内容正文:
3.1.2弱电解质的电离平衡
(电离平衡常数和电离度)基础知识清单
一、电离平衡常数
1.概念
在一定条件下达到电离平衡时,弱电解质电离形成的各种离子的 与溶液中未电离的分子的 之比是一个常数,用符号K表示。
2.表示方法
①一元弱酸、一元弱碱的电离平衡常数:
CH3COOH电离常数的表达式:Ka= 。
NH3•H2O电离平衡常数的表达式:Kb= 。
②多元弱酸的电离常数:
H2CO3H++HCO Ka1=
HCOH++CO Ka2=
多元弱酸各步电离常数的大小比较为Ka1≫Ka2,因此,多元弱酸的酸性主要由 电离决定。
由于多元弱碱为难溶碱,所以一般不用电离平衡常数,而用以后要学到的难溶物的溶度积常数。
3.意义
表示弱电解质的电离能力。一定温度下,K值 ,弱电解质的电离程度越大,酸(或碱)性越 。
4.影响因素
(1)内因:同一温度下,不同的弱电解质的电离常数 ,说明电离常数首先由物质的 所决定。
(2)外因:对于同一弱电解质,电离平衡常数只与 有关,由于电离为吸热过程,所以电离平衡常数 而增大。
5.电离常数的应用
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,电离常数越大,酸性(或碱性)越强。如Ka(HF)>Ka(CH3COOH),则酸性:HF CH3COOH。
(2)判断复分解反应能否发生,一般符合“ ”规律。如Ka(HNO2)>Ka(CH3COOH),则NaNO2+CH3COOH===CH3COONa+HNO2的反应不能进行。
(3)判断溶液中微粒浓度比值的变化。如加水稀释醋酸溶液,由于Ka(CH3COOH)=不变,稀释后c(CH3COO-) ,则= 。
二、电离度
1.概念
弱电解质在水中的电离达到平衡状态时,可用弱电解质 与 的比值来表示电离的程度,简称为电离度,通常用符号 表示。
2.数学表达式
α=×100%
或α=×100%。
或α= ×100%
3.意义
(1)电离度实质上是一种平衡转化率。表示弱电解质在水中的 。
(2)同一弱电解质的浓度不同,电离度也不同,溶液越稀,电离度 。
4.影响因素
5.电离常数的相关计算(以弱酸HX为例)
HX H+ + X-
起始/(mol•L-1)) c0(HX) 0 0
平衡/(mol•L-1)) c0(HX)-c(H+) c(H+) c(H+)
则K==。
(1)已知c0(HX)和c(H+),求电离常数,由于弱酸只有极少一部分电离,c(H+)的数值很小,可做近似处理:c0(HX)-c(H+)≈c0(HX),则K≈ ,代入数值求解即可。
(2)已知c0(HX)和电离常数,求c(H+),由于K值很小,c(H+)的数值很小,可做近似处理:c0(HX)-c(H+)≈c0(HX),则c(H+)≈ ,代入数值求解即可。
(3)同理,一元弱碱(MOH)中,c(OH-)≈ 。
6.计算电离度(以一元弱酸HA为例)
HA H+ + A-
起始: c酸 0 0
平衡: c酸·(1-α) c酸·α c酸·α
Ka= = ,因为α很小,所以1-α≈1,即Ka= ,所以α= 。
课后分层练
1.已知下面三个数据:7.2×10-4、4.6×10-4、4.9×10-10分别是下列有关的三种酸的电离常数,若已知下列反应可以发生:NaCN+HNO2===HCN+NaNO2、NaCN+HF===HCN+NaF、NaNO2+HF===HNO2+NaF。由此可判断下列叙述不正确的是( )
A.Ka(HF)=7.2×10-4
B.Ka(HNO2)=4.9×10-10
C.三种酸的强弱顺序为HF>HNO2>HCN
D.Ka(HCN)<Ka(HNO2)<Ka(HF)
2.已知在25 ℃时,K==1.8×10-5,其中K是该温度下CH3COOH的电离平衡常数。下列说法正确的是( )
A.向该溶液中加入一定量的硫酸,K增大
B.升高温度,K增大
C.向CH3COOH溶液中加入少量水,K增大
D.向CH3COOH溶液中加入少量氢氧化钠溶液,K增大
3.醋酸