在氢燃料电池汽车用氢气中的应用现状及展望

氢燃料电池汽车用氢气中痕量杂质会影响氢燃料电池的性能,国内外标准均严格规定了痕量杂质的限值要求。离子色谱法（IC） 具有操作简单、分析快速、灵敏度高、选择性好、可多组分检测的特点,ISO 14687－2∶2012、SAE J2719∶2015和GB/T 37244－2018等标准均涉及到离子色谱法分析其中的部分指标。目前离子色谱法在环境空气、固定污染源废气、天然气、烟气等气体分析领域有广泛应用,在氢燃料杂质的分析领域尚在起步阶段。该文综述了氢燃料和其他气体分析领域中总卤化物、甲酸、氨和总硫化物的分析方法,将离子色谱与不同分析技术进行比较。并基于离子色谱在其他气体杂质分析领域的应用进展,对其在氢燃料电池汽车用氢气杂质分析中的应用作出展望。     

离子色谱法测定卷烟主流烟气中的硫化氢

建立了测定卷烟主流烟气中硫化氢含量的离子色谱法.采用玻璃纤维滤片捕集卷烟烟气粒相物,并用0.5%(体积分数)乙二胺-50 mmol/L氢氧化钠-250 mmol/L乙酸钠溶液萃取粒相物,吸收液吸收气相物中的硫化氢,合并粒相萃取液与气相吸收液,经离子色谱柱分离,以1.5 mol/L氢氧化钠-1 mol/L乙酸钠-2%(体积分数)乙二胺(40∶50∶10,体积比)为流动相,安培检测器检测并施加-100 mv的检测电位.运用方法对12种市售卷烟样品进行了测定,结果表明:方法的线性范围为0.1~5.0μg/mL,检出限为1.03μg/mL,定量限为3.41μg/mL,回收率为102.3%~107.2%,相对标准偏差小于5%.方法处理简单、准确度高,可以用于卷烟烟气中硫化氢含量的测定.     

伏安法快速测定镍、铬、铁和铜镀液中氯离子的浓度

根据氯离子在铂电极上的电化学氧化特性，用DZ-1B型电镀添加剂测定仪测定镍、铬、铁和铜镀液中氯离子的浓度。操作简便．快速，适用于电镀车间的镀液分析。     

电解生成亚铁离子返滴定法测定消毒液中过氧化氢含量的数字化实验*

氧化还原与电解的相关知识是中学化学学习的重点内容。应用自主研制的MXLab21先进数字化实验系统电解Fe₂(SO₄)₃溶液,用电解生成的Fe²⁺直接滴定KMnO₄溶液以测定其浓度,再用返滴法测定消毒液中H₂O₂的含量。对恒电流电解的最佳条件如Fe₂(SO₄)₃溶液浓度及电解电流大小进行了优化。该数字化实验系统相比较于常规数字化仪器(或手持技术)的优越性在于其自带电解、搅拌及控制系统,能在电解的同时利用电生物质实现对待测物质的准确测定,测定时间短(不超过4 min)。本实验采用预设终点电势值的方法自动估计滴定终点,不但便捷准确,且呈现出的实时直观的电势和电量随时间变化的动态曲线便于学生理解电解及氧化还原滴定反应的微观本质,对中学化学教学及化学学科核心素养的培养具有重要价值。     

离子抑制色谱法测定消毒剂中的过氧乙酸和过氧化氢

采用离子抑制色谱法,用反相C18色谱柱,在不经过衍生的情况下,同时测定了过氧乙酸消毒剂中过氧乙酸(PAA)和过氧化氢(H2O2)的含量。该法以酸性磷酸盐为缓冲液,抑制PAA和乙酸的离解,增大了其保留因子,使组分间能得到很好的分离。利用磷酸盐缓冲溶液在210 nm以下的紫外吸收强度比水低的特性,降低了基线噪声,提高了过氧化物测定的灵敏度。组分的检出限分别为3.0×10-7 mol/L(PAA)和6.2×10-8 mol/L(H2O2)(进样量100 μL,相当于检出限为2.3 ng(PAA)和2.1 ng(     

离子色谱中高质量浓度的Cl~-对痕量NO_2~-,Br~-和NO_3~-测定的影响

在 3支不同性质的离子色谱柱上 ,研究了高质量浓度的Cl- 对痕量NO2 - ,Br- 和NO3- 分离分析的影响 ,提出在分离过程中同时存在自身洗脱效应和在柱流动相变化两种洗脱机理。当Cl- 与待测离子色谱峰重叠时 ,在抑制器处置换出的H 使弱酸型阴离子分子化 ,给定量测定带来偏差 ,而对于强酸型阴离子则没有影响。由实验得到用峰高法测定NO-2 ,Br- 和NO3- 等 3种阴离子时在不同Cl- 质量浓度下的线性范围以及能够准确定量的Cl- 的最大质量浓度。