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文档简介

1、同离子效应两种含有相同离子的盐(或酸、碱)溶于水时,它们的溶解度(或酸度系数)都会降低,这种现象叫做同离子效应。在弱电解质的溶液中,如果加入含有该弱电解质相同离子的强电解质,就会使该弱电解质的电离度降低的效应。同理,在电解质饱和溶液中,加入含有与该电解质相同离子的强电解质,也会降低该电解质的溶解度。简介在弱电解质溶液中加入跟该电解质有相同离子的强电解质,可以降低弱电解质的电离度,这种叫做同离子效应。在弱酸溶液中加入该酸的可溶性盐(如在醋酸溶液中加入少量固体醋酸钠),或在弱碱溶液中加入该碱的可溶性盐(如在氨水中加入氯化铵),都会发生同离子效应。发生同离子效应的原理主要是加入相同离子后,使原电解质

2、的电离平衡向生成原电解质分子的方向移动,从而降低原电解质的电离度。在电解质饱和溶液中加入跟该电解质有相同离子的强电解质,从而降低原电解质的溶解度,这种现象也叫同离子效应。这是因为增加溶液中离子的浓度,使有关离子浓度的乘积超过原电解质的溶度积常数,使原电解质沉淀下来。种类同离子效应对酸碱平衡的影响:在弱电解质溶液中,加入含有相同离子的强电解质,使电离平衡向左移动,弱电解质的电离度降低的作用叫做同离子效应。同离子效应对沉淀-溶解平衡的影响:在难溶强电解质溶液中,加入与难溶强电解质具有相同离子的易溶强电解质,使难溶强电解质的溶解度减小的效应,叫做沉淀-溶解平衡中的同离子效应同离子效应有两种,一种是降

3、低弱电解质的电离度;另一种是降低原电解质的溶解度。即,在电解质1的饱和溶液中,加入和电解质1有相同离子的强电解质2,因而降低电解质1的溶解度的效应叫同离子效应。这种效应对于微溶电解质特别显著,在化学分析中应用很广。 对此现象可以这样来理解:难溶电解质的溶解和沉淀是一种动态平衡,所以溶液中有关离子的浓度的(某种!)乘积是个常数溶度积。例如BiO+Cl-Ksp常数c,假定原来单纯的BiOCl的饱和溶液中,BiO+Cl-;加了NaCl后,Cl-大大增加,但是常数c仍然得满足,所以必然是BiO+大大降低,它无处可去,只有沉淀!BiO+降低就意味着BiOCl的溶解度下降了。 上面提到的降低弱电解质的电离

4、度的原理类推。 在弱电解质溶液中加入含有与该弱电解质具有相同离子的强电解质,从而使弱电解质的解离平衡朝着生成弱电解质分子的方向移动,弱电解质的解离度降低的效应称为同离子效应。 使弱电解质电离度减小 例如,在醋酸溶液中加入醋酸钠,由于醋酸钠是强电解质、在水中全部电离成Na+和Ac-,溶液中Ac-浓度增大,大量的Ac-同H+结合成醋酸分子,使醋酸的电离平衡向左移动 因此, 醋酸的电离度减小,溶液中H+浓度降低。在弱碱溶液中加入弱碱盐,例如,在氨水中加入氯化铵,也存在同离子效应。有同离子效应时计算氢离子浓度的一般公式为: 式中K为弱酸的电离常数,c为浓度。同理可得: 式中Kb为弱碱的电离常数。 使难

5、溶盐溶解度降低 例如,硫酸钡饱和溶液中,存在如下平衡: 在上述饱和溶液中加入氯化钡,由于氯化钡完全电离,溶液中Ba2+突然增大,Ba2+KSP,原来的平衡遭到破坏,KSP时,Ba2+大于BaSO4溶解在纯水中的钡离子浓度,而平衡向左移动,析出BaSO4沉淀。当溶液中再次建立新的平衡,即Ba2+则小于BaSO4溶解在纯水中的硫酸根浓度,硫酸钡的溶解度可用新的平衡状态下的来量度。因此BaSO4在BaCl2溶液中的溶解度比在纯水中要小。即加入含相同离子的强电解质BaCl2使难溶盐BaSO4的溶解度降低。同离子效应也可以降低易溶电解质的溶解度。例如,在饱和的NaCl溶液中加入浓盐酸或通入氯化氢气体,也

6、可以使NaCl晶体析出。实验同离子效应使难溶电解质的溶解度降低 原理在已经建立起溶解平衡的难溶电解质的溶液中,加入含有相同离子的另一强电解质溶液时,由于离子浓度的增加,会使平衡向着生成沉淀的方向进行移动,从而达到新的溶解平衡。可见相同离子效应会也使难容电解质的溶解度降低。 用品 试管、饱和硝酸银溶液、饱和醋酸银溶液、饱和醋酸钠溶液、饱和硝酸钾溶液、饱和氯化铅溶液、饱和氯化钠溶液、饱和硫酸钡溶液、硫酸。 操作1、 硫酸对硫酸钡饱和溶液的作用。 取二支盛有硫酸钡饱和溶液的试管,在其中一试管中加入硫酸钡的饱和溶液,另一试管中加入硫酸,可以看到,只有在加入硫酸的试管中才有浑浊现象产生。这是由于BaSO

7、4(s)=Ba2+(aq)+SO42-(aq) Ba2+SO42-=KSP=1.810-10 在上述饱和溶液中加入相同离子SO42-,使离子浓度增大,平衡向着生成沉淀的方向即降低硫酸钡溶解度方向移动。 2. 银离子对醋酸银溶解度的影响和醋酸根离子对醋酸银溶解度的影响。 取两支盛有醋酸银饱和溶液的试管,其中一支加入饱和的硝酸银溶液,一支加入饱和的硝酸银溶液,一支加入饱和的醋酸钠溶液,边加边振荡试管,会发现两试管中都有白色沉淀析出。即银离子、醋酸根离子都与醋酸银有共同离子。其作用的结果是,在增大共同离子的浓度后,会使溶解平衡向着不溶的方向进行移动。 3.氯离子对氯化铅溶解度的影响。 在一支试管中加

8、入饱和氯化铅溶液,用滴瓶滴入饱和氯化钠溶液,边滴边摇动,直到观察到有白色沉淀析出为止。盐效应往弱电解质的溶液中加入与弱电解质没有相同离子的强电解质时,由于溶液中离子总浓度增大,离子间相互牵制作用增强,使得弱电解质解离的阴、阳离子结合形成分子的机会减小,从而使弱电解质分子浓度减小,离子浓度相应增大,解离度增大,这种效应称为盐效应。当溶解度降低时为盐析效应;反之为盐溶效应。原理往弱电解质的溶液中加入与弱电解质没有相同离子的强电解质时,由于溶液中离子总浓度增大,离子间相互牵制作用增强,使得弱电解质解离的阴、阳离子结合形成分子的机会减小,从而使弱电解质分子浓度减小,离子浓度相应增大,解离度增大,这种效

9、应称为盐效应。在0.1mol/LHAc溶液中加入0.1mol/LNaCl溶液,氯化钠完全电离成Na和Cl-,使溶液中的离子总数骤增,离子之间的静电作用增强。这时Ac-和H被众多异号离子(Na和Cl-)包围,Ac-跟H结合成HAc的机会减少,使HAc的电离度增大(可从1.34增大到1.68)。在难溶电解质溶液中加入具有不同离子的可溶性强电解质后,使难溶电解质溶解度增大的效应,也叫做盐效应。以HAc溶液中加入NaCl为例说明盐效应产生的原因。在HAc弱电解质溶液中,加入强电解质NaCl后,使得溶液中H+,Ac-离子被带异电荷的Na+,Cl-所牵制,则H+,Ac-结合成HAc的机会减小,溶液中自由H

10、+,Ac-离子浓度适当增加,则HAc的解离度略有增大。这里必须注意:在发生同离子效应时,由于也外加了强电解质,所以也伴随有盐效应的发生,只是这时同离子效应远大于盐效应,所以可以忽略盐效应的影响。盐效应说明盐效应对酸碱平衡的影响:在弱电解质的溶液中,加入其它强电解质的时候,该弱电解质的电离度将稍有增大,这种作用叫做盐效应盐效应对沉淀-溶解平衡的影响:在难溶强电解质的饱和溶液中,加入与难溶强溶电解质不具有相同离子的易溶强电解质,使难溶强电解质溶液的溶解度略有增大的效应,叫做沉淀-溶解平衡中的同离子效应使难溶物质溶解度增加例如,pbso4在kno3溶液中的溶解度,比它在纯水中的溶解度大。这是因为加入

11、不含相同离子的强电解质pbso4沉淀表面碰撞的次数减小,使沉淀过程速度变慢,平衡向沉淀溶解的方向移动,故难溶物质溶解度增加。加入含相同离子的电解质时,有盐效应也有同离子效应,而后者的影响比前者大,故只能观察到难溶物质的溶解度降低了。 使弱电解质电离度增大在弱电解质溶液中,加入不含相同离子的强电解质,由于盐效应,会使弱电解质的电离度增大。例如,0.1moll-1醋酸溶液的电离度度是1.3,若溶液中有0.1moll-1nacl存在,则醋酸的电离度增大到1.7。若在弱电解质溶液中,加入含相同离子的强电解质,则盐效应与同离子效应同时发生,但盐效应对电离平衡的影响远不如同离子效应。例如,0.1moll-

12、1醋酸溶液加入0.lmoll-1醋酸钠,由于同离子效应,电离度从1.3减小到0.018,数量级发生了变化,而盐效应不会使电离度发生数量级的变化,故两种效应共存时,可忽略盐效应。 盐效应导致难溶电解质的溶解度增大,这一现象是沉淀-溶解平衡移动的结果吗 不是.在讨论同离子效应对沉淀-溶解平衡的影响,也提到盐效应对难溶电解质溶解度的影响.但是,我们并没有将盐效应当作影响沉淀-溶解平衡移动的因素.这是因为,在高浓度外加电解质存在条件下,系统不能达到我们所讨论的那种平衡状态. 让我们再一次讨论AgCl(s)与其构晶离子之间的沉淀-溶解平衡: AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)K一sp=a(Ag

13、+)a(Cl-)=c(Ag+)c(Cl-)=1.810-10 需要指出的是,化学手册中的K一sp值通常是基于活度的值,只是因为难溶电解质溶液中构晶离子的浓度极低,我们才能用浓度(c)代替活度(a).如果往系统中加入高浓度的KNO3(或其他电解质),Ag+离子和Cl-离子分别被NO3-离子和K+离子包围,形成各自的离子氛.离子氛的存在导致两个构晶离子的有效浓度(即活度)明显地小于测量浓度. 将固体AgCl放在KNO3水溶液中搅拌,随着AgCl不断溶解,溶液中Ag+离子和Cl-离子的浓度同步增大.当c(Ag+)c(Cl-)达到1.810-10时,a(Ag+)a(Cl-)仍然小于这个数值,这意味着尚未到达平衡.继续搅拌,Ag+离子和Cl-离子浓度继续上升.当a(Ag+)a(Cl-)达到1.810-10时,c(Ag+)c(Cl-)无疑大于这个数值了

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