APP下载

酸碱平衡体系基于Excel的直观计算

2012-12-31王业根

中国医药科学 2012年17期

王业根

盐城卫生职业技术学院,江苏盐城 224005

酸碱平衡体系的计算一般有代数法、图解法、计算机法。代数法是基础,其他两种方法是工具[1]。代数法的关键是推导前与推导中表达式的简化,不恰当的简化容易引起较大的误差。图解法需要准备多种图形模板,准确度不高,对于复杂体系无能为力。计算机法可以达到较高的准确度,但必须选择简便、直观的软件[2]。

基于Excel工作表与宏,建立包含公式的酸碱平衡体系模板,计算滴定过程中的酸度变化,绘制滴定曲线,判断滴定突跃,整个过程简便直观。该方法可修改参数,求解未知量(如酸度、物料浓度与体积、酸常数、缓冲容量等),同时由于没有计算公式的简化,计算结果更为准确。

1 原理

1.1 共轭酸生成常数

酸碱常数是酸碱平衡体系计算的理论基础。为了与滴定常数表达一致,建议统一改用共轭酸生成常数(质子化常数)。以三元弱酸为例。

1.2 型体平衡浓度

多种溶液混合时,溶液总体积增大,物料分析浓度应通过稀释公式计算。型体平衡浓度与物料分析浓度和型体浓度分数(分布系数)有关,型体浓度分数则取决于共轭酸生成常数与酸度。以三元弱酸为例。

1.3 质子平衡方程

酸碱反应的本质是质子传递,酸碱平衡体系中得到质子的物质的量应该等于失去质子的物质的量。选择所投物料为零水准,建立质子平衡方程。以NaOH滴定H3PO4、HAc混合酸为例,选择H2O、H3PO4、HAc、NaOH为参考水准,质子平衡方程为:

[H3O+]+c0(NaOH)=[OH−]+[H2PO4−]+2[HPO42−]+3[PO43−]+[Ac−]

NaOH中的OH-是水溶液中的最强碱,全部得到质子生成H2O,在质子平衡方程中用c0(NaOH)表示。……

登录APP查看全文