化学自习室


按字母检索
学习小专题

数据词典

元素手册

元素周期表

假期高中化学辅导课程:

国家中小学课程资源高中化学在线课堂实录,涵盖必修第一册、必修第二册、选择性必修一、选择性必修二等课程模块,由名师分课时讲解,与课堂教学同步,可作为化学学习的先修课或复习巩固课。

学习方式:先预习课本,再观看课程视频,再结合学习同步资料如《步步高》中导学案或学习笔记巩固知识点,最后再结合课时作业进一步提高。

学习说明:点击图片即可直达。

如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?

来源:未知作者:化学自习室 点击:所属专题: 离子浓度大小比较
在高中化学教学中,溶液中离子浓度大小的比较是一个重要知识点。对 于强碱弱酸酸式盐NaHA溶液中离子浓度大小的比较更是学生学习和教师教学的难点。而且离子浓度的大小顺序还存在不同的观点: (1)金建忠:电离超过水解的强碱弱酸盐NaHA溶液,只要浓度不太稀, 其离子浓度顺序

网站温馨提示,请您保护好眼睛! 【视力保护色 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青(默认色) 灰 银河白 字体:

在高中化学教学中,溶液中离子浓度大小的比较是一个重要知识点。对 于强碱弱酸酸式盐NaHA溶液中离子浓度大小的比较更是学生学习和教师教学的难点。而且离子浓度的大小顺序还存在不同的观点:

(1)金建忠:电离超过水解的强碱弱酸盐NaHA溶液,只要浓度不太稀,

其离子浓度顺序都是c(Na )>c(HA )>c(H )>c( A2- )>c(OH);

水解超过电离的强碱弱酸盐NaHa溶液,只要浓度不太稀,其离子浓度顺序都是

c(Na)>c(HA)>c(A2-) >c(OH)>c(H)

(2)李鹏飞、唐悦:NaHA溶液中离子浓度大小与NaHA的物质的量浓度有关。

(3)中学化学教学中一般观点:

电离超过水解的强碱弱酸盐NaHA溶液, 只要浓度不太稀,其离子浓度顺序都是c(Na)>c(HA) >c(H) >c(A2-) > c(OH);

水解超过电离的强碱弱酸盐NaHA溶液,只要浓度不太稀,其离子 浓度顺序都是c(Na)>c(HA) >c(OH) >c(H) >c(A2-)。

1、NaHA溶液中离子浓度大小的定性分析

中学化学教学中对NaHA溶液中离子浓度大小的比较通常是这样分析的:

二元弱酸酸式盐NaHA溶液中存在下列平衡:

H2O如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?H+OH (1)

HA 如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?H+ A2-(2)

HA+ H2O如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?OH+ H2A (3)

根据NaHA溶液中存在的电离和水解平衡得到下列结论:

(1)由于HA存在着水解和电离,且水解和电离都只是部分发生,因而

c(Na )>c(HA )>c( A2- )

(2)溶液中c(H)的关系:c水电离(H)=c水电离(OH),cHA电离(H) =c(A2-),c(H )=c水电离(H )+cHA电离(H )=c水电离(H )+c( A2-),则c(H)>c(A2-)。

(3)溶液中c(OH)的关系:c水电离(OH)=c水电离(H),cHA电离(OH) =c(A2-),c(OH )=c水电离(OH )+cHA电离(OH )=c水电离(OH )+c( A2-),则c(OH)>c(A2-)。

(4)若水解程度大于电离程度,溶液呈碱性,c(OH)>c(H)

(5)若电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,c(H)>c(OH)

因此,水解程度大于电离程度的NaHA溶液中,离子浓度关系为c(Na )>c(HA )>c(OH )>c(H)>c(A2-);

电离程度大于水解程度的NaHA溶液 中,离子浓度关系为c(Na )>c(HA )>c(H )>c(A2-)>c(OH)。

必须指出的是,上述讨论中将c(A2-)的来源仅仅认为是HA电离产生 的。但根据酸碱质子理论,溶液中A2-可有两种途径产生:

HA+ H2O 如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?H3O+ A2-

HA+ HA如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小? H2A + A2-

HA和H2O都能作为碱接受质子。因而上述结论是不准确的。

2.NaHA溶液中离子浓度大小的定量近似计算

我们可以通过定量计算讨论NaHA溶液中离子浓度大小关系,其理论分 析如下:

设20 ℃时,二元弱酸的酸式盐NaHA溶液的物质的量浓度为c mol • L-1, NaHA溶液中存在下列平衡:

H2O如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?H+OH-    Ka1= c(H ) ×c(OH) (1)

HA 如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?H+ A2-   如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?(2)

HA+ H2O如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?OH+ H2A     如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?(3)

根据物料守恒和电荷守恒关系,溶液中微粒间物质的量浓度存在下列关系:

c(Na) = c(H2A)+c(HA)+c(A2-) (4)

c(Na)+c(H) = c(OH) +c(HA) + 2c(A2-) (5)

其质子守恒关系为

c(H2A)+c(H)= c(OH)+c(A2-) (6)

对(6)式处理得到

如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?(7)


如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?(8)

理论上说,根据(8)式就能够计算出溶液中各离子的浓度,但实际计算中通常 作下列近似:

(1)HA—进一步作酸式或碱式解离的趋势都比较小,因此c(HA) ≈c(8)式可以简化

如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?

(2)当cKa2> 20Kwc20Ka1时,如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?


(3)当cKa2< 20Kwc< 20Ka1时,如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?


(4)当c>20Kw如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?


根据上述分析分别计算不同浓度的NaHSO3和NaHCO3液中离子的 浓度,得到表2-12所示结果。

表2-12不同浓度的NaHSO3和NaHCO3溶液中离子的浓度

如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?

3.NaHA溶液中离子浓度大小分析

分析NaHA溶液中离子浓度大小的基本方法是根据NaHA在水中存在的电离和水解平衡,通过物料守恒和电荷守恒建立离子浓度的定量关系,例如HC1 溶液中存c(H) = c(Cl) +c(OH),NaOH 溶液中存在 c(H) +c(Na) = c(OH)。因此,根据物料守恒和电荷守恒建立离子浓度的定量关系在实际计算时,是必须进行近似处理的,否则无法计算且计算也没有意义。

在中学化学课程中进行电解质溶液离子浓度大小比较的教学中,其目的并非要学生具体计算离子浓度,仅是为了建立质量守恒和电荷守恒,并应用质量守恒和电荷守恒原理解决电解质溶液中的电离和水解平衡问题。

中学化学教学中强碱弱酸酸式盐NaHA讲得最多的是NaHSO3和NaHCO3溶液。NaHCO3溶液中,我们根据HCO3能部分水解和部分电离的事实,很容易确定c(Na)>c(HCO3)>c(CO32),又由于HCO3的水解程 度大于电离程度,且电离和水解都只能部分发生,因而c(HCO3)>c(OH)> c(H)

问题是如何确定c(CO32)、c(H), c(OH)三者的浓度大小关系。 对于NaHA溶液中c(A2-)与c(OH)的比较可以进行下列分析:

如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?(9)

根据(9)式有

如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?

通常情况下NaHA溶液中基本满足

如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?

因此,在浓度不是很低的NaHA溶液中,存在c( A2- )>c(OH)的关系。

对于NaHA溶液中c(A2-)与c(H)的比较可以进行下列分析:

根据质子守恒关系有

c(H2A)+c(H)= c(OH)+c(A2-)  (10)

将(10)式进行转换得到

如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?(11)


如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?(12)

根据(12)式可得:

如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?

通常情况下NaHA溶液中基本满足

如何比较强碱弱酸酸式盐溶液中的离子浓度大小?

因而,在浓度不是很低的NaHA溶液中,存在c(A2-) >c(H)的关系。

根据以上分析我们得到,通常情况下,浓度不是很低的NaHSO3和 NaHCO3溶液中离子浓度的关系分别为

NaHCO3溶液:c(Na)>c(HCO3)>c(CO32) >c(OH)>c(H)

NaHSO3溶液:c(Na)>c(HSO3)>c(SO32) >c(H)>c(OH)


参考文献

[1]金建忠.弱酸酸式盐溶液中的若干问题[J].中学化学教学参考.2010(1〜2)

[2]李鹏飞.NaHSO3溶液中H浓度真的大于SO32浓度吗[J].化学教学,2011(8)

[3]唐悦.NaHCO3溶液中CO32浓度一定小于OH浓度吗[J].中学化学教学参考.2010(7)

[4]华中师范大学等.分析化学(上)[M].第3版.北京:高等教育出版社,2001:104〜105

(责任编辑:化学自习室)
用手机微信扫描以下二维码,可浏览、收藏、分享;若对您学习有帮助,请点击打赏图标,扫描二维码,赞助本站。
------分隔线----------------------------
数据统计中,请稍等!
------分隔线----------------------------
相关文章
说点什么吧
  • 全部评论(0
    还没有评论,快来抢沙发吧!
栏目列表
微信公众平台二维码
二维码图片
欢迎订阅网站动态,手机扫一扫就可以。
化学自习室APP下载二维码
化学自习室APP
欢迎使用化学自习室APP,扫码就可下载。
推荐内容
公益广告

返回顶部