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电离平衡
阅读:293时间:2018-06-22 09:41:08

电离平衡是一种化学现象,通常发生在具有极性共价键的化合物溶于水中的情况。具有极性共价键的弱电解质(例如部分弱酸、弱碱)溶于水时,其分子可以微弱电离出离子;同时,溶液中的相应离子也可以结合成分子。一般地,自上述反应开始起,弱电解质分子电离出离子的速率不断降低,而离子重新结合成弱电解质分子的速率不断升高,当两者的反应速率相等时,溶液便达到了电离平衡。此时,溶液中电解质分子的浓度与离子的浓度分别处于稳定状态,不再发生变化。

方向的改变

  方程式
  在上述反应过程中,弱电解质分子电离与离子结合成为分子,二者共同构成一组可逆反应。常以弱电解质分子电离出离子的反应方向为正反应方向,以离子重新结合成弱电解质分子的反应方向为逆反应方向。
  与化学平衡一样,电离平衡是可以因为条件变化(如浓度、温度、酸碱性等)而移动的,并且也遵循勒夏特列原理。
  以下列表归纳了外界条件变化对电离平衡及c(H+)的影响,这里假设弱电解质AB可以电离成(A+)和(B-),且电离过程吸热,则

电离方程式
AB=(可逆反应)=(A + )+(B - )
条件改变内容
v (正), v (逆)关系
平衡移动方向
增大 c (AB)
v (正)> v (逆)
向右
减小 c (AB)
v (正)< v (逆)
向左
增大 c (A+)
v (正)< v (逆)
向左
减小 c (A+)
v (正)> v (逆)
向右
增大 c (B-)
v (正)< v (逆)
向左
减小 c (B-)
v (正)> v (逆)
向右
稀释溶液
v (正)> v (逆)
向右
升高温度
v (正)> v (逆)
向右
降低温度
v (正)< v (逆)
向左

  为了便于理解,可以参考醋酸(CH3COOH)的电离平衡,将CH3COOH代入上表的AB,将H+代入A+,将CH3COO-代入B。
  电离平衡示例
  弱酸:HF?H+F弱碱:NH3·H2O?NH4+OHH2O:H2O?H+OH

常数

  弱电解质在一定条件下电离达到平衡时,溶液中电离所生成的各种离子浓度以其在化学方程式中的计量为幂的乘积,跟溶液中未电离分子的浓度以其在化学方程式中的计量为幂的乘积的比值,即溶液中的电离出来的各离子浓度乘积(c(A+)*c(B-))与溶液中未电离的电解质分子浓度(c(AB))的比值是一个常数,叫做该弱电解质的电离平衡常数。这个常数叫电离平衡常数,简称电离常数。
  要注意的是电离平衡常数只用于弱电解质的计算。强电解质不适用。
  弱电解质AXBY水溶液中达到电离平衡时:
  AxBy?XA+YB
  则,K(电离)=[A+]X·[B-]Y/[AB]
  式中[A+]、[B-]、[AB]分别表示A+、B-和AB在电离平衡时的物质的量浓度。【A+】X表示A离子浓度的X次方,[B-]Y同理.
  电离平衡常数的大小反映弱电解质的电离程度,不同温度时有不同的电离常数。但电离平衡常数不受浓度的影响。
  在同一温度下,同一电解质的电离平衡常数相同.但随着弱电解质浓度的降低.转化率会增大.
  推导:
  AxBy?XA+YB
  原始浓度c00
  浓度变化cαcαcα
  有K=(cα)^2/(c-cα)=cα^2(α<4%,c为电解质的浓度)
  由K=cα^2可得知:弱电解质浓度越低电离程度越大.

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