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。