Question

大学有机化学酸碱平衡问题（求步骤，书上只有答案）

将0.2mol/L的HCOOH（Ka1=1.8*10^-4）溶液和0.40mol/L的HOCN（Ka1=3.3*10^-4）溶液等体积混合，求混合溶液的pH.
。。手滑了啊！是无机化学啊！

Answer 1

1. 首先混合后浓度减半，HCOOH 和 HOCN 的浓度分别是 0.1mol/L 和 0.2mol/L

2. 由于二者的 c/K 都较大（大于500），可假定二者解离程度都较小，即有
   c(HCOOH)>>c(HCOO-)，c(HOCN)>>c(OCN-)
   因此平衡时 c(HCOOH)=0.1mol/L，c(HOCN)=0.2mol/L

3. 溶液中的 H+ 是二者解离量之和，即有 c(H+)=c(HCOO-)+c(OCN-)

4. 考虑 HCOOH 的解离平衡，有 c(H+)*c(HCOO-)=K(HCOOH)*c(HCOOH)
   因此 c(HCOO-)=K(HCOOH)*c(HCOOH)/c(H+)

5. 同理得到 c(OCN-)=K(HOCN)*c(HOCN)/c(H+)

6. 将上述 4、5 代入 3，得到 c(H+)^2 = K(HCOOH)*c(HCOOH)+K(HOCN)*c(HOCN)。根据题中数据和 2 的假定，计算出 c(H+)=0.0092mol/L

7. 将 c(H+) 代入 4、5，得到 c(HCOO-)=0.0020mol/L，c(OCN-)=0.0072mol/L，确实有 c(HCOOH)>>c(HCOO-)，c(HOCN)>>c(OCN-)，因此 2 中的假定是正确的，以上计算结果有效

8. 因此 c(H+)=0.0092mol/L，pH=2.04

 

解题关键是 2 中的假定，然后结合 3~5

7 是假设检验步骤，非常重要，原则上是必须具有的。如果检验不通过，则 2 的假定无效，一切都得推倒重来

 

注：严格计算结果是 c(H+)=0.0090mol/L，pH=2.04