弱电解质的电离平衡一、电解质和非电解质1、概念(1)电解质:在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物酸:HCl HNO3H2SO4H3PO4H2S HClO碱:NaOH KOH Ca(OH)2NH3·H2O Mg(OH)2盐:NaCl CuSO4CaCO3NaHCO3多数金属氧化物:Na2O MgO Al2O3 Na2O2非电解质:在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物多数有机物:蔗糖、酒精、乙醚、烃、苯等是非电解质。
非金属氧化物:CO2、SO3、SO2 、NO2等是非电解质。
某些非金属氢化物: NH3、PH3 、CH4①电解质和非电解质均指化合物,单质既不属于电解质也不属于非电解质。
②电解质必须是自身能直接电离出自由移动的离子的化合物。
③对于电解质来说,只须满足一个条件即可,而对非电解质则必须同时满足两个条件。
(2)强电解质:溶于水或熔融状态下几乎完全电离的电解质如:HCl = H++ Cl-盐酸溶液中HCl全部电离成H+和Cl-,无HCl分子存在。
弱电解质:溶于水或熔融状态下只有部分电离的电解质如:CH3COOH ⇌H++ CH3COO-醋酸溶液中主要是醋酸分子,只有少量H+和CH3COO-划分强弱电解质的标准:电解质在水溶液里能否完全电离.强酸:HCl H2SO4 HNO3HBr HI等强电解质强碱:NaOH KOH Ba(OH)2Ca(OH)2大多数盐:ZnCl2Na2CO3NH4NO3NaHSO4CaCO3BaSO4活泼金属氧化物:Na2O K2O MgO Al2O3Na2O2等强电解质在溶液中以水合离子的形式存在。
弱酸:H2CO3CH3COOH HF HClO等弱电解质弱碱:NH3.H2O Cu(OH)2Fe(OH)3水:H2O个别盐: 如HgCl2PbAc2弱电解质在溶液中以分子、水合离子的形式存在。
CaCO3BaSO4虽难溶于水,但溶解的那少量完全电离, 故它们是强电解质,所以电解质与溶解度无关,二者切勿混为一谈!2、电解质与非电解质的判断:主要看该化合物在溶于水或熔融状态下,自身能否电离出阴、阳离子,能电离的属于电解质,不能电离的属于非电解质。
水溶液能够导电只能作为参考因素。
CO2、SO3 、SO2、NH3的水溶液能导电,它们是电解质吗?——SO2、Cl2、NH3的水溶液虽然能导电,但自身不能电离出阴、阳离子,而是靠生成的酸或碱电离出阴、阳离子,故CO2SO3SO2、NH3是非电解质。
Fe、Cl2的水溶液、熔融的NaOH 、NaOH溶液能导电, 它们是电解质吗?——熔融的NaOH是电解质,因Fe 、Cl2是单质,NaOH溶液是混合物.故Fe、Cl2、NaOH 溶液既不是电解质也不是非电解质。
Na2O是电解质的原因是它熔融状态下能导电,Na2O(熔融)=2Na+ +O2- 而不是溶于水能导电,因为:Na2O + H2O = 2NaOH3、电解质溶液的导电性和导电能力(1)电解质不一定导电(如NaCI晶体、冰醋酸),导电物质不一定是电解质(如石墨),非电解质不导电,但不导电的物质不一定是非电解质。
(2)强电解质溶液导电性不一定比弱电解质强。
饱和强电解质溶液导电性不一定比弱电解质强。
二、电离方程式的书写:1. 强电解质的电离方程式:(全部电离用“=”)H2SO4=2H++SO42—2. 弱电解质的电离方程式:(部分电离用可逆符号“⇌”)(多元弱酸分步写出,多元弱碱一步写出)CH3COOH ⇌CH3COO—+H+ -碳酸的电离:H2CO3⇌H++HCO3-(第1步电离)HCO3-⇌H++ CO32- (第2步电离)氢氧化铁的电离:Fe(OH)3⇌Fe3+ + 3OH-弱酸的电离程度都比较小,以第一级电离为主,一级比一级难电离。
练习:(1)下列物质中,哪些是强电解质?哪些是弱电解质?哪些是非电解质?HF Cl2P2O5CO NH3·H2O CH3COOH P2O5CO H2CO3NO2Cu H2SO4 H3PO4PbAc2 KOH Ba(OH)2MgOAl2O3 AlCl(2)HgCl2的稀溶液可用作手术的消毒剂,已知HgCl2的熔点为276℃、熔融状态的HgCl2不能导电,HgCl2的浓溶液有弱的导电能力,则下列关于HgCl2的叙述中正确的是( ) A.HgCl2属于共价化合物B.HgCl2属于离子化合物C.HgCl2属于非电解质D.HgCl2属于强电解质(3)下列说法正确的是()A.液态HCl不导电,所以HCl是非电解质。
B.NH3、CO2的水溶液均导电,所以NH3、CO2是电解质。
C.铁、石墨都能导电,所以铁、石墨是电解质。
D.蔗糖在水溶液里和熔化状况下都不能导电,它是非电解质。
(4) NaHSO4在水溶液里电离出的离子是___________。
NaHSO4在熔融状况下电离出的离子是___________。
三、电离平衡电离平衡: 在一定条件下,当电解质分子离解成离子的速率和离子结合成分子的速率相等,就达到了电离平衡。
1. 电离平衡常数在一定温度下,当弱电解质在溶液中达到电离平衡时,溶液中各种离子浓度的乘积,跟溶液中未电离的分子浓度之比是一个常数,称为电离平衡常数,简称为电离常数。
用K 表示。
例如:CH 3COOH 的电离平衡常数为:CH 3COOH ⇌CH 3COO - + H +电离常数K 只与温度有关,温度升高,K 值增大,与电解质的浓度无关。
例如:25℃时, K a (HNO 2) =4.6×10-4, K a (CH 3COOH)=1.8 ×10-5,K a (HCN)=6.2×10-10.试比较它们酸性的强弱。
酸的强弱: HNO 2 > CH 3COOH > HCN2.电离度(补充内容)电离度:当弱电解质在溶液中达到平衡时,溶液中已经电离的电解质分子数占原来总分子数的百分数。
α =n (已电离)—n (总) 100% =c(已电离)—c (总) 100%例如:25℃,0.1mol/LCH 3COOH 溶液,测得c (H +)=1.32 10-3mol/L , 求α3.影响电离平衡的因素(探讨) 在CH 3COOH 溶液中分别加入下列物质,对CH 3COOH 的电离平衡各有什么影响?—+化学平衡移动原理(勒夏特列原理)也适用于电离平衡,当条件发生改变时,电离平衡也发生移动。
决定因素—弱电解质的本性;外界条件的影响主要是—温度,浓度。
(1)温度(越热越电离)电离过程是吸热过程,温度升高,电离度增大,离子浓度增大 ,平衡向电离方向移动。
(平衡常数增大)(2)浓度(越稀越电离))()()(33COOH CH c COO CH c H c K a -+∙=弱电解质的电离依靠水的作用,浓度越大,相对水的含量就少,促进电离的能力就越弱,电离程度就越小。
越稀越电离。
从电离平衡的角度:CH 3COOH ⇌ CH 3COO - + H +加水稀释,醋酸分子,醋酸根离子,以及氢离子浓度都在减小,右边是两种离子浓度减小,因此减小的程度更大,平衡正向移动, (越稀越电离)。
(3)同离子效应(抑制电离)加入与弱电解质具有相同离子的强电解质,使电离平衡逆向移动(4)化学反应(促进电离)加入与弱电解质电离产生的某种离子反应的物质时,使电离平衡正向移动。
例如:在醋酸溶液中加入少量金属钠,金属钠与H +反应置换出氢气,使得c (H +)减小,平衡醋酸的电离平衡正向移动。
例题:相同温度下,两种稀氨水A 和B ,浓度分别为0.2mol/L 和0.1mol/L ,则A 、B 的OH -浓度之比为( )A.大于2B. 小于2C. 等于2D. 不能肯定练习1:在25℃时,用蒸馏水稀释氨水,随溶液的稀释,下列各项中始终保持增大趋势的是( ) A. B. C. D. 练习2.一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如下图所示,⑴O 点导电能力为0的理由是⑵a 、b 、c 三点溶液的c(H +)由小到大的顺序是⑶a 、b 、c 三点醋酸的电离程度最大的是⑷要使c 点c(Ac — )增大,c(H +)减少,可采取的措施是(至少写出三种方法)① ,② ,③ ,④ 。
练习3.某二元弱酸H 2A 溶液中,[A 2-]浓度最大的是( )A.0.01mol/L 的H 2A 溶液B.0.01mol/LNaHA 溶液C.0.02mol/L 的HCl 与0.04mol/LNaHA 溶液等体积混合的 溶液D. 0.02mol/L 的NaOH 与0.02mol/LNaHA 溶液等体积混合的溶液补充:多元弱酸是分步电离的,每步各有电离常数,通常用K a1K a2K a3表示.如:H 3PO 4的电离。
H 3PO 4 ⇌ H ++H 2PO 4- K a1=7.5×10-3H 2PO 4- ⇌ H ++HPO 42- K a2=6.2×10-8)()(23O H NH C OH C ⋅-)()(4-+OH C NH C )()(423+⋅NH C O H NH C )(-OH CHPO42- ⇌H++PO43-K a3=2.2×10-13从上可看出:K a1>K a2>K a3,K a1比K a2约大105倍,K a2比K a3约大105倍,多元弱酸的电离主要由第一步决定.几种常见的多元弱酸的电离常数.。