内容正文:
考点09 弱电解质的电离平衡
【核心考点梳理】
酸、碱、盐都是电解质,在水中都能电离产生离子。根据电解质在水溶液中电离能力的大小,又可把电解质分为强电解质和弱电解质。强电解质在溶液中能完全电离,弱电解质在溶液中只能部分电离。如何认识弱电解质的电离过程?不同弱电解质的电离程度是否有区别?电离程度会受哪些因素的影响?
1、 弱电解质的电离平衡
1.弱电解质电离平衡状态的建立
在一定条件下,当溶解的电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成该分子的速率相等时,电离过程就达到平衡状态(联想化学平衡状态的建立)。
弱电解质电离平衡的建立过程示意图
2.弱电解质的电离平衡
弱电解质溶于水时,在水分子的作用下,弱电解质分子电离成阴、阳离子,阴、阳离子又能重新结合成分子,在一定的条件(温度、压强、浓度等)下,弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等时,电离达到平衡状态,这种平衡叫做弱电解质的电离平衡。例如,醋酸、一水合氨的电离:CH3COOHCH3COO- + H+,NH3·H2ONH4+ + OH-。电离平衡也是动态平衡,化学平衡移动原理也适用于电离平衡。当浓度、温度等条件改变时,弱电解质的电离平衡也会发生移动。
3.弱电解质电离平衡状态的特点
(1)弱:存在于弱电解质的溶液里;
(2)等:分子电离成离子的速率等于离子结合成该分子的速率;
(3)定:达到平衡时,溶液里离子浓度和分子浓度都保持不变(不随时间变化,但不一定相等);
(4)动:电离平衡属于动态平衡,即平衡时,分子电离速率等于离子结合成该分子的速率,都不等于0;
(5)变:外界条件(如温度、浓度等)发生变化时,电离平衡发生移动,在新的条件下,重新建立新的平衡(运用勒夏特列原理判断)。电离平衡移动只会“减弱”这种改变,但不能“抵消”这种改变;
(6)吸:电离过程一般是吸热的。
4.影响弱电解质电离平衡的因素
(1)内因:由电解质本身的结构决定,一般共价键极性越弱,电解质越弱,其电离程度越小,常温下绝大多数0.1 mol·L-1弱电解质的电离分子数不超过10%。
(2)外因:温度、浓度、外加试剂。
温度:电离是吸热过程, 温度升高,电离平衡 正向 移动
浓度:
a、增大弱电解质分子的浓度或减小弱电解质的离子浓度使电离平衡向 正 方向移动;反之,电离平衡向 逆 方向移动。
b、加水稀释时,电离平衡向 电离 方向移动。
稀释弱电解质溶液(温度不变),电离程度 增大,平衡向电离方向移动,自由离子数目增多;离子浓度增大或减小,溶液导电能力增大或减小。电离平衡常数不变。
a、对于冰醋酸和磷酸:加水溶解并不断稀释的过程中,电离程度增大,平衡向电离方向移动自由离子浓度先 大后小。
b、稀醋酸和稀磷酸的稀释:电离程度增大,而离子浓度始终是减小的。
外加试剂:加入含有弱电解质离子的强电解质,电离平衡向逆反应方向移动。
5.电离度
电离度(常用符号 α表示)是指在一定条件下,当弱电解质在溶液里达到电离平衡时,溶液里已经电离的电解质分子数占原来总分子数(已电离和未电离)的百分数。
即:
弱电解质的电离度不但与 温度 有关,还跟溶液的 浓度 有关。当温度一定时,弱电解质的浓度越稀,其电离度就越 大 。
二、电离平衡常数
1、定义:在一定条件下,弱电解质的电离达到平衡时, 溶液中电离所生成的各种离子浓度以其在化学方程式中的计量为幂的乘积,跟溶液中未电离分子的浓度以其在化学方程式中的计量为幂的乘积的比值,即溶液中的电离出来的各离子浓度乘积(c(A+)·c(B-))与溶液中未电离的电解质分子浓度(c(AB))的比值是一个常数
这个常数叫电离平衡常数
2、表示方法
ABA++B— , Ki=
(特殊的,酸也可以用Ka表示,碱用Kb表示)
3、影响平衡常数的因素
a.不同的弱电解质,结构、性质不同,Ki不同。
b.同一种弱电解质,浓度改变,Ki值 不变 。
K是温度的函数,温度升高,Ki值 变大 。
电离平衡常数只随温度而变化,不随浓度而变化
【教学建议】电离平衡常数与化学平衡常数有很多相同点,可以进行类比学习。
4、电离平衡常数表达的意义:
①K越大,弱电解质越易电离,弱电解质相对越强,离子浓度越大。K越小,弱电解质越难电离,弱电解质相对越弱。
②K反映了一定条件下弱电解质电离平衡时溶液中各组分浓度之间的关系。
③对于多元弱酸:多元弱酸是分步电离的。例如:
第一步电离:H2CO3H++HCO3_ ;Ki1=4.3×10-7(25℃)
第二步电离:HCO3_H++ CO32-;Ki