质子守恒

失去的质子和碱得到的质子数目相同

质子守恒，是指酸失去的质子和碱得到的质子数目相同。质子守恒、物料守恒，电荷守恒并称为溶液中的三大守恒关系。

书写方法

由电荷守恒和物料守恒关系联立得到

例如：Na2CO3溶液

①电荷守恒： c(Na+) +c(H+)===c(OH-) +2c(CO32-) +c(HCO3-) 正电荷=负电荷

② 物料守恒： c（Na+)= 2c(CO32-) +2c(HCO3-) +2c(H2CO3)

①-②得质子守恒： c(OH-) =c(H+) +c(HCO3-) +2c(H2CO3) 水电离出的H+=OH-

NaHCO3溶液

① c(H+)+c(Na+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)

② c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3){物料守恒}

方法一：两式相减①-②得

c(H+)=　c（OH-）+c（CO32-）-c（H2CO3）这个式子叫质子守恒。

方法二：由酸碱质子理论

原始物种：HCO3-，H2O

消耗质子产物H2CO3，产生质子产物CO32-，OH-

c（H+）=c（CO32-）+c(OH-)-c（H2CO3）即c（H+）+c（H2CO3）=c（CO32-）+c(OH-)

关系：剩余的质子数目=产生质子的产物数目-消耗质子的产物数目

直接用酸碱质子理论求质子平衡关系比较简单，但要细心；如果用电荷守恒和物料守恒关系联立得到则比较麻烦，但比较保险。

又如NaH2PO4溶液

原始物种：H2PO4-，H2O

消耗质子产物：H3PO4 H+产生质子产物：HPO42-（产生一个质子），PO43-（产生二个质子），OH-

所以：c（H+）=c(HPO42-)+2c(PO43-)+c(OH-)-c（H3PO4）

可以用电荷守恒和物料守恒联立验证.快速书写

快速书写质子守恒的方法：

第一步：定基准物（能得失氢离子的物质，若为溶液则包括水）利用电离和水解得到得质子产物和失质子产物。

第二步：看基准物，得质子产物和失质子产物相差的质子数。

第三步：列出质子守恒关系式得质子数=失质子数。

第四步：用物料守恒和电荷守恒加以验证。

主要题型

1.单一的酸溶液

例：H3PO4溶液中：

基准物：H2O 和 H3PO4.

得质子产物：H3O+（相差1个质子）即H+

失质子产物：H2PO4- （相差1个质子）

HPO42-（差2个质子）

PO43-（相差3个质子）

OH- (相差1个质子)

质子守恒关系式为：

c(H+) = c(H2PO4-) + 2c(HPO42-) + 3c(PO43-) + c(OH-)

2.单一的碱溶液例：NH3·H2O溶液中：

基准物：H2O NH3·H2O

得质子产物：H3O+（相差1个质子）即H+

NH4+ （相差1个质子）

失质子产物：OH- (相差1个质子)

质子守恒关系式为：c(H+) + c(NH4+) = c(OH-) 不难看出单一的酸溶液或者碱溶液的质子守恒其实就是电荷守恒。混合酸的溶液或者混合碱溶液也是这个样子滴！

3.单一的正盐溶液

例(1)：Na2CO3溶液

基准物：H2O CO32-

得质子产物：

H3O+（相差1个质子）即H+

HCO3-（相差1个质子）

H2CO3（相差2个质子）

失质子产物：OH- (相差1个质子)

质子守恒关系式为： c(H+) + c(HCO3-) + 2c(H2CO3) = c(OH-)

例(2)：NH4Cl溶液

基准物：H2O 、NH4+ 得质子产物：H3O+（相差1个质子）即H+

失质子产物：

NH3·H2O（相差1个质子）

OH- (相差1个质子)

质子守恒关系式为 c(H+) = c(NH3·H2O) + c(OH-)

例(3)：(NH4)3PO4溶液

基准物：H2O 、NH4+ 、 PO43-

得质子产物：

H3O+（相差1个质子）即H+

HPO42-（相差1个质子）

H2PO4- （相差2个质子）

H3PO4（相差3个质子）

失质子产物：

NH3·H2O（相差1个质子）

OH- (相差1个质子)

质子守恒关系式为 c(H+) + c(HPO42-) + 2c(H2PO4-) + 3c(H3PO4) = c(NH3·H2O) + c(OH-)

4 .单一的酸式盐溶液

例(1)：NaH2PO4溶液

基准物：H2O H2PO4-

得质子产物：H3O+（相差1个质子）即H+

H3PO4（相差1个质子）

失质子产物：

HPO42-（相差1个质子）

PO43-（相差2个质子）

OH- (相差1个质子)

质子守恒关系式为

c(H+) + c(H3PO4) = c(HPO42-) + 2c(PO43-) + c(OH-)

例(2)：NH4HCO3溶液基准物：H2O 、 NH4+ 、HCO3- 得质子产物：H3O+（相差1个质子）即H+

H2CO3（相差1个质子）

失质子产物：

NH3·H2O（相差1个质子）

CO32- （相差1个质子）

OH- (相差1个质子)

质子守恒关系式为 c(H+)+ c(H2CO3) = c(NH3·H2O) + c(CO32-) + c(OH-)

例(3)：(NH4)2HPO4溶液基准物：H2O 、 NH4+、HPO42- 得质子产物：H3O+（相差1个质子）即H+

H2PO4- （相差1个质子）

H3PO4 （相差2个质子）

失质子产物：NH3·H2O（相差1个质子）

PO43- （相差1个质子）

OH- (相差1个质子)

质子守恒关系式为 c(H+) + c(H2PO4-) + 2c(H3PO4) = c(NH3·H2O) + c(PO43-) + c(OH-)

5.多种盐的混合溶液例：CH3COONa与NaF的混合液基准物：H2O CH3COO- F-

得质子产物：

H3O+（相差1个质子）即H+

CH3COOH（相差1个质子）

HF（相差1个质子）

失质子产物：OH- (相差1个质子) 质子守恒关系式为 c(H+) + c(CH3COOH) + c(HF) = c(OH-)

6.酸碱反应后的混合溶液：此类型混合溶液，应运用物料守恒和电荷守恒联立消去强酸或强碱离子后得到质子守恒变式。质子守恒关系式特殊。

例(1)：同浓度同体积的CH3COONa与CH3COOH混合液

物料守恒：c(CH3COO-)+ c(CH3COOH) = 2c(Na+)

电荷守恒：c(Na+)+ c(H+) = c(CH3COO-) + c(OH-)

质子守恒关系式为：2c(H+)+c(CH3COOH)=2c(OH-)+c(CH3COO-)

例(2)：同浓度同体积的CH3COONa与NaOH混合液

物料守恒：2[c(CH3COO-)+ c(CH3COOH) ]= c(Na+)

电荷守恒：c(Na+) + c(H+) = c(CH3COO-) + c(OH-)

质子守恒关系式为：c(H+) + 2c(CH3COOH) + c(CH3COO-) = c(OH-)

例(3)：同浓度同体积的NH4Cl与NH3·H2O混合液

物料守恒： c(NH4+)+ c(NH3·H2O) =2 c(Cl-)

电荷守恒： c(NH4+) + c(H+) = c(Cl-) + c(OH-)即2c(NH4+) +2 c(H+) = 2c(Cl-) + 2c(OH-)

质子守恒关系式为：2c(H+) +c(NH4+) = c(NH3·H2O) + 2c(OH-)

例(4)：同浓度同体积的NH4Cl与HCl混合液

物料守恒：2[ c(NH4+)+ c(NH3·H2O) ]= c(Cl-)

电荷守恒： c(NH4+) + c(H+) = c(Cl-) + c(OH-)

质子守恒关系式为：c(H+) = c(NH4+) + 2c(NH3·H2O) + c(OH-)

解读

一般情况下，很少单独考虑质子守恒，实际上在盐（水）溶液中存在的质子守恒可看作是物料守恒与电荷守恒的叠加项

所谓的质子守恒，实质是从水的电离出发，考虑弱酸根离子结合水电离出的H+或弱碱阳离子结合水电离出的OH-，然后在溶液中寻找H+和OH-的“藏身”之所，而列出的等式关系。常用于盐溶液中粒子浓度关系的比较

下面以Na2CO3溶液、NH4Cl溶液和(NH4)2CO3溶液为例，来确定它们的溶液中各自存在的质子守恒关系。

1、Na2CO3溶液

在不考虑CO32-水解时，水电离出的H+与OH-的物质的量是相等的，但当CO32-水解结合部分水电离出的H+后，分别生成了HCO3-（结合一个H+）和H2CO3(结合两个H+)，而OH-未被消耗，因此可列出等式关系：c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)，即Na2CO3溶液中的质子守恒

2、NH4Cl溶液

NH4+水解结合的是由水电离出的部分OH-，生成了NH3·H2O，而H+未被消耗，因此可列出等式关系：c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)，即为NH4Cl溶液中的质子守恒

3、(NH4)2CO3溶液

NH4+水解结合的是由水电离出的部分OH-，生成了NH3·H2O；CO32-水解结合部分水电离出的H+，分别生成了HCO3-和H2CO3，H+、OH-都有一部分被消耗，分别寻找H+、OH-在溶液中的“藏身”之所，即可列出下列等式关系：

c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)=c(OH-)+c(NH3·H2O)，即为(NH4)2CO3溶液中的质子守恒。

“质子守恒”的真正含义是溶液中的“酸”失去的质子数等于“碱”得到的质子数，即“得失H+守恒”。书写的第一步：要找全溶液中的酸和碱。由酸碱质子理论知：凡是能给出质子（H+）的分子或离子为酸，如CH3COOH、NH4+等；凡是能接受质子的分子或离子为碱，如CH3COO-、CO32-、NH3等；而H2O、HCO3-等既能给出质子又能接受质子，故它们既是酸又是碱。第二步：逐一分析酸、碱能够“得”、“失”H+的数目（n），以及“得”、“失”H+后转变成的对应微粒，而“c（H+）得到/失去=c（对应微粒）×n”。第三步：根据“c（H+）得到=c（H+）失去”完成该盐溶液“质子守恒式”的书写。

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