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吾日三省乎吾身。为人谋而不忠乎?与朋友交而不信乎?传不习乎?——《论语》
弱酸弱碱解离平衡
弱酸弱碱解离平衡
实验14弱酸弱碱解离平衡
1.概述
(1)弱酸解离和同离子效应
弱酸在水溶液中存在着解离平衡,且当加入与弱酸解离相同的离子时,解
离平衡将移动。如在醋酸溶液中加入一定量的醋酸钠,由于醋酸钠为强电解质,
因而它的解离将增加溶液中醋酸根离子浓度,一定数目醋酸根离子同溶液中氢
离子结合,生成醋酸分子,使醋酸解离平衡向着醋酸分子方向移动:
HAcH++Ac-
即HAc的解高度降低,溶液中氢离子浓度减少。这种由于加入相同离子而
使弱电解质(弱酸、弱碱等)解离度降低的现象,称为同离子效应。在化学反应
中常常要用到同离子效应这一概念,如:MnS是难溶于水的,如在Mn2+离子的中
性溶液中通入H2S气可得到MnS沉淀。但在Mn2+离子的酸性溶液中不能产生
MnS沉淀。这可用同离子效应解释:由于在酸性溶液中H+离子对氢硫酸的解离产
生同离子效应,使氢硫酸解离降低,S2-离子浓度很小,所以不能产生MnS沉淀。
弱碱在水溶液中也存在解离平衡和同离子效应。
(2)缓冲溶液
1)缓冲溶液作用原理和pH值
当往某些溶液中加入一定量的酸和碱时,有阻碍溶液pH变化的作用,称为
缓冲作用,这样的溶液叫做缓冲溶液。弱酸及其盐的混合溶液(如HAc与NaAc),
弱碱及其盐的混合溶液(如NH3·H2O与NH4Cl)等都是缓冲溶液。
吾日三省乎吾身。为人谋而不忠乎?与朋友交而不信乎?传不习乎?——《论语》
由弱酸HA及其盐NaA所组成的缓冲溶液对酸的缓冲作用,是由于溶液中存
在足够量的碱A-的缘故。当向这种溶液中加入一定量的强酸时,H+离子基本上
被A-离子消耗:
A-+H+HA
所以溶液的pH值几乎不变;当加入一定量强碱时,溶液中存在的弱酸HA消
耗OH-离子而阻碍pH的变化:
HA+OH-A-+H2O
缓冲溶液中H+浓度可通过下面方程计算:
式中c(A-)表示弱酸HA和盐NaA解离产生的A-离子的总浓度。由于弱酸
HA生成的A-离子的量与强电解质NaA所生成的A-离子相比,可以忽略不计,
所以,
c(A-)=完全解离的盐的浓度=c(盐)
因为弱酸HA在NaA解离的A-离子所产生的同离子效应下,未解离弱酸的
浓度可近似地表示如下:
c(HA)=弱酸的总浓度=c(酸)
所以
等式两边取负对数得:
2)缓冲溶液的缓冲能力
在缓冲溶液中加入少量强酸或强碱,其溶液pH值变化不大,但若加入酸,
碱的量多时,缓冲溶液就失去了它的缓冲作用。这说明它的缓冲能力是有一定
限度的。
缓冲溶液的缓冲能力与组成缓冲溶液的组分浓度有关。0.1mol·L-1HAc和
0.1mol·L-1NaAc组成的缓冲溶液,比0.01mol·L-1HAc和0.01mol·L-1NaAc
吾日三省乎吾身。为人谋而不忠乎?与朋友交而不信乎?传不习乎?——《论语》
的缓冲溶液缓冲能力大。关于这一点通过计算便可证实。但缓冲溶液组分的浓
度不能太大,否则,不能忽视离子间的作用。
组成缓冲溶液的两组分的比值不为1∶1时,缓冲作用减小,缓冲能力降低,
这可从表
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