内容正文:
第09讲 弱电解质的电离平衡
· 教学目标
1. 在类比迁移中建构弱电解质的电离平衡、电离平衡常数等概念。
2. 理解弱电解质电离平衡常数的意义,能运用化学平衡移动原理解决电离平衡移动的问题。
3. 进一步树立平衡思想和定量意识,体会宏观与微观相联系的思维方式。
模块一 弱电解质的电离平衡
知识预习
· 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)。
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-。
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。
· 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。
【案例分析】以0.1mol/1 CH3COOH溶液为例讲解:
项目
变化
项目
加水
升温
加入固体
NaOH
加入无水
CH3COONa
通入气体
HCl
加入等浓度的CH3COOH
平衡移动
右移
右移
右移
左移
左移
不移动
H+的物质的量(mol)
增大
增大
减小
减小
增大
增大
[H+]浓度(mol)
减小
增大
减小
减小
增大
不变
pH值
增大
减小
增大
增大
减小
不变
导电能力
减弱
增强
增强
增强
增强
不变
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。
· 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 。
【例1】在一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力如图所示。下列叙述不正确的是
A.在O点时,液态醋酸不导电说明醋酸是共价化合物
B.a、b、c三点,a点时醋酸溶液中最小
C.b点时,醋酸电离程度最大
D.向c点溶液中加入少量的碳酸钠固体,溶液中和均增大
【答案】C
【解析】A.冰醋酸为共价化合物,无自由移动的离子,因此O点不导电,故A正确;
B.溶液中自由移动的离子浓度越大,溶液的导电性越强,由于在a、b、c三点,a点时醋酸溶液的导电性最弱,所以溶液中浓度最小,故B正确;
C.弱电解质越稀越电离,加水稀释,电离程度增大,所以电离程度最大的为c点,故C错误;
D.向c点溶液中加入少量的碳酸钠固体,碳酸钠固体溶于水显碱性,醋酸电离氢离子参与反应,平衡正向移动,因此溶液中和均增大,故D正确。
综上所述,答案为C。
【例2】将0