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定性与定量来分析比较离子浓度大小

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
一、离子间的定性关系分析溶液中离子间的定性关系,我们首先应从宏观上把握,即确定溶液的酸碱性:其次应认清电离和水解反应程度的相对大小,在书写方程式时应按电离程度由大到小的顺序进行书写;再次,若离子关系比较复杂,应赋予离子具体的物质的量,以便进行离子或分

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一、离子间的定性关系分析溶液中离子间的定性关系

我们首先应从宏观上把握,即确定溶液的酸碱性:其次应认清电离和水解反应程度的相对大小,在书写方程式时应按电离程度由大到小的顺序进行书写;再次,若离子关系比较复杂,应赋予离子具体的物质的量,以便进行离子或分子浓度的比较。

1.单一盐溶液的离子浓度关系

例1、试确定0.1 mol/L NaHCO3溶液中,离子浓度的大小关系。

解析:在NaHCO3溶液中,存在下列电离及水解平衡:NaHCO3=Na+HCO3HCO3+H2O定性与定量来分析比较离子浓度大小H2CO3+OH;HCO3定性与定量来分析比较离子浓度大小H+CO32、H2O定性与定量来分析比较离子浓度大小H+OH由于碳酸氢钠溶液呈碱性,所以HCO3的水解是主要的,电离是次要的。从而得出离子浓度的大小关系为:

定性与定量来分析比较离子浓度大小

2.混合溶液的离子浓度关系

例2、在0.1 mol/L NH4Cl和0.1 mol/L NH3·H2O的混合溶液中,已知pH>7,试确定溶液中离子浓度的大小关系。

解析:由于溶液的pH>7,所以溶液中主要发生NH3·H2O的电离,而NH4的水解是次要的。在0.1 mol/L NH4Cl和0.1 mol/L NH3·H2O的混合溶液中,存在下列电离平衡:NH4Cl=NH4+ClNH3·H2O定性与定量来分析比较离子浓度大小NH4+OHH2O定性与定量来分析比较离子浓度大小H+OH离子浓度大小顺序关系为:

定性与定量来分析比较离子浓度大小

二、离子间的定量关系离子间的定量关系,也就是三个守恒关系。

在建立守恒关系前,我们需先明确参与平衡的微粒有哪些,以及离子间建立定量关系的前提。

电荷守恒:衡量的是平衡时溶液中离子浓度的定量关系,在此定量关系中,只含有离子而不含分子。

建立电荷守恒关系,需分两步走:

第一步,找出溶液中含有的所有离子;

第二步,把阳离子写在等式的一侧,阴离子写在等式的另一侧,各离子物质的量或浓度的系数就等于该离子所带电荷数。

物料守恒:根据起始量、起始物质中含有的除H、O元素外的元素原子间的定量关系,建立平衡溶液中各离子(H、OH除外)和分子(水除外)物质的量或浓度间的定量关系。

建立等量关系,需分两步走:

第一步,找出溶液中存在的离子和分子(H2O、H、OH除外);

第二步,利用起始物质中原子的定量关系,确定含有该原子的离子或分子间的定量关系。质子守恒:根据电离和水解方程式,建立H与溶液中与H相关的离子或分子间的定量关系。

建立等量关系,需分两步走:

第一,写出发生在溶液中的所有电离和水解反应方程式;

第二,从反应中的定量关系出发,建立H与平衡离子或分子间的定量关系(不存在电离平衡或水解平衡的离子及分子除外)。

1.单一盐溶液的离子浓度关系

(1)电荷守恒

在例1中,阳离子为Na、H,阴离子为HCO3、CO32、OH。电荷守恒关系为:

定性与定量来分析比较离子浓度大小

(2)物料守恒

在例1中,除了H、OH外,溶液中含有的微粒为:Na、HCO3、CO32、H2CO3,按Na与C原子两者个数相等关系,可得物料守恒关系为:c(Na)=c(H2CO3)+c(HCO3)+c(CO32)。

(3)质子守恒

质子守恒关系,可从物料守恒和电荷守恒两式推出,也可由电离及水解方程式:NaHCO3=Na+HCO3、HCO3+H2O定性与定量来分析比较离子浓度大小H2CO3+OH;HCO3定性与定量来分析比较离子浓度大小H+CO32、H2O定性与定量来分析比较离子浓度大小H+OH,进行推算。

在例1中去除与平衡无关的离子Na,溶液中含有的微粒为:H、OH、HCO3、H2CO3

则质子守恒关系为:

定性与定量来分析比较离子浓度大小

2.混合溶液的离子浓度关系

(1)电荷守恒在例2中,阳离子为NH4、H,阴离子为OH、Cl。电荷守恒关系为:c(NH4)+c(H)=c(Cl)+c(OH)。

(2)物料守恒在例2中,除去H、OH外,还含有的微粒有:ClNH4NH3·H2O。从起始物质中Cl与N原子的关系分析,物料守恒关系为:2c(Cl)=c(NH4)+c(NH3·H2O)。

(3)质子守恒质子守恒关系,可从物料守恒和电荷守恒两式推出,也可由电离及水解方程式:NH4Cl=NH4+Cl、NH3·H2O定性与定量来分析比较离子浓度大小NH4+OH、H2O定性与定量来分析比较离子浓度大小H+OH进行推断。

在例2中除与平衡无关的离子Cl,溶液中含有的微粒为:H、OHNH4NH3·H2O。则质子守恒关系为:

2c(H)=2c(OH)+c(NH3·H2O)-c(NH4)。

(责任编辑:化学自习室)
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