柳青 ，王海水 ，陈超

1华南理工大学分析测试中心，广州 510640

2华南理工大学化学与化工学院，广州 510640

3华南农业大学生命科学学院，广州 510642

二元弱酸H2A的酸式盐NaHA为两性物质。对于浓度为c的NaHA溶液，其质子条件式为：

上式可改写为：

式中，Ka1和Ka2为H2A的解离常数。从质子条件式(一元高次方程)可以得到溶液氢离子浓度准确值[H+]，记为[H+]T。利用Matlab程序可以获得NaHA溶液的[H+]T。如果c较大并且Ka2和Kb2(Kb2= Kw/Ka1)都很小，则HA-的酸式解离和碱式解离都较小，HA-、H2A和A2-三组分中，HA-为溶液主要组分。假设[HA-] ≈ c，代入质子方程，则可得到下列近似公式[1-4]：

NaHA可分为酸性两性物质和碱性两性物质。酸性两性物质溶于水后，溶液为酸性。碱性两性物质溶于水后，溶液为碱性。对酸性和碱性两性物质，[H+]x1式的应用条件和物理意义应该存在区别，但现有教科书没有区分和讨论这种差别。基于[H+]x1式推导得出的其他近似式如

计算溶液pH时，一般允许氢离子浓度近似值[H+]与准确值[H+]T的相对误差±5%[1]，即：也存在类似问题。本文将给出各近似式清晰的物理意义和恰当的使用条件，为正确利用近似式求算溶液pH提供指导。

1 NaHA性质

水溶液中，NaHA同时存在酸式解离和碱式解离，还有水的解离。

如果Ka2＞ Kb2，则酸式解离为主，溶液呈酸性。从Ka2＞ Kb2，即，可得出Ka1Ka2＞ Kw。Ka1Ka2＞ Kw的NaHA称为酸性两性物质。从Ka1Ka2＞ Kw，也可推得，即Ka1＞ Kb1。

同理得出，碱性两性物质NaHA中，Ka1Ka2＜ Kw，Kb2＞ Ka2和Kb1＞ Ka1成立。

2 [HA-] ≈ c条件

酸性两性物质NaHA溶液中，[H+] ＞ [OH-]，则由质子条件[H+] + [H2A] = [OH-] + [A2-]可推出，[H2A] ＜ [A2-]。如果[HA-] ≈ c成立，HA-必须为溶液主要型体。为保证HA-为溶液主要型体，须满足[HA-] ＞＞ [A2-] ＞ [H2A]。从[HA-] ＞＞ [A2-]和分布分数公式可得出，[HA-] ＞＞ [A2-]等同于[H+] ＞＞ Ka2。c较大和HA-解离很少时，c通常大于[H+]，[H+] ＞＞ Ka2条件可变换为c ＞＞ Ka2条件。……