![]() |
学习小专题 |
版权申明:凡是署名为“化学自习室”,意味着未能联系到原作者,请原作者看到后与我联系(邮箱:79248376@qq.com)!
一、电离平衡常数概念及影响因素
在可溶性弱电解质ABA++B-达到电离平衡时有:
K=
(K为电离平衡常数)。
在电离度α<5%的情况下,可 推出α= (稀释定律)。K值大小主要由弱电解质本性决定,随温度不同而稍有不同,与弱电解质浓度无关。
二、电离常数的某些应用
①比较弱电解质的相对强弱。
在相同温度下,尺值越大,弱电解质强度越大。常见弱酸的酸强度为 H2SO3 > H3PO4 > HF >HAc > H2CO3 > H2S > HClO > HCN。
②计算并比较溶液中各成分浓度的大小。
[例1] 计算并比较0. 02 mol • L-1 H2CO3溶液中各离 子浓度的大小。(Ka1 = 4. 3×10-7, Ka2=5. 61×10-11)
[解析]H2CO3为二元弱酸,电离分步进行。
H2CO3 H+ +HCO3-,HCO3-
H+ +CO32-因为Ka2《Ka1,所以[H+]主要来源于一级电离,第二级电离产生的[H+]可忽略不计,
[H+]= =
= 9. 3× 10-5 (mol • L-1),
[OH ]==1.08×10-10 (mol·L-1);
所以[CO32-] =Ka2 = 5. 61×10-11 mol-1
因为Ka1也很小,[H2CO3]≈c = 0. 02 mol • L-1,结合电离方程式可得出:[H2CO3] > [H+] > [HCO3- ] > [OH-] >[CO32-]
由本例可得出如下结论:多元弱酸分步电离,当 Ka1》Ka2时, [H+]主要来源于一级电离。
A. 可作为一元弱酸处理,[H+]=
B. 二元弱酸根浓度近似等于Ka2,[H+]》2 [A2-] (A2-为 二元弱酸根)
C. 当需浓度较大的多元弱酸根离子时,应使用该酸可溶性正 盐。如需浓度较大的CO32-,应选用Na2CO3等。
③判断弱酸与弱酸盐反应的方向和产物。
按照复分解反应趋于完成的条件,弱酸与弱酸盐反应如果生 成更弱的酸,反应便趋于完成。因此,对于弱酸与弱酸盐的反应, 只要比较弱酸(酸1)与弱酸盐所对应的弱酸(酸2)的电离平衡常数即可判断反应的方向。若K酸1>K酸2,反应正向进行,反之则逆 向进行。若K酸1与K酸2相差不大,两种方向都可能发生(仅适于非氧化还原反应)。
对于多元弱酸或弱酸盐参与的反应,可根据具体情况,选取恰当的逐级电离平衡常数参与比较。下表给出某些常见的弱酸值和对应的弱酸根(按酸碱质子理论观点,给出质子的谓之酸,越易给出质子的酸性越强;接受质子的谓之碱,越易接受质子的碱性越强。按此观点,酸根是对应酸的共轭碱,酸越弱,其共碱轭碱性越强)。
根据上述分析,上表左上方的酸,可以和右下方的酸根反应, 而且相距越远反应越完全。反应的产物分别为酸所对应的酸根 (共扼碱)和酸根(共轭碱)所对应的酸,例如:H2O+CO2+C6H5O- HCO3-+C6H5OH。
[例2] 下述两个反应能否发生?如能发生请写出反应方程式。
(1) HAc+Na3PO4
(2) H3PO4+Na2CO3
[解析]⑴由上表HAc、HPO42-、PO43-的位置可知:
HAc+PO43-→ Ac-+HPO42-①
HAc+HPO42-→Ac+H2PO4- ②
由此可以推得,当HAc不足时,反应按①式进行:HAc + Na3PO4 = NaAc+Na2HPO4,HAc过量时反应按①、②两式连续进 行,总反应方程式为:2 HAc+Na3PO4 = NaH2PO4 + 2 NaAc。
(2) 由上表的H3PO4、H2PO4-、PO43-> HCO3-的相对位置知
H3PO4+CO32-→H2PO4-+HCO3- ③
H3PO4+HCO3-→H2PO4-+H2O+CO2 ④
H2PO4- +CO32-→HPO42-+HCO3- ⑤
由上述各式可推得:当H3PO4过量时反应按③、④式连续进 行,总反应式为2 H3PO4+Na2CO3 = 2 NaH2PO4 + H2O+CO2 , 当Na2CO3少量时,反应按③、⑤式连续进行,总反应方程式为: H3PO4 + 2 Na2CO3 = Na2HPO4 + 2 NaHCO3,当 H3P04 用量介于 上述两种情况之间时,反应按③式进行:H3PO4 + Na2CO3 = NaH2PO4+NaHCO3 (画横线的反应方程式为答案)
④判断弱电解质溶液离子浓度比值的变化。
[例3]用水稀释0.1 mol • L-1的氨水时,溶液中随着水量增加而减少的量是( )
A. [OH-] / [NH3 . H2O]
B. [NH3 • H2O] / [OH-]
C. [H+] • [OH ]
D.n (OH-)
[解析]由电离平衡常数可推出,[OH-]/[NH3·H2O] = K/[NH4+],当氨水稀释时[NH4+]减少,不变,所K/[NH4+]增 大,即[OH-]/[NH3 • H2O]增大,B与其相反,C不变,D增大,所 以答案为B。该题也可以用极限法推出结论,即假定溶液无限稀释 时,[NH3 • H2O]趋于零,而[OH-]趋于10-7mol • L-1,所以A增 大,B减小。答案为B。
25 ℃ 时, K a1 (H 2 S)=1.1 × 10 -7 ; K a2 (H 2 S)=1.3 × 10 -13 . (高等教育...
沉淀转化是沉淀溶解平衡的应用之一。 对于溶度积较大的沉淀转为溶度积较小的沉淀这类...
1.实例 常温下,用0.100 0 mol·L -1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L -1 CH 3...
问题呈现:pH=5的稀盐酸加水冲稀1000倍,稀释后溶液的pH=?请通过计算说明。 错解:由...
多元弱酸是分步电离的,且以第一步电离为主,各级电离常数逐级减少,且相差很大。 对...
过渡金属具有多变的氧化数,因为次外层d电子可以部分或者全部参与成键,因此它们能形...