弱酸和弱碱属于弱电解质，其在水溶液中只有一小部分发生解离，解离产生的离子与未解离的分子或离子间保持平衡关系。根据弱酸弱碱在解离时产生的氢离子(质子)或氢氧根离子个数的多少可以把弱酸和弱碱划分为一元弱酸弱碱和多元弱酸弱碱(可以给出或接受多个质子的酸或碱)。

1. 一元弱酸弱碱的解离

乙酸为一元弱酸，常简写为HAc，在水溶液中部分解离

常简写为

解离反应达到平衡时，HAc、H⁺和Ac^-的浓度(准确说应为活度)满足关系式

Ka^Θ是弱酸的解离平衡常数，也称酸式解离平衡常数。实验测得乙酸的Ka^Θ=1.8×10^-5。

氨水是一个典型的一元弱碱，在水溶液中存在解离平衡

解离反应达到平衡时，NH³、NH₄⁺和OH^-的浓度(准确说应为活度)满足关系式

Ka^Θ称为碱式解离平衡常数，氨水的Kb^Θ=1.8×10^-5。

在水溶液中，当乙酸的解离达到平衡时，由解离反应式可知生成等物质量的H+和Ac-，因此，由乙酸溶液的初始浓度就可以根据解离反应式及平衡常数求算体系中的H+或Ac-的浓度，进一步求得溶液的pH。

【例7-1】计算0.10mol·dm^-3 HAc 溶液中[H⁺]、[Ac^-]和[HAc]。已知HAc的Ka^Θ=1.8×10^-5。

解 设解离达到平衡时溶液中[H⁺]为x mol·dm ^-3 。

平衡常数表达式为

将平衡时各物质的浓度代入Ka^Θ的表达式中，有

由计算结果可知，体系中HAc分子解离的很少，生成[H⁺]也很小，体系中未解离的HAc浓度与初始浓度c0基本相同。所以，在解方程求[H⁺]时，可以采用近似的方法来计算。

由于c0»[H⁺]，则[HAc]≈c0，故

利用这种近似的方法来求算[H⁺]则无需解方程。但是这种近似的条件是弱酸的Ka^Θ值很小且HAc初始浓度c0较大，否则计算的结果会产生较大的误差。一般来说，当c0≥400Ka^Θ时，可由最简式近似计算溶液的[H⁺]。

同样对于一元弱碱也可以采用相同的近似方法，当c0≥400Kb^Θ时，近似有

解离度是指某物质已解离的量占其初始量的百分数，用a表示。与化学平衡的转化率相似，弱酸的解离度为

将代入解离度计算式，有

【例7-2】计算0.10 mol·dm^-3 NH₃·H₂O溶液中[OH^-]和NH₃·H₂O的解离度。

解在0.10 mol·dm^-3 NH₃·H₂O溶液中

若NH₃·H₂O浓度为1.0×10^-3mol·dm^-3，计算表明其解离度a=13.4%。说明弱电解质浓度越小，其解离度a越大。

弱电解质解离度a与解离常数的关系为

Ka^Θ、Kb^Θ都是平衡常数，平衡常数的大小能表示弱酸、弱碱解离趋势的大小，平衡常数越大，表示弱酸或弱碱解离的趋势越大。故Ka^Θ、Kb^Θ的大小可以表示弱酸、弱碱的相对强弱。一般将Ka^Θ大于10^-1的酸称为强酸，Ka^Θ在10^-1～10³的酸称为中强酸，Ka^Θ小于10^-3的酸称为弱酸。同样，碱也可以按Kb^Θ值大小进行分类。

相关链接：水的解离平衡

文章来源：《无机化学核心教程（第二版）》

版权与免责声明：转载目的在于传递更多信息。

如其他媒体、网站或个人从本网下载使用，必须保留本网注明的"稿件来源"，并自负版权等法律责任。

如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起两周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。