質子平衡

化學平衡中,每一給定的分析濃度等於各存在型體平衡濃度之和，溶液呈電中性,荷正電的質點數應等於荷負電的質點數，酸鹼反應達平衡時酸失去的質子數等於鹼得到的質子數。這一原則稱為質子平衡(proton balance)，其數學表達式稱為質子條件式(或質子平衡式)，用PBE表示。

基本介紹

• 中文名：質子平衡
• 外文名：proton condition；proton balance
• 別名：質子條件
• 原理：酸鹼質子理論
• 套用：酸鹼滴定誤差分析
• 質子條件式：失質子與得質子產物的濃度關係式

概述

質子平衡又稱質子條件。按照酸鹼質子理論，酸鹼反應的實質就是質子的轉移。當反應達到平衡狀態時，酸失去質子物質的量應與鹼得到質子物質的量相等，據此列出失質子產物與得質子產物的濃度關係式，稱質子條件式。根據質子條件式，可得到溶液中H⁺濃度與有關組分濃度之間的關係式，它是處理酸鹼平衡問題的基本關係式。列出質子條件式的方法有兩種：一種是根據物料平衡和電荷平衡得到；另一種是由溶液中得失質子的關係直接列出。

平衡原理

質子平衡原理是研究質子酸或鹼溶液中各組分平衡濃度間關係的一個重要依據。它是物質不滅原理在質子轉移反應條件下的具體體現。該原理可表述為：當溶液中存在大量具有質子轉移能力的物質時，將該物質作為基準，常稱為零水平、參考水準。參照它們，總是可以找出一組得質子的產物和另一組失質子的產物。得質子組所得的質子總數與失質子組失質子總數相等。

書寫方法

質子平衡式書寫過程如下：

1、首先，選擇溶液中一些原始的反應物為零水準（zero level），以他們作為參考來考察質子的轉移。零水準通常情況下就是溶液中大量存在，並於質子轉移有關的酸鹼組分，包括溶劑分子。

2、其次，寫出 所有酸鹼反應。

3、最後，找出所有接受質子產物和給出質子產物，把接受質子產物的平衡濃度之和寫在等式一邊，給出質子產物的平衡濃度之和寫在等式另一邊。

例如：NaAc水溶液，原始反應物為Ac- 和H₂O，把他們作為零水準。

所有的酸鹼反應為： Ac^- + H₂O= HAc + OH^- H₂O + H₂O = H₃O⁺ +OH^-(反應均為可逆反應)

接受質子產物為HAc和H₃0⁺ ,給出的質子產物為OH^-,故質子平衡為：[HAc] + [H₃O⁺] = [OH^-]

質子平衡套用

在酸鹼滴定分析教學過程中，酸鹼滴定誤差的理解與計算是一個難點與重點幾乎所有的教材均是以林邦經驗公式來解決，但是沒有統一的格式，老師難教，學生難學為了解決這一問題，利用滴定誤差的基本定義，結合質子平衡條件來計算剩餘量或多餘量，從而解決了這一教學難點，老師易講，學生易懂，而且不用記公式，使得酸鹼滴定教學環節既注重了基拙，也實現了知識的套用性與系統性。