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实验四 电解质溶液一、实验目的1．掌握并验证同离子效应对弱电解质解离平衡的影响；2．学习缓冲溶液的配制，并验证其缓冲作用；3．掌握并验证浓度、温度对盐类水解平衡的影响；4. 了解沉淀的生成和溶解条件以及沉淀的转化。
二、实验原理弱电解质溶液中加入含有相同离子的另一强电解质时，使弱电解质的解离程度降低，这种效应称为同离子效应。
弱酸及其盐或弱碱及其盐的混合溶液，当将其稀释或在其中加入少量的酸或碱时，溶液的pH 值改变很少，这种溶液称作缓冲溶液。
缓冲溶液的pH 值（以HAc 和NaAc 为例）可用下式计算：)Ac ()HAc (lg p )()(lg p pH θa θa --=-=c c K c c K 盐酸 在难溶电解质的饱和溶液中，未溶解的难溶容电解质和溶液中相应的离子之间建立了多相离子平衡。
例如在PbI 2饱和溶液中，建立了如下平衡：PbI 2 (固) Pb 2+ + 2I -其平衡常数的表达式为θsp K = c (Pb 2+) · c (I -)2，称为溶度积。
根据溶度积规则可判断沉淀的生成和溶解，当将Pb(Ac)2和KI 两种溶液混合时 如果： c (Pb 2+)· c (I -)2 ＞θsp K 溶液过饱和，有沉淀析出。
c (Pb 2+)· c (I -)2 ＝θsp K 饱和溶液。
c (Pb 2+)· c (I -)2＜θsp K 溶液未饱和，无沉淀析出。
使一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质，即把一种沉淀转化为另一种沉淀的过程称为沉淀的转化，对于同一种类型的沉淀，溶度积大的难溶电解质易转化为溶度积小的难溶电解质。
对于不同类型的沉淀，能否进行转化，要具体计算溶解度。
三、仪器和药品仪器：试管，试管架，试管夹，离心试管，小烧杯（100mL 或50mL ），量筒（10mL ），洗瓶，点滴板，玻璃棒，酒精灯（或水浴锅），离心机（公用）。
药品：醋酸HAc（0.1mol·L-1，1mol·L-1，2mol·L-1），盐酸HCl （0.1mol·L-1，2 mol·L-1，6mol·L-1）。
实验三离子平衡一、实验目的1. 理解弱电解质的同离子效应及影响电离平衡的因素。
2. 掌握缓冲溶液的做用原理、组成、性质和配制方法。
3. 加深理解沉淀-溶解平衡，沉淀生成和溶解的条件。
4. 了解分步沉淀及沉淀的转化。
二、实验原理弱电解质在水溶液中都发生部分离解，离解出来的离子与未离解的分子处于平衡状态。
若在此平衡系统中加入含有相同离子的强电解质，就会使电离平衡向左移动，从而电离程度降低，这种作用称为同离子效应。
弱酸(或弱碱)及其盐的混合溶液，具有抵抗外来的少量酸、碱或稀释的影响，而使其溶液pH基本不变，这种溶液称为缓冲溶液。
在一定温度下，难溶电解质的饱和溶液中，难溶电解质离子浓度与标准浓度比值以离子系数为幂的乘积是一个常数，称为溶度积常数，简称溶度积。
将任意状况下离子浓度幂的乘积与溶度积比较，则可以判断沉淀的生成或溶解，称为溶度积规则。
在已生成沉淀的系统中，加入某种能降低离子浓度的试剂，使溶液中离子积小于溶度积时，就可使沉淀溶解，此外盐效应也可使难溶电解质的溶解度有所增大。
如果溶液中同时存在数种离子，它们都能与同一种试剂作用产生沉淀，当溶液中逐渐加入此沉淀剂时，某种难溶电解质的离子浓度幂的乘积先达到它们的溶度积的就先沉淀出来，后达到它们溶度积的就后产生沉淀，这种先后沉淀的次序称为分步沉淀。
将一种沉淀转化为另一种沉淀的过程，称为沉淀的转化。
对于相同类型难溶电解质之间的转化的难易，可以通过比较它们溶度积的大小来判别。
三、仪器和药品仪器：台秤、试管药品：固体NH4Ac酸HCl、HAc碱NH3·H2O、NaOH盐KI、AgNO3、K2CrO4、MgCl2、NH4Cl、Pb(NO3)2、ZnCl2、Na2SO4、Na2CO3、Na2S、NaF、PbCl2、(NH4)2C2O4、其他甲基橙、pH试纸四、实验内容五、问题、讨论1. 什么是离解平衡和沉淀-溶解平衡的同离子效应？如何用实验证明弱碱溶液中的同离子效应？2. 什么是溶度积规则？本实验中使沉淀溶解的方法有哪些？。
第三章电解质溶液和离子平衡第一节强电解质在溶液中的状况一、离子氛的概念1923年，德拜（P. J. W.Debye）和休格尔（E. Hückel）提出强电解质理论。
其要点：①强电解质在水中是完全电离的如离子型化合物：NaCl、KCl、NaOH、KOH等强极性键化合物：HCl，H2SO4（H+ + HSO4-）等②离子之间相互作用，使离子的行动并不自由。
离子在溶液中的运动受离子氛的牵制。
离子氛示意图在导电性实验中，决定导电性强弱有两个因素：①溶液中离子的多少②离子的迁移速度。
离子迁移速度的变慢，因此，根据溶液的导电度测得的电离度就降低了，这时测得的电离度称为表观电离度。
电解质电离式表观电离度/%氯化钾KCl→K++Cl-86硫酸锌ZnSO→Zn2++SO42-40盐酸HCl→H++Cl-92硝酸HNO→H++NO-92硫酸H2SO4→H++HSO4- 61氢氧化钠NaOH→Na++OH- 91氢氧化钡Ba(OH)2→Ba2++2OH- 81二、活度和活度系数由于离子间的相互牵制，离子的行动并不完全自由，使离子的有效浓度比实际的计算浓度要低。
1907年，Lewis（路易斯）提出了离子活度的概念a = f × C （f ＜ 1）有效浓度“折扣”计算浓度活度活度系数对强电解质来讲，而弱电解质或难溶电解质，离子浓度小，离子间的影响也小，f →1第二节水的电离和溶液的PH值本节以平衡原理为依据，讨论弱电解质中的电离平衡。
一、水的离子积实验表明，纯水也有微弱的导电性K = [H+][OH-]/[H2O]∵H2O的电离极弱，电离掉的水分子数与总的水分子数相比微不足道，故水的浓度可视为常数，合并入平衡常数。
∴[H+][OH-] = K[H2O] = Kw Kw：常数∴在一定温度下，[H+][OH-]为一常数，25℃纯水中，[H+] = 10-7mol/L = [OH-]∴ Kw = [H+][OH-] = 10-14对纯水或在纯水中加入酸、碱或其它物质（浓度较稀）都适用。
第四章 溶液及溶液中的离子平衡习题与解答1．下列说法是否正确？如不正确，请说明原因。
（1） 物质的量浓度的优点是与温度无关，而质量摩尔浓度和物质的量分数与温度有关。
答：否，（体积）物质的量浓度与温度有关，而质量摩尔浓度和物质的量分数浓度都与温度无关。
（2） 直链羧酸通式为CH 3(CH 2)n COOH ，当n 值增大时，羧酸在极性溶剂水中的溶解度变小，而在非极性溶剂如CCl 4中的溶解度将增大。
答：对。
（3） 溶液的蒸气压随着溶解的质量的增加而增加。
答：错，溶液的蒸气压随所溶解的难挥发溶质的质量增加而降低，从而引起溶液的沸点上升和凝固点降低。
对难挥发、非电解质的稀溶液，其蒸气压下降满足下式Δp = 质x *pΔp ：蒸气压下降值； K p ：凝固点降低常数，与溶剂的性质有关；b ：质量摩尔浓度。
若溶质是易挥发的，则蒸气压上升。
（4） 由于海水和淡水的渗透压不同，所以海水和淡水鱼不能调换生活环境，否则将会引起鱼体细胞的肿胀和萎缩，使其难以生存。
答：对。
（5） 在氢硫酸（H 2S ）中，H +(aq)和S 2-（aq ）浓度之比应为2:1。
答：否，H 2S 溶液中c （H +） >> c （S 2-）, 这是因为氢离子浓度主要来自于一级解离，而S 2-离子浓度近似等于其二级解离常数，而且K a1 >> K a2。
（6） 缓冲溶液是指在一定范围内溶液的pH 不因稀释或外加酸（或碱）而发生明显改变的溶液。
答：不确切，缓冲溶液是指在一定范围内,溶液的pH 不因稀释、浓缩或外 加少量酸（或碱）而发生明显改变的溶液。
2．选择题（将正确答案的标号填入空格内，正确答案可以不止一个）:（1） 通常加热可以使固体在液体中的溶解度增大是由于__①_。
① 固体在液体中溶解多为吸热过程， ② 固体在液体中溶解多为放热过程③ 固体的熵值增加 ④ 液体的熵值增加正确答案为①。
（2） 要提高萃取分离的效率，可__③_____。
电解质溶液中的离子平衡与离子活度的计算电解质溶液是由可电离的物质（电解质）溶解在溶剂中形成的溶液。
在这种溶液中，电解质分子会在溶剂的作用下分解成离子，并在溶液中自由移动。
在电解质溶液中，离子平衡和离子活度的计算是理解溶液中离子行为的重要方面。
本文将讨论离子平衡的概念以及计算离子活度的方法。
离子平衡是指在电解质溶液中，离子的生成和消失达到动态平衡的过程。
这意味着溶液中离子的生成速率等于离子的消失速率。
离子平衡是基于离子反应速率的原理推导出来的。
对于一个具体的离子反应，可以根据其反应速率常数和离子浓度来确定平衡的位置。
根据离子平衡的原理，可以使用电解质溶液中的离子浓度来计算离子的活度。
离子活度是指溶液中离子的有效浓度，它与实际浓度有所不同。
离子活度考虑了溶液中的电离度，能更准确地描述离子在溶液中的行为。
计算离子活度的方法有多种，其中最常用的是离子活度系数法。
离子活度系数是一个修正因子，它通过考虑电离度和溶液中溶剂和溶质之间的相互作用来修正离子浓度。
离子活度系数可以根据溶剂和溶质的性质以及溶液的温度和压力来确定。
离子活度系数的计算可以使用不同的模型和方程式。
最简单的模型是理想溶液模型，它假设溶液中的离子完全独立，并且离子之间没有相互作用。
在这种情况下，离子活度系数等于1，离子活度等于离子浓度。
然而，在大多数情况下，离子之间会发生相互作用，因此需要使用更复杂的模型。
常用的离子活度系数模型包括德拜-黑克尔模型、范廷-希尔模型和庆饶方程等。
这些模型考虑了离子的电荷、尺寸和溶液中的离子相互作用。
根据特定的模型和方程式，可以计算出离子的活度系数，并进一步确定离子活度。
在实际计算中，离子活度常常与离子平衡常数一起使用。
离子平衡常数是反映离子反应平衡位置的指标，它可以用来确定离子浓度与离子活度之间的关系。
根据离子平衡常数和离子活度，可以计算出电解质溶液中的离子浓度。
总结一下，电解质溶液中的离子平衡和离子活度的计算是理解溶液中离子行为的重要方面。
