⑤氢离子浓度计算的最简式 在近似处理的条件下,若弱酸的浓度较大,可忽略水的解离,则在质子条件方程中,弱酸的平衡浓度近似等于弱酸的总浓度,
项可以忽略;当
相对较小时,,即
该式为计算一元弱酸溶液中氢离子浓度的最简式。分别用近似式和最简式计算表明,当
时,用最简式计算得相对误差小于5%,但一般规定
(可参考武汉大学主编的《分析化学》(第2版),p172)。故在
同时满足近似式条件和
条件下,可用最简式进行计算。
⑥多元酸碱溶液及其PH的计算 多元酸碱是分步解离的,例如二元酸H2B,其
计算的精确式为高次方程;然而,多元酸碱的第一级解离会大大地限制
第二级及以后各级的解离,因此在近似计算中,往往只考虑第一级的解离。即
具体计算见下表 溶液 一元弱酸 一元弱碱 多元弱酸 近 似 式 最 简 式 近似式使用条件 多元弱碱 两性物质 4、缓冲溶液
(1)缓冲溶液与作用机制
能够抵抗少量外加的酸、碱或适量的稀释而保持酸度基本不变的溶液,称为缓冲溶液。缓冲溶液平衡组成的浓度计算实际上是同离子效应的计算。组成缓冲溶液的成分实际上是它们的共轭酸碱对。如HAc—NaAc的缓冲体系,存在如下平衡:
由于同离子效应,互为共轭酸碱对的HAc和Ac - 相互抑制了对方的解离,
--+
故HAc和NaAc溶液体系中有大量的HAc和AC。当外加少量的OH或H后,由于同离子效应,上述平衡体系将发生移动,从而抵消外加的少量OH-或H+所引起的氢离子浓度的变化。当加入水稀释时,一方面降低了溶液的H+浓度,但另一方面由于解离度的加大和同离子效应的减弱,又使平衡发生了向增大H+浓度的方向移动,而溶液的H+浓度变化不大,使PH基本不变。 (2)缓冲溶液Ph的计算
缓冲溶液的PH(或POH)计算取决于共轭酸(或碱)酸(碱)、碱(酸)的浓度。
的(或
)及共轭
(3)缓冲溶液的配制
缓冲溶液具有一定的PH,要选择适当的缓冲体系,使所选的缓冲体系的缓冲范围(
)尽可能接近所要求的PH。使之具有最大的缓冲容量。要有适当
的总浓度,一般使总浓度在0.050 ~ 0.20mol·L-1之间。然后计算所需共轭酸、碱的量,按照计算结果,量取共轭酸、碱溶液并混合,即可配成一定体积所需PH的缓冲溶液。
第五章 沉淀溶解平衡
内 容 提 要
1、 溶度积常数
难溶电解质的沉淀溶解平衡可表示为
在一定温度时,难溶电解质的饱和溶液中,各离子浓度幂次方的乘积为常数,该常数称为溶度积常数,简称溶度积,用符号
表示。
值的大小反映了难
溶电解质的溶解程度,其值与温度有关,与浓度无关。 2、 溶度积常数和溶解度
溶度积
和溶解度的数值都可以用来表示物质的溶解能力,它们之间可
以互相换算。
AB型
=
=
A2B或AB2型 =
=
AB3或A3B型 =
=
A2B3或A3B2型 =
3、 溶度积原理
=
难溶电解质溶液中,其离子浓度幂的乘积称为离子积,用型难溶电解质,则
表示,对于AnBm
对于某一给定的溶液,溶度积与离子积之间的关系可能有以下三种情况:
>时,溶液为过饱和溶液,生成沉淀。
=时,溶液为饱和溶液。
<时,溶液为未饱和溶液,沉淀溶解。
以上规则称为溶度积原理,常用来判断化学反应中是否有沉淀产生或溶解。 (1) 沉淀的溶解
向难溶电解质的饱和溶液中加入某种物质,可以降低难溶电解质阴离子或阳离子的浓度,使难溶电解质的离子积小于溶度积,则难溶电解质的沉淀就会溶解。通常用来使沉淀溶解的方法有下列几种:
① 生成弱电解质使沉淀溶解。 ② 通过氧化还原反应使沉淀溶解。 ③生成配合物使沉淀溶解。
(2)分步沉淀
当溶液中同时存在几种离子时,离子积首先达到溶度积的难溶电解质先生成沉淀,离子积后达到溶度积的,就后生成沉淀。对于同一类型的难溶电解质,溶度积差别越大,利用分步程度就可以分离得越完全。
常根据金属氢氧化物溶解度间的差别,控制溶液的PH,使某些金属氢氧化物沉淀出来,另一些金属离子仍保留在溶液中,从而达到分离的目的。也可以调节溶液的PH以控制S2-浓度,使不同的金属硫化物在适当的条件下分步沉淀。 4、 沉淀的转化
由一种沉淀转化为另一种沉淀的过程叫沉淀的转化。有些难溶强酸盐沉淀不溶于酸,也不能用配位溶液和氧化还原的方法将它溶解。这时,可以先将沉淀转化为难溶弱酸盐,然后再用酸溶解。
第六章 氧化还原电化学
内 容 提 要
一、氧化还原反应方程式配平中应注意的问题
氧化还原反应方程式的配平方法很多,其中有许多共同之处,这里主要说明离子—电子法配平时应注意的几个问题。
1、根据实验事实确定在反应条件下反应的生成物,这是正确写出反应方程式的重要前提。确定反应产物不能有任何随意性,必须以实验事实为依据。反应条件主要是指介质的酸碱性。随PH的改变,相同的反应物有可能生成不同的产物;有的反应甚至会改变反应方向。特别要指出的是,在酸性介质中进行的反应,配平的方程式中不会出现OH-;在碱性介质中进行的反应,其方程式中不能出现H+。
2、具体步骤如下:用离子形式写出基本的反应式将总反应分为两个半反应,即氧化反应和还原反应先分别将两个半反应两边的原子数配平,再用电子将电荷数配平将两个半反应式分别乘以适当的系数使总反应中得失电子数相等两个半反应相加,消去相同部分即得配平的总反应式。 二、原电池及电极电势
原电池是借助于氧化还原反应而产生电流的装置,是一种将化学能转变成电能的装置。在理论上和实际应用中原电池都有重要意义。任一自发的氧化还原反应原则上都可以被设计成原电池。原电池与氧化—还原反应的对应关系如下:
氧化还原反半反应电氧化还原电子由还原剂转给氧
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