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计算0.10mol/l氨基乙酸溶液的ph

2025-07-17 化工产品网

氨基乙酸是一种有机酸,它的分子式是C2H5NO2。当氨基乙酸溶解在水中时,它会发生部分离解,产生氢离子和乙酸根离子。这种离解过程可以用下面的化学方程式表示:

C2H5NO2 + H2O ↔ C2H5NH3+ + OH- ↔ C2H5NH2 + H2O

在这个方程式中,C2H5NO2代表氨基乙酸分子,H2O代表水分子,C2H5NH3+代表乙酰胺离子,OH-代表氢氧根离子,C2H5NH2代表乙酰胺分子。

根据这个方程式,我们可以看到,氨基乙酸溶液中存在乙酸根离子和氢离子,因此它是一种酸性溶液。我们可以用pH值来表示这种酸性程度。

计算0.10mol/L氨基乙酸溶液的pH值,需要先确定它的离解常数Ka。Ka表示酸的强度,它越大,酸的强度就越大。

根据化学方程式,可以列出氨基乙酸的离解常数表达式:

Ka = [C2H5NH3+][OH-] / [C2H5NO2]

其中,方括号表示浓度。由于氨基乙酸是一种弱酸,因此它的离解程度比较小,可以近似地将[OH-]视为[C2H5NH3+]的浓度。因此,上面的表达式可以简化为:

Ka = [C2H5NH3+]^2 / [C2H5NO2]

由于0.10mol/L氨基乙酸溶液的浓度已知,可以将其代入上式,得到:

Ka = [0.10 x α]^2 / (0.10 - 0.10 x α)

其中,α表示氨基乙酸的离解度(即乙酸根离子的浓度与总浓度的比值)。由于氨基乙酸的离解程度比较小,可以近似地将0.10减去0.10 x α视为0.10。

将Ka代入另一个表达式:

pH = 1/2 (pKa - log [C2H5NH3+]^2 / [C2H5NO2])

其中,pKa表示氨基乙酸的酸解离常数的负对数,它是常数,对于氨基乙酸来说,pKa约为4.76。

将上面得到的式子代入pH的表达式,我们可以得到0.10mol/L氨基乙酸溶液的pH值:

pH = 1/2 (4.76 - log [0.10 x α]^2 / 0.10)

化简上式,可以得到:

pH = 1/2 (4.76 - log [0.01 x α]^2)

化简后的式子中,[0.01 x α]^2表示乙酸根离子的浓度,它等于[H+]的浓度。因此,可以将上式进一步化简为:

pH = 1/2 (4.76 - log [H+])

其中,[H+]表示氨基乙酸溶液中的氢离子浓度。我们可以使用pH计算器或手动计算,得到:

pH = 2.87

因此,0.10mol/L氨基乙酸溶液的pH值约为2.87。


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