内容正文:
3.3.3 溶液中粒子浓度大小的比较
一、两大理论
1.电离理论
(1)弱电解质的电离是微弱的,电离产生的微粒都非常少,同时还要考虑水的电离
如氨水溶液中:NH3·H2O、NH4+、OH-
浓度的大小关系是c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH4+)。
(2)多元弱酸的电离是分步进行的,其主要是第一级电离(第一步电离程度远大于第二步电离)。
如在H2S溶液中:H2S、HS-、S2-、H+
浓度大小关系是c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(S2-)。
2.水解理论
(1)弱电解质离子的水解损失是微量的(双水解除外),但由于水的电离,故水解后酸性溶液中c(H+)或碱性溶液中c(OH-)总是大于水解产生的弱电解质的浓度。
NH4Cl溶液存在微粒:NH4+、Cl-、NH3·H2O、H+ OH-
浓度大小关系是 c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(NH3.H2O) >c( OH-)
(2)多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的,其主要是第一步水解,
Na2CO3溶液中:CO32-、HCO3-、H2CO3
浓度大小关系应是c(CO32-)>c(HCO3-)>c(H2CO3)。
二、三大守恒
1.电荷守恒
电解质溶液中 所带的电荷总数与 所带的电荷总数 。即电荷守恒,溶液呈 。
阳离子
阴离子
相等
电中性
(以Na2CO3溶液为例)
Na2CO3 = 2Na+ +CO32– H2O H+ + OH–
CO3 2– + H2O HCO3 – + OH –
HCO3 – + H2O H2CO3 + OH –
∵ 正电荷总数 = 负电荷总数
Ⅰ.先写出H+ 和 OH–
c ( H+ ) = c ( OH– )
Ⅱ.在左边补阳离子,在右边补阴离子所有存在形式
c (Na+ ) c ( H+ ) = c ( OH– ) c (CO32–) c ( HCO3– ) c ( H2CO3)
Ⅲ.配电荷守恒
c (Na+ ) + c ( H+ ) = c ( OH– ) + 2c (CO32–) + c ( HCO3– ) H2CO3
2、物料守恒
电解质溶液中,由于某些离子能够水解或者电离,离子的存在形式发生了变化,离子的种类可能增多,但该离子所含的某元素的原子个数在变化前后是守恒的,即元素守恒。
(元素/原子守恒)
Na2CO3溶液中n(Na)/n(O)=?
无关H O
Na2CO3溶液中n(Na)=2n(C)
Ⅰ.先写出溶液中存在的微粒 c (Na+ ) c (CO32–)
Ⅱ.补离子所有存在形式 c (Na+ ) c (CO32–) c (HCO3–) c (H2CO3)
Ⅲ.配平 c (Na+ ) = 2 [c (CO32–) + c (HCO3–) + c (H2CO3) ]
3、质子守恒
H2O⇌H++OH-,水电离产生的H+和OH-的物质的量总是相等的,无论在溶液中由水电离出的H+和OH-以什么形式存在。
方法一:推导法(适用于任何溶液,包括单一溶质的溶液或混合溶液)
由电荷守恒:
物料守恒:
推得质子守恒:
c ( OH– ) = c ( H+ ) + c ( HCO3– ) + 2c (H2CO3)
c (Na+ ) + c ( H+ ) = c ( OH– ) + 2c (CO32–) + c ( HCO3– )
c (Na+ ) = 2 [c (CO32–) + c (HCO3–) + c (H2CO3) ]
消去和H+及OH–无关的离子
方法二:图示法(只适用于单一溶质的溶液,不适用于混合溶液)