Langyou Chemical

论甲酸钾溶液pH值之算理
今有\(0.55M\)甲酸钾\(HCOOK\)溶液，求其\(pH\)值。甲酸钾者，乃强碱弱酸盐也。弱酸根离子\(HCOO^-\)于水中，必发生水解之反应。

水解反应之式为：\(HCOO^- + H_2O \rightleftharpoons HCOOH + OH^-\)。设水解平衡时，\(OH^-\)离子浓度为\(x mol/L\)。起始时，\(HCOO^-\)浓度为\(0.55mol/L\)，则平衡时，\(HCOO^-\)浓度为\((0.55 - x)mol/L\)，\(HCOOH\)浓度为\(x mol/L\)。

甲酸\(HCOOH\)之电离常数\(K_a\)，乃既定之值。由水之离子积常数\(K_w = K_a \times K_{h}\)（\(K_{h}\)为水解常数），可得水解常数\(K_{h}=\frac{K_w}{K_a}\)。

对于此水解反应，其水解常数表达式为\(K_{h}=\frac{[HCOOH][OH^-]}{[HCOO^-]}\)，即\(\frac{K_w}{K_a}=\frac{x \cdot x}{0.55 - x}\)。

因一般情况下，甲酸钾水解程度较小，故\(0.55 - x \approx 0.55\)，则\(\frac{K_w}{K_a}=\frac{x^2}{0.55}\)。

已知水之离子积常数\(K_w = 1.0\times10^{-14}\)，甲酸电离常数\(K_a\)可查得。将数值代入上式，即可求得\(x\)之值，即\(OH^-\)离子浓度。

再由\(pH = 14 - pOH\)，\(pOH = - \lg[OH^-]\)，进而算出\(0.55M\)甲酸钾溶液之\(pH\)值。

经严谨之推理与计算，方能准确得出此溶液之\(pH\)值，此乃化学原理于实际问题求解中之应用也。