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电解质在溶液中的离解(多元酸碱,分步离解,离子互吸学说,完全电离学说)
来源:医学全在线 更新:2007/9/2 字体:
( 关键词:溶液,电解质溶液,电解质,一元弱酸弱碱,离解度,离解常数,稀释定律,稀释定律公式,离解平衡,盐效应,同离子效应,多元酸碱,分步离解,离子互吸学说,完全电离学说,离子氛,离子活度,离子活度系数,离子强度 )

一、一元弱酸弱碱的离解平衡

  (一)离解度和离解常数

  一元弱酸弱碱(如HOAc,NH3等)是弱电解质,在溶液中只能部分离解。离解程度用离解度表示。

  离解度是指溶液中已经离解的电解质的分子数占电解质总分子数(已离解的和未离解的)的百分数。通常用α表示。

  一元弱酸HA存在以下的离解平衡:

  平衡浓度为

  c(1-α) cα cα其中c为HA的总浓度,α为离解度。

  离解常数KI可表示为

 (2-1)

KI在一定温度下为一常数,不能随浓度变化而变化。弱酸的离解常数习惯上用Ka表示,弱碱的离解常数用Kb表示。

  如果弱电解质离解度α很少,则

1-α≈1

  这时式(2-1)为

 (2-2)

  从式(2-2)可以看出,在一定温度下,同一弱电解质的离解度大约与溶液浓度的平方根成反比,即离解度随溶液的稀释而升高。这条说明溶液浓度与离解度关系的定律,叫做稀释定律。式(2-2)叫做稀释定律公式。利用此公式可以进行有关离解试或离解常数的计算。

  例1在25℃时,已知(1)0.1mol·L-1HOAc的离解度为1.32%;(2)0.2mol·L-1HOAc的离解度为0.93%,求HOAc的离解常数。

  解:(1)

  (2)

  从例1可以看出,对不同浓度HOAc溶液,在一定温度下,所计算出来的离解常数基本是一致的。表2-1是HOAc溶液在25℃时,不同浓度的离解度以及由离解度计算出来的离解常数值。

表2-1 25℃,不同浓度醋酸的离解度和离解常数

浓度/mol·L-1 离解度/% 离解常数
0.001 12.4 1.76×10-5
0.01 4.1 1.76×10-5
0.02 2.96 1.80×10-5
0.1 1.32 1.76×10-5
0.2 0.93 1.76×10-5

  利用离解常数可以计算一定浓度某弱酸溶液中的H+浓度,或计算弱碱溶液中的OH-=浓度。

  式中HA为弱酸,BOH为弱碱。

  在浓度为c的弱酸中,[H+]=cα,即α=[H+]/c,又根据稀释定律,,  则

(2-3)

  同理,在浓度为c的弱碱溶液中,

(2-4)

  根据式(2-3)和式(2-4),可以计算一定浓度的弱酸或弱碱的[H+]或[OH-]。

  离解常数的大小用以衡量酸或碱的强弱程度。酸或碱越弱,它们的离解常数值就越小。一般认为KI在10-5至10-9范围内的电解质是弱电解质;KI值小于10-10时是极弱电解质。

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