题目
下列公式中有错误的是 ( )A. pH=pKa+lg [B-]/[HB]B. pH=pKa-lg[HB]/[B-]C. pH=pKa+lg[n(B-)]/[n(HB)]D. pH=pKa-lg[n(B-)]/[n(HB)]E. pH=-lg(Kw/Kb)+lg[B-]/[HB]
下列公式中有错误的是 ( )
A. pH=pKa+lg [B-]/[HB]
B. pH=pKa-lg[HB]/[B-]
C. pH=pKa+lg[n(B-)]/[n(HB)]
D. pH=pKa-lg[n(B-)]/[n(HB)]
E. pH=-lg(Kw/Kb)+lg[B-]/[HB]
题目解答
答案
D. pH=pKa-lg[n(B-)]/[n(HB)]
解析
本题考查缓冲溶液中pH的计算公式,核心在于正确应用亨德森-哈塞尔巴尔赫方程。关键点在于:
- 方程形式:正确公式为$pH = pKa + \lg \frac{[B^-]}{[HB]}$,其中$[B^-]$和$[HB]$分别为共轭碱和弱酸的浓度。
- 浓度与物质的量的关系:若体积相同,浓度比可替换为物质的量比;但若体积不同,需严格使用浓度。
- 变形公式的等价性:通过数学变形(如倒数、对数性质)判断选项是否等价于原方程。
选项分析
选项A
$pH = pKa + \lg \frac{[B^-]}{[HB]}$
正确,直接对应亨德森-哈塞尔巴尔赫方程的标准形式。
选项B
$pH = pKa - \lg \frac{[HB]}{[B^-]}$
正确。利用$\lg \frac{1}{x} = -\lg x$,可变形为$pH = pKa + \lg \frac{[B^-]}{[HB]}$,与选项A等价。
选项C
$pH = pKa + \lg \frac{n(B^-)}{n(HB)}$
正确。若溶液未稀释(体积相同),则$\frac{n(B^-)}{n(HB)} = \frac{[B^-]}{[HB]}$,公式成立。
选项D
$pH = pKa - \lg \frac{n(B^-)}{n(HB)}$
错误。正确公式应为$pH = pKa + \lg \frac{n(B^-)}{n(HB)}$,此处符号错误。
选项E
$pH = -\lg \frac{K_w}{K_b} + \lg \frac{[B^-]}{[HB]}$
正确。由$pKa = -\lg K_a = -\lg \frac{K_w}{K_b} = \lg \frac{K_b}{K_w}$,代入原方程得$pH = \lg \frac{K_b}{K_w} + \lg \frac{[B^-]}{[HB]}$,与选项E等价。