内容正文:
第2课时 电离平衡常数 水的电离
一、电离平衡常数和电离度
电离平衡常数
表达式
弱酸
以醋酸为例:Ka=
[微点拨]
①升高温度,电离平衡正向移动,电离度增大。
②加水稀释,电离平衡正向移动,电离度增大。即浓度越大,电离度越小;浓度越小,电离度越大。
弱碱
以氨水为例:Kb=
意义
常用电离平衡常数表示弱酸、弱碱酸碱性的相对强弱。电离平衡常数越大,弱酸的酸性越强,弱碱的碱性越强
影响因素
内因
弱电解质本身的性质
外因
温度,温度升高K增大
电离度
表达式
α=×100%
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电离程度
②同一弱电解质的浓度不同,电离度也不同,溶液越稀,电离度越大
弱酸
和弱碱的应用
生活中
如无机弱酸次氯酸,可以作漂白剂、氧化剂、除臭剂和消毒剂
生产中
如无机弱碱一水合氨,可作为生产化肥的原料,也可在纺织、印染等行业中作为助剂
化学中
酸碱指示剂大多数是有机弱酸或有机弱碱
二、水的电离平衡
水的电离
电离方程式
H2O+H2OH3O++OH-,简写为H2OH++OH-
[微提醒]
Kw的表达式中,c(H+)和c(OH-)分别是指溶液中H+、OH-的总物质的量浓度,而不是指由水电离出的H+、OH-的物质的量浓度。
电离平衡常数
K=
水的离子积常数
表达式
Kw=c(H+)·c(OH-)
与水的电离平衡常数的关系
Kw=K·c(H2O)
影响因素
只受温度影响,升高温度,Kw增大
适用范围
Kw不仅适用于纯水,还适用于稀的酸性、碱性溶液,25 ℃时,水的离子积为1.0×10-14
[新知探究(一)] 弱电解质的电离平衡常数的相关计算
[典例导引]
[典例] 已知25 ℃时,测得浓度为0.1 mol·L-1的BOH溶液中,c(OH-)=1×10-3 mol·L-1。
(1)写出BOH的电离方程式_____________________________________________;
(2)BOH的电离度α=________;
(3)BOH的电离平衡常数Kb=________。
[解析] 因c(BOH)初始=0.1 mol·L-1,c(BOH)电离=c(B+)=c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,则电离度α=×100%=1%,BOH不完全电离,故电离方程式为BOHB++OH-,电离平衡时c(BOH)平衡=0.1 mol·L-1-1×10-3 mol·L-1≈0.1 mol·L-1,则电离常数Kb===1×10-5。
[答案] (1)BOHB++OH- (2)1% (3)1×10-5
[生成认知]
1.电离平衡常数的4大应用
(1)判断弱酸(或弱碱)的相对强弱,电离平衡常数越大,酸性(或碱性)越强。
(2)判断复分解反应能否发生,一般符合“强酸制弱酸”规律。
(3)根据电离平衡常数判断溶液中微粒浓度比值的变化情况。
如0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,==,加水稀释时,c(H+)减小,Ka值不变,则增大。
(4)计算弱酸或弱碱溶液中电离出离子的浓度。
2.有关电离平衡常数的计算(以弱酸HX为例)
HX H+ + X-
起始: c(HX) 0 0
平衡:c(HX)-c(H+) c(H+) c(X-)
则Ka==
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:c(HX)-c(H+)≈c(HX),则Ka=,则由两个已知量可求第三个未知量,故可进行c(HX)、c(H+)、Ka的相互换算。
3.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=c酸·α2,所以α=。
蚂蚁叮咬以后,因为蚂蚁向人体内注入蚁酸(甲酸),可能出现虫咬性皮炎的症状,也就是局部可出现红肿、瘙痒的现象。因HCOOH的酸性比H2CO3的强,HCO与HCOOH反应而降低HCOOH浓度,所以被蚂蚁叮咬后可以外涂5%~10%的碳酸氢钠溶液进行缓解。
[跟踪训练]
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平衡常数,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(H