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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

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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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