1
第三章 部分思考题和习题
2
思考题 1,氨基酸等电点与其溶液的 pH
是否相等?
[]
2
1
aw
a
HA
H
1 H A
K + K
=
+ / K
-
+
-
等电点时,[H2A+]=[A-],即 [H+]2= Ka1Ka2
[]+ a 1 a 2H KK
氨基酸为两性物质,
等电点时质子条件式为,
[H+]+[H2A+]=[OH-]+[A-]
3
思考题 2:
谷氨酸 HOOC-CH2-CH2-CH -COO-
+NH3
pKa1-pKa3为,2.19,4.25,9.67 pI=3.22
赖氨酸 H3N+-C4H8-CH-COO-
+NH3
pKa1-pKa3为,2.18 8.95 10.53 pI= 9.74
解,
谷氨酸 H3A+ H2A HA- A2-
赖氨酸 H3A2+ H2A+ HA A-
4
思考题 3:复杂体系 [H+]的计算式
1.HCl+NaAc
2.NH4+-NH3+HAc-Ac-
3.NH4H2PO4-
HCl+HAc
HAc
HAc+Ac-
NH3+NH4++Ac-
NH4++Ac-
NH4++HAc+Ac-
[H+]+[H3PO4-]=[NH3]+[HPO42-]+2[PO4-]+[OH-]
5
思考题 4:计算 10-7.00mol·L-1HCl溶液的 pH
[H+]=c(HCl)+Kw/[H+]=10-7.00+10-14.00/[H+]
解一元二次方程,[H+]=1.62× 10-7 mol·L-1
若忽略水的离解,[H+]=1.00× 10-7 mol·L-1,
则 Er=62%
若 HCl浓度为 10-9.00 mol·L-1,[H+]=?
6
思考题 3.6 (p140)
用 0.0200molEDTA滴定 25.00mL 0.200
molZn2+溶液，加入 0.10 mol HAc－ 0.10
molAc-缓冲溶液 2.0mL以控制溶液的 pH为
5.0左右，能否做到？如何做才能使溶液在滴定前后的 pH的改变不超过 0.2pH单位？
（提示 EDTA（用 Na2H2Y表示）
滴定 Zn2+的反应为,Zn2++H2Y2- =
ZnY2- + 2H+）
7
1,n(HAc)=0.10× 2.0 =0.2 mmol
n(Ac-)= 0.2 mmol
反应中放出 H＋,n(H+)=0.0200× 2× 25.00=1.0 mmol
则此时溶液中，
n(H+)=0.8 mmol,n(HAc)= 0.4 mmol
显然，溶液的 pH无法控制在 5.0左右。
解,
10da2,= - = 2,3 = 0,5 8 = 1,1 6dpH c x c x
0,0 2 2 5 2?p H = = 4,3
2 1,1 6
∴ 不能
8
如何做?
1,假设仍加 2mL缓冲溶液,增大其浓度,且使
pH=5.0
10d a 0,0 2 2 2 5= - = = 2,3 = 0,5 3d p H (5 0 + 2 ) 0,2 cx x c
c =0.18mol·L-1 (反应体系中 )
缓冲溶液中,c=0.18× 52÷ 2=4.7 mol·L-1
c(HAc)=4.7× x1=4.7× 0.365=1.7 mol·L-1
c(NaAc)=4.7× 0.635=2.98≈3.0 mol·L-1
9
2,直接在反应体系中加 HAc 和 NaAc,
按缓冲容量算得 c=0.19mol·L-1
n(HAc)=0.19× 50× 0.365=3.5mmol,
n(NaAc)=6.0mmol m(NaAc)=6.0× 82=0.49g
3.
1a
a
a
1,7 4 1
pH p lg
1
n
K
n
b
0a
a
pH p lg 1,7 4b
a
n
K
n
n
n
解得,n(HAc)=3.3mmol,
n(NaAc)=5.7mmol m(NaAc)=5.7× 82=0.47g
10
4,生成的酸增加 x(HAc)
25 c (x14.80 - x15.00)=1.00 mmol
n=25c=1.00/(0.48-0.37)=9.1mmol
n(HAc)=9.1× 0.37=3.4mmol
n(NaAc)=9.1-3.4=5.7mmol
11
3.9 配制 pH为 2.00和 10.00的氨基乙酸缓冲溶液各 100mL，其缓冲物质总浓度为
0.10mol·L-1。问需分别称取氨基乙酸
（ NH2CH2COOH）多少克？加 1.0
mol·L-1HCl或 1.0 mol·L-1NaOH各多少毫升？（ Mr=75.07）
12
答案：
（ a） 配制 pH=2.00的缓冲溶液,应加入 HCl
Zero Level,c(HCl),H+A-,H2O
质子条件,[H+]+[H2A+]=[A-]+[OH-]+c(HCl)
c(HCl)=[H+]+[H2A+]=[H+]+
1a
[ H ]
[ H ]
c
K
2.00
2,0 0 1
2,0 0 2,3 5
1 0 0,1 01 0 0,0 7 9 m o l L
1 0 1 0
0,0 7 9 1 0 0( H C l ) 7,9 m L
1.0V
3( H A ) 0,1 0 1 0 0 1 0 7 5,0 7 0,7 5 gm c V M
13
(b)配制 pH 10.00的缓冲溶液,应加入 NaOH
Zero Level,c(NaOH),H+A-,H2O
质子条件,
c(NaOH)+[H+]+[H2A+]=[A-]+[OH-]
0,0 6 2 1 0 0
( N a O H ) 6,2 m L
1,0
( H A ) 0,7 5 g
V
m
2
2
a
a
9,7 8
4,0 0 1
1 0,0 0 9,7 8
( N a O H ) [ O H ] [ A ] [ O H ]
[ H ]
1 0 0,1 0
1 0 0,0 6 2 mol L
1 0 1 0
Kc
c
K
14
解法 2
按共轭酸碱体系计算
（ a） c(H2A+)=c(HCl),c(H+A-)=0.10-c(HCl)
解得,c(HCl)=0.079mol·L-1
（ b） c(A-)=c(NaOH),c(H+A-)=0.10-c(A-)
解得,c(NaOH)=0.062mol·L-1
1
2
a
( H A ) [ H ][ H ]
( H A ) [ H ]
c K
c
22aa
( H A ) 0,1 0 ( A )[ H ]
( A ) ( A )
cc KK
cc
第三章 部分思考题和习题
2
思考题 1,氨基酸等电点与其溶液的 pH
是否相等?
[]
2
1
aw
a
HA
H
1 H A
K + K
=
+ / K
-
+
-
等电点时,[H2A+]=[A-],即 [H+]2= Ka1Ka2
[]+ a 1 a 2H KK
氨基酸为两性物质,
等电点时质子条件式为,
[H+]+[H2A+]=[OH-]+[A-]
3
思考题 2:
谷氨酸 HOOC-CH2-CH2-CH -COO-
+NH3
pKa1-pKa3为,2.19,4.25,9.67 pI=3.22
赖氨酸 H3N+-C4H8-CH-COO-
+NH3
pKa1-pKa3为,2.18 8.95 10.53 pI= 9.74
解,
谷氨酸 H3A+ H2A HA- A2-
赖氨酸 H3A2+ H2A+ HA A-
4
思考题 3:复杂体系 [H+]的计算式
1.HCl+NaAc
2.NH4+-NH3+HAc-Ac-
3.NH4H2PO4-
HCl+HAc
HAc
HAc+Ac-
NH3+NH4++Ac-
NH4++Ac-
NH4++HAc+Ac-
[H+]+[H3PO4-]=[NH3]+[HPO42-]+2[PO4-]+[OH-]
5
思考题 4:计算 10-7.00mol·L-1HCl溶液的 pH
[H+]=c(HCl)+Kw/[H+]=10-7.00+10-14.00/[H+]
解一元二次方程,[H+]=1.62× 10-7 mol·L-1
若忽略水的离解,[H+]=1.00× 10-7 mol·L-1,
则 Er=62%
若 HCl浓度为 10-9.00 mol·L-1,[H+]=?
6
思考题 3.6 (p140)
用 0.0200molEDTA滴定 25.00mL 0.200
molZn2+溶液，加入 0.10 mol HAc－ 0.10
molAc-缓冲溶液 2.0mL以控制溶液的 pH为
5.0左右，能否做到？如何做才能使溶液在滴定前后的 pH的改变不超过 0.2pH单位？
（提示 EDTA（用 Na2H2Y表示）
滴定 Zn2+的反应为,Zn2++H2Y2- =
ZnY2- + 2H+）
7
1,n(HAc)=0.10× 2.0 =0.2 mmol
n(Ac-)= 0.2 mmol
反应中放出 H＋,n(H+)=0.0200× 2× 25.00=1.0 mmol
则此时溶液中，
n(H+)=0.8 mmol,n(HAc)= 0.4 mmol
显然，溶液的 pH无法控制在 5.0左右。
解,
10da2,= - = 2,3 = 0,5 8 = 1,1 6dpH c x c x
0,0 2 2 5 2?p H = = 4,3
2 1,1 6
∴ 不能
8
如何做?
1,假设仍加 2mL缓冲溶液,增大其浓度,且使
pH=5.0
10d a 0,0 2 2 2 5= - = = 2,3 = 0,5 3d p H (5 0 + 2 ) 0,2 cx x c
c =0.18mol·L-1 (反应体系中 )
缓冲溶液中,c=0.18× 52÷ 2=4.7 mol·L-1
c(HAc)=4.7× x1=4.7× 0.365=1.7 mol·L-1
c(NaAc)=4.7× 0.635=2.98≈3.0 mol·L-1
9
2,直接在反应体系中加 HAc 和 NaAc,
按缓冲容量算得 c=0.19mol·L-1
n(HAc)=0.19× 50× 0.365=3.5mmol,
n(NaAc)=6.0mmol m(NaAc)=6.0× 82=0.49g
3.
1a
a
a
1,7 4 1
pH p lg
1
n
K
n
b
0a
a
pH p lg 1,7 4b
a
n
K
n
n
n
解得,n(HAc)=3.3mmol,
n(NaAc)=5.7mmol m(NaAc)=5.7× 82=0.47g
10
4,生成的酸增加 x(HAc)
25 c (x14.80 - x15.00)=1.00 mmol
n=25c=1.00/(0.48-0.37)=9.1mmol
n(HAc)=9.1× 0.37=3.4mmol
n(NaAc)=9.1-3.4=5.7mmol
11
3.9 配制 pH为 2.00和 10.00的氨基乙酸缓冲溶液各 100mL，其缓冲物质总浓度为
0.10mol·L-1。问需分别称取氨基乙酸
（ NH2CH2COOH）多少克？加 1.0
mol·L-1HCl或 1.0 mol·L-1NaOH各多少毫升？（ Mr=75.07）
12
答案：
（ a） 配制 pH=2.00的缓冲溶液,应加入 HCl
Zero Level,c(HCl),H+A-,H2O
质子条件,[H+]+[H2A+]=[A-]+[OH-]+c(HCl)
c(HCl)=[H+]+[H2A+]=[H+]+
1a
[ H ]
[ H ]
c
K
2.00
2,0 0 1
2,0 0 2,3 5
1 0 0,1 01 0 0,0 7 9 m o l L
1 0 1 0
0,0 7 9 1 0 0( H C l ) 7,9 m L
1.0V
3( H A ) 0,1 0 1 0 0 1 0 7 5,0 7 0,7 5 gm c V M
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(b)配制 pH 10.00的缓冲溶液,应加入 NaOH
Zero Level,c(NaOH),H+A-,H2O
质子条件,
c(NaOH)+[H+]+[H2A+]=[A-]+[OH-]
0,0 6 2 1 0 0
( N a O H ) 6,2 m L
1,0
( H A ) 0,7 5 g
V
m
2
2
a
a
9,7 8
4,0 0 1
1 0,0 0 9,7 8
( N a O H ) [ O H ] [ A ] [ O H ]
[ H ]
1 0 0,1 0
1 0 0,0 6 2 mol L
1 0 1 0
Kc
c
K
14
解法 2
按共轭酸碱体系计算
（ a） c(H2A+)=c(HCl),c(H+A-)=0.10-c(HCl)
解得,c(HCl)=0.079mol·L-1
（ b） c(A-)=c(NaOH),c(H+A-)=0.10-c(A-)
解得,c(NaOH)=0.062mol·L-1
1
2
a
( H A ) [ H ][ H ]
( H A ) [ H ]
c K
c
22aa
( H A ) 0,1 0 ( A )[ H ]
( A ) ( A )
cc KK
cc
