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1、物料平衡、电荷平衡及质子平衡分析浓度即溶液中溶质的总浓度，用符号c表示，单位为mol/L。平衡浓度 指在平衡状态时，溶质或溶质各型体的浓度，以符号 表示，单位为 mol/L。 例如0.10mol/L的NaCl和HAc溶液，cNaCl和cHAc均为0.10mol/L,平衡状态时, Cl-=Na+=0.10mol/L；而HAc是弱酸，因部分解离在溶液中有两种型体存在， 平衡浓度分别为HAc 和Ac-。物料平衡在平衡状态时，与某溶质有关的各种型体平衡浓度之和必等于它的分析浓 度，这种等衡关系称之为物料平衡；又称质量平衡；其数学表达式即物料平衡方 程，简写为 MBE(Mass Balance Equa
2、tion)。例如 0.10mol/LNa2C03 溶液的 MBE 为： Na+=2cNa2CO3=0.20mol/LH2CO3+HCO3-+CO32-=0.10mol/L电荷平衡电荷平衡即电中性规则。在电解质溶液中，处于平衡状态时，各种阳离子所 带正电荷的总浓度必等于所有阴离子所带负电荷的总浓度，即溶液是电中性的。 根据这一原则，考虑溶液中各离子的平衡浓度和电荷数，列出的数学表达式称为 电荷平衡方程，简称为 CBE(Charge Balance Equation)o 例如，在 0.10mol/LNa2C03 溶液中有如下解离平衡(包括水的解离平衡)：Na2CO3 2Na+CO32-CO32-+
3、H2Ohco3-+oh-hco3-+h2oh2co3+oh-H2OH+OH-其CBE为Na+H+=OH-+HCO3-+2CO32-或0.20mol/L+H+=OH-+HCO3-+2CO32-应该注意的是，某离子平衡浓度前面的系数就等于它所带电荷数的绝对值。由于 1molCO32-带有2mol负电荷，故CO32-前面的系数为2。由上例还可知，中性分 子不包含在电荷平衡方程中。质子平衡当酸碱反应达到平衡时，酸给出质子的量(mol)应等于碱所接受的质子的量， 即酸失去质子后的产物与碱得到质子后的产物在浓度上必然有一定的关系，这种 关系 式称为质 子平衡 方程，又称质子 条件式， 简写为 PBE(Pr
4、oton Balance Equation)。由于在平衡状态下，同一体系中物料平衡和电荷平衡的关系必然同时成立， 因此可先列出该体系的MBE和CBE，然后消去其中代表非质子转移反应所得产 物的各项，从而得出PBE。例如浓度为c(mol/L)的NaH2PO4溶液：MBE： Na+=c H3PO4+H2PO4-+HPO42-+PO43-=c JCBE：H+Na+=H2PO4-+2HPO42-+3PO43-+OH-(2)为了消去式（2）中的非质子转移产物项Na+和乜卩04-，将式代入式，整理 后即得出 PBE：H+H3PO4=HPO42-+2PO43-+OH-上述方法是最基本的方法，但不够快捷和简便
5、。由酸碱反应得失质子的等衡关系可以直接写出PBE。这种方法的要点是：（1）从酸碱平衡体系中选取质子参考水准（又称零水准），它们是溶液中大量存 在并参与质子转移反应的物质，通常就是起始酸碱组分，包括溶剂分子。（2）当溶液中的酸碱反应（包括溶剂的质子自递反应）达到平衡后，根据质子参 考水准判断得失质子的产物及其得失质子的物质的量，据此绘出得失质子示意 图。（3）根据得失质子的量相等的原则写出PBE。注意，在正确的PBE中应不包 括质子参考水准本身的有关项，也不含有与质子转移无关的组分。对于多元酸碱 组分一定要注意其平衡浓度前面的系数，它等于与零水准相比较时该型体得失质 子的量。例：写出NaNH4H
6、PO4溶液的PBE。解：由于与质子转移有关的起始酸碱组分为nh4+、hpo42-、h2o,因此它们 就是质子参考水准。溶液中得失质子的反应可图示如下：（得质子）（质子参考水准）（失质子）NH3PO 34OH-与质子参考水准HPO42-比较，H2PO4-和H3PO4分别是它得到lmol和2mol质子 后的产物（故H3PO4卩页前面的系数为2）,而PO43-是HPO42-是失去lmol质子后的 产物；H3O+和OH-则分别是H2O得到或失去lmol质子后的产物。然后将得质子 产物写在等式左边，失质子产物写在等式右边，根据得失质子的量等衡的原则，PBE 为：H+H2PO4-+2H3PO4=NH3+PO43-+OH- H+=NH3+PO43-+OH-H2PO4-2H3PO4 在计算各类酸碱溶液中氢离子的浓度时，上述三种平衡方程都是处理溶液中 酸碱平衡的依据。特别是PBE,反映了酸碱平衡体系中得失质子的量的关系，因 此最为常用。（以上内容选自大学分析化学，供同学们参考学习）
