电解质溶液和电离平衡

1、电解质溶液和电离平衡第一页，共55页。 溶液由溶质和溶剂组成。溶质分电解质和非电解质。 非电解质:溶于水后形成不带电的分子的物质叫非电解质。 电解质:而溶于水后能形成带电的离子的物质叫电解质。 电解质在溶液中是全部或部分以离子形式存在，电解质之间的反应实质上是离子反应。3.1 电解质的离解平衡第二页，共55页。3.1.1 强电解质溶液 电解质 强电解质弱电解质电离度小区别常根据电离度的大小，电解质相应地分为强电解质和弱电解质。电离度大第三页，共55页。 1.强电解质的概念 根据近代物质结构理论，强电解质是离子型化合物或具有强极性的共价化合物，它们在溶液中是全部电离的，电离度应接近100%。 观

2、点：强电解质在溶液中是完全电离的，但是由于离子间的相互作用，每一个离子都受到相反电荷离子的束缚，这种离子间的相互作用使溶液中的离子并不完全自由，其表现是：溶液导电能力下降，电离度下降，依数性异常。3.1.1.强电解质第四页，共55页。强电解质包括强酸H2SO4、HCI、HNO3、HBr、HI强碱盐NaOH、Ba（OH）2、Ca（OH）2、KOH等。可溶性的盐如NaCl、CuSO4等。难溶液性的盐如AgCl、BaCl2等。第五页，共55页。2、活度与活度系数 活度：是指有效浓度，即单位体积电解质溶液中表现出来的表观离子有效浓度，即扣除了离子间相互作用的浓度。以a （activity）表示。 f：

3、活度系数，稀溶液中，f Kb酸性 Ka=Kb中性 Ka Ksp, 溶液呈过饱和态, 将有沉淀析出;Q 1.010-5, 所以, 可认为还没有沉淀完全。(2)： 因为硫酸根过量，计算反应后剩余的硫酸根浓度：c(SO42-) = .(0.100.040 0.100.020)/0.20 = 0.010 (molL-1); BaSO4 Ba2+ + SO42- 平衡浓度: c/molL-1 x 0.10+x0.10+ x 0.10, c(Ba2+) = Ksp/ c(SO42-) =1.110-10/0.010 = 1.110-8,所以可认为钡离子已以沉淀完全。第五十页，共55页。 在含有与难溶强电解

4、质不相同的离子的易溶强电解质时，都会使难溶强电解质的溶解度增大，这种现象称之为盐效应。 AgCl在NaNO3中的溶解度比在纯水中要大，AgNO3 + NaCl = AgCl+ NaNO3 这是由于离子间相互作用，使离子与沉淀表面碰撞次数减少，沉淀速率减小，平衡向左移动。并不是沉淀剂加入越多越好。2.盐效应:第五十一页，共55页。例4在分析化学上用铬酸钾作指示剂的银量法称为“莫尔法”。工业上常用莫尔法分析水中的氯离子含量。此法是用硝酸银作滴定剂，当在水中逐滴加入硝酸银时，生成白色氯化银沉淀析出。继续滴加硝酸银，当开始出现砖红色的铬酸银沉淀时，即为滴定的终点。假定开始时水样中，c(Cl-) = 7

5、.110-3 molL-1;，c(CrO42-) = 5.010-3 molL-1。1、试解释为什么氯化银比铬酸银先沉淀？2、计算当铬酸银开始沉淀时，水样中的氯离子是否已沉淀完全？ 若向含有多种离子的溶液中加入沉淀剂，各种沉淀会相继生成，这种现象称为分步沉淀。3.应用第五十二页，共55页。解：（1）AgCl（s） Ag+ + Cl- Ksp（AgCl） = 1.810-10Ag2CrO4（s） 2Ag+ + CrO42- Ksp（Ag2CrO4） = 1.110-12若开始生成氯化银沉淀所需要的银离子浓度为：c1(Ag+) =Ksp（AgCl）/ c(Cl-) = 1.810-10 /(7.1

6、10-3) = 2.510-8,若开始生成铬酸银沉淀所需要的银离子浓度为：c2(Ag+) = Ksp（Ag2CrO4）/ c(CrO42-)1/2 = 1.110-12 /(5.010-3)1/2 = 1.510-5.(2)当铬酸银刚开始出现沉淀时的氯离子浓度已达:c(Cl-) = Ksp（AgCl）/ c(Ag+) = 1.810-10 /(1.510-5) = 1.210-5,此时氯离子浓度已接近10-5, 可近似认为已基本沉淀完全.第五十三页，共55页。例5已知某溶液中含有0.10 molL-1的Ni2+和0.10 molL-1的Fe3+,试问能否通过控制pH的方法达到分离二者的目的?由

7、附录表2可查得:Ksp（Ni(OH)2） = 2.010-15, Ksp（Fe(OH)3） = 4.10-38.解：先求若生成氢氧化镍沉淀所需的最低氢氧根浓度:c1(OH-) = Ksp（Ni(OH)2）/ c(Ni2+)1/2 = (2.010-15 /0.10)1/2 = 1.410-7.pH= 14.00 (-lg 1.410-7) = 14.00 6.85 = 7.15再求生成氢氧化铁沉淀所需的最低氢氧根浓度:c2(OH-) = Ksp（Fe(OH)3）/ c(Fe3+)1/3 = (4.010-38 /0.10)1/3 = 7.410-13.pH= 14.00 (-lg 7.410-13) = 14.00 12.13 =1.87第五十四页，共55页。 因为生成氢氧化铁所需要的氢氧根离子浓度低, 所以氢氧化铁先沉淀。那么再计算当氢氧化铁沉淀完全时的氢氧根离子浓度和溶液的pH. c3(OH-) = Ksp（Fe(OH)3）/ c(Fe3+)1/3 = 4.010-38 /(1.010-5)1/3 = 1.610-11. pH= 14.00 (-lg1.610-11)