第三章水溶液中的离子平衡
一、弱电解质的电离
1、定义:电解质、非电解质 ;强电解质 、弱电解质
2、电解质与非电解质本质区别:
在一定条件下(溶于水或熔化)能否电离(以能否导电来证明是否电 离)
电解质——离子化合物或共价化合物 非电解质——共价化合物
3、强电解质与弱电质的本质区别:
在水溶液中是否完全电离(或是否存在电离平衡)
注意:①电解质、非电解质都是化合物
②SO2、NH3、CO2等属于非电解质
③强电解质不等于易溶于水的化合物(如BaSO4不溶于水,但溶于水的BaSO4全部电离,故BaSO4为强电解质)
4、强弱电解质通过实验进行判定的方法(以HAc为例):
(1)溶液导电性对比实验;
(2)测0.01mol/LHAc溶液的pH>2;
(3)测NaAc溶液的pH值;
(4)测pH= a的HAc稀释100倍后所得溶液pH<a +2
(5)将物质的量浓度相同的HAc溶液和NaOH溶液等体积混合后溶液呈碱性
(6)中和10mLpH=1的HAc溶液消耗pH=13的NaOH溶液的体积大于10mL;
(7)将pH=1的HAc溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合后溶液呈酸性
(8)比较物质的量浓度相同的HAc溶液与盐酸分别与同样的锌粒反应产生气体的速率
5、强酸(HA)与弱酸(HB)的区别:
(1)溶液的物质的量浓度相同时,pH(HA)<pH(HB)
(2)pH值相同时,溶液的浓度CHA<CHB
(3)pH相同时,加水稀释同等倍数后,pHHA>pHHB
二、水的电离和溶液的酸碱性
1、水离平衡:H2O H+ + OH- 水的离子积:KW = [H+]•[OH-]
25℃时, [H+]=[OH-] =10-7 mol/L ; KW = [H+]•[OH-] = 10-14
注意:KW只与温度有关,温度一定,则KW值一定
KW不仅适用于纯水,适用于任何溶液(酸、碱、盐)
2、水电离特点:(1) 可逆 (2)吸热 (3)极弱
3、影响水电离平衡的外界因素:
①酸、碱 :抑制水的电离(pH之和为14的酸和碱的水溶液中水的电离被同等的抑制)
②温度:促进水的电离(水的电离是吸热的)
③易水解的盐:促进水的电离(pH之和为14两种水解盐溶液中水的电离被同等的促进)4、溶液的酸碱性和pH:
(1)pH= -lg[H+]
注意:①酸性溶液不一定是酸溶液(可能是 溶液) ;
②pH<7 溶液不一定是酸性溶液(只有温度为常温才对);
③碱性溶液不一定是碱溶液(可能是 溶液)。
(2)pH的测定方法:
酸碱指示剂——甲基橙、石蕊、酚酞
pH试纸 ——最简单的方法。 操作:将一小块pH试纸放在洁净的玻璃片上,用玻璃棒沾取未知液点试纸中部,然后与标准比色卡比较读数即可。
注意:①事先不能用水湿润PH试纸;②只能读取整数值或范围
三 、混合液的pH值计算方法公式
1、强酸与强酸的混合:(先求[H+]混:将两种酸中的H+离子数相加除以总体积,再求其它)
[H+]混 =([H+]1V1+[H+]2V2)/(V1+V2)
2、强碱与强碱的混合:(先求[OH-]混:将两种酸中的OH 离子数相加除以总体积,再求其它)
[OH -]混=([OH-]1V1+[OH-]2V2)/(V1+V2) (注意 :不能直接计算[H+]混)
3、 强酸与强碱的混合:(先据H+ + OH- ==H2O计算余下的H+或OH-,①H+有余,则用余下的H+数除以溶液总体积求[H+]混;OH-有余,则用余下的OH-数除以溶液总体积求[OH-]混,再求其它)
注意:在加法运算中,相差100倍以上(含100 倍)的,小的可以忽略不计!
四、稀释过程溶液pH值的变化规律:
1、强酸溶液:稀释10n倍时,pH稀=pH原+ n (但始终不能大于或等于7)
2、弱酸溶液:稀释10n倍时,pH稀<pH原+n (但始终不能大于或等于7)
3、强碱溶液:稀释10n倍时,pH稀=pH原-n (但始终不能小于或等于7)
4、弱碱溶液:稀释10n倍时,pH稀>pH原-n (但始终不能小于或等于7)
5、不论任何溶液,稀释时pH均是向7靠近(即向中性靠近);任何溶液无限稀释后pH均为7
6、稀释时,弱酸、弱碱和水解的盐溶液的pH变化得慢,强酸、强碱变化得快。
五、盐类的水解(只有可溶于水的盐才水解)
1、盐类水解规律:
①有弱才水解,无弱不水解,越弱越水解;谁强显谁性,两弱相促进,两强不水解。
②多元弱酸根,浓度相同时正酸根比酸式酸水解程度大,碱性更强。 (如:Na2CO3 >NaHCO3)
③弱酸酸性强弱比较:
A、同主族元素最高价含氧酸的酸性递减,无氧酸的酸性递增(利用特殊值进行记忆。如酸性:HF<HCl;HNO3>H3P O4)
B、饱和一元脂肪酸的碳原子数越小,酸性越强(如HCOOH>CH3COOH)
C、一些常见的酸的酸性:HClO、HAlO2、苯酚为极弱酸;醋酸>碳酸;磷酸和H2SO3为中强酸;HClO4为最强含氧酸等。
2、盐类水解的特点:(1)可逆 (2)程度小 (3)吸热
3、影响盐类水解的外界因素:
①温度:温度越高水解程度越大 (水解吸热)
②浓度:浓度越小,水解程度越大(越稀越水解)
③酸碱:促进或抑制盐的水解(H+促进阴离子水解而抑制阳离子水解;OH-促进阳离子水解而抑制阴离子水解)
4、酸式盐溶液的酸碱性:
①只电离不水解:如HSO4-
②电离程度>水解程度,显酸性 (如: HSO3- 、H2PO4-)
③水解程度>电离程度,显碱性 (如:HCO3- 、HS- 、HPO42-)
5、双水解反应: