4解离平衡

一、实验目的1. 理解并掌握解离平衡的概念；2. 掌握弱电解质解离平衡的原理和影响因素；3. 通过实验验证弱电解质解离平衡的规律；4. 提高实验操作技能和数据分析能力。

二、实验原理1. 弱电解质在水溶液中部分电离，存在电离平衡，如：HA ⇌ H+ + A-；2. 影响解离平衡的因素有：浓度、温度、酸碱度等；3. 同离子效应：向弱电解质溶液中加入含有相同离子的强电解质，会抑制弱电解质的电离。

三、实验仪器与药品1. 仪器：酸度计、滴定管、锥形瓶、烧杯、玻璃棒、滴定台、移液管等；2. 药品：醋酸、氢氧化钠、酚酞、甲基橙、氯化钠等。

四、实验步骤1. 准备溶液：配置0.1mol/L的醋酸溶液、0.1mol/L的氢氧化钠溶液、0.1mol/L 的氯化钠溶液；2. 测定醋酸溶液的pH值：用酸度计测定0.1mol/L醋酸溶液的pH值；3. 加入氢氧化钠溶液：向醋酸溶液中加入氢氧化钠溶液，观察pH值变化；4. 加入氯化钠溶液：向醋酸溶液中加入氯化钠溶液，观察pH值变化；5. 比较实验结果：分析实验数据，验证弱电解质解离平衡的规律。

五、实验数据与分析1. 醋酸溶液的pH值为4.74；2. 加入氢氧化钠溶液后，pH值逐渐上升，最终稳定在12.28；3. 加入氯化钠溶液后，pH值无明显变化。

分析：1. 醋酸溶液为弱酸，存在电离平衡：HA ⇌ H+ + A-；2. 加入氢氧化钠溶液后，氢氧化钠与醋酸发生中和反应，消耗H+，使pH值上升；3. 加入氯化钠溶液后，氯化钠为强电解质，不参与醋酸的电离平衡，pH值无明显变化。

六、实验结论1. 弱电解质在水溶液中存在电离平衡；2. 醋酸溶液的pH值受氢氧化钠溶液的影响，受氯化钠溶液影响较小；3. 同离子效应可以抑制弱电解质的电离。

七、实验注意事项1. 实验过程中注意操作规范，确保实验数据准确；2. 使用酸度计时，注意仪器校准和电极清洗；3. 加入试剂时，注意观察溶液颜色变化，以便判断反应进行情况。

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离子氛示意图
表观电离度 强电解质的解离度与弱电解质的解离度的 意义完全不同，它仅表示溶液中离子间相互 牵制作用的强弱程度，称强电解质的解离度 为表观电离度。
4.1.3活度
活度：单位体积电解质溶液中，表观上所含 有的离子“浓度”，称有效“浓度”，也称活度。 活度与实际浓度间的关系如下：
K 酸愈强，K a 愈大， b 愈小,其共轭碱愈弱。反之 亦然。







例：NH3 ~ NH4+
NH3 +
H 2O
NH4+
+ OH-
已知NH3的 K b为1.78×10-5，则NH4+的 K a 为：
K a , NH 4

Kw 1.0 10 10 5.6 10 5 K b , NH 3 1.7810
4.1.2 强电解质溶液理论
一般认为强电解质的解离度是100%，
但根据溶液的导电性等实验证明强电解质 在溶液中的解离度小于100%，什么原因造 成强电解质溶液解离不完全的假象呢？
1923年，德拜和休克尔提出离子氛的概念 (ionic atmosphere)。认为：强电解质在溶 液中是完全解离的，但由于离子间的相互 作用，每一个离子都受到相反电荷离子的 包围，形成“离子氛”。这种离子间的相 互作用使溶液中的离子并不完全自由。其 表现是：溶液导电能力下降，产生一种解 离不完全的假象。

一、实验目的1. 了解解离平衡的基本概念和原理。

2. 通过实验验证弱电解质、强电解质在溶液中的解离平衡。

3. 掌握解离平衡的实验操作和数据处理方法。

二、实验原理解离平衡是指弱电解质或强电解质在水溶液中，部分或完全解离成离子的动态平衡过程。

弱电解质在水溶液中部分解离，强电解质在水溶液中完全解离。

本实验主要验证弱电解质和强电解质在溶液中的解离平衡。

三、实验仪器与药品1. 仪器：酸度计、滴定管、移液管、烧杯、锥形瓶、玻璃棒、试管等。

2. 药品：0.1 mol/L HCl溶液、0.1 mol/L NaOH溶液、酚酞指示剂、醋酸溶液、醋酸钠溶液、氯化钠溶液、氯化镁溶液、氢氧化钠溶液、氯化铵溶液等。

四、实验步骤1. 测定0.1 mol/L HCl溶液的pH值，记录数据。

2. 测定0.1 mol/L NaOH溶液的pH值，记录数据。

3. 测定0.1 mol/L醋酸溶液的pH值，记录数据。

4. 测定0.1 mol/L醋酸钠溶液的pH值，记录数据。

5. 测定0.1 mol/L氯化钠溶液的pH值，记录数据。

6. 测定0.1 mol/L氯化镁溶液的pH值，记录数据。

7. 测定0.1 mol/L氢氧化钠溶液与氯化镁溶液混合后的pH值，记录数据。

8. 测定0.1 mol/L氯化铵溶液与氯化镁溶液混合后的pH值，记录数据。

五、实验数据与处理1. HCl溶液的pH值为1.0。

2. NaOH溶液的pH值为13.0。

3. 醋酸溶液的pH值为4.5。

4. 醋酸钠溶液的pH值为9.0。

5. 氯化钠溶液的pH值为7.0。

6. 氯化镁溶液的pH值为5.5。

7. 氢氧化钠溶液与氯化镁溶液混合后的pH值为9.5。

8. 氯化铵溶液与氯化镁溶液混合后的pH值为6.5。

六、实验结果与分析1. HCl溶液和NaOH溶液的pH值分别为1.0和13.0，说明HCl和NaOH在水中完全解离，溶液呈强酸性或强碱性。

2. 醋酸溶液的pH值为4.5，说明醋酸在水中部分解离，溶液呈弱酸性。

4.4 缓冲溶液
1、水的离子积常数Kw
2、缓冲溶液 ①现象： 向纯水(pH=7.0)中加入少量酸或碱，pH值会发生显 著变化。而向HAc-NaAc混合液中加入少量酸或碱， 溶液的pH值几乎不变。 人体血液pH值控制在7.35-7.45范围内， 如果pH<7.3，发生酸中毒 如果pH>7.5，发生碱中毒。 正常生理条件下，虽然组织细胞在代谢过程中不断 产生酸性物质或硷性物质，进入体内的某些食物 （如醋）或药物也有酸性或碱性作用，但血液pH仍 保持在上述狭窄范围内。显然，血液中一定含有完 备的调节pH的机构——缓冲体系，血液是一种缓冲 溶液。
3、缓冲溶液[H+]的计算 公式推导见书P84-85
书P85-86：例4-10。
4、选择缓冲溶液的步骤 首先找出与溶液所需控制的pH值相近的pK 值的弱酸或弱碱。 一般(C弱酸 /C共轭碱)在0.1-10范围内具有缓 冲能力，故pH = pKa ±1。 选择的缓冲液不与反应物或生成物发生反应， 配制药用缓冲溶液时还应考虑溶液的毒性。
浓度为c的弱酸HB解离度α的近似值为 可见，弱酸或弱碱的浓度越稀，解离度越大。
二、多元弱酸、弱碱的解离平衡 含有一个以上可置换的氢原子的酸叫做 多元酸。多元酸的解离是分步进行的。
三、两性物质的解离平衡 1、两性物质：既可以给出质子又可以接受质 子的物质称两性物质，酸式盐、弱酸弱碱盐 和氨基酸等都是两性物质。 2、近似计算方法：
②缓冲溶液: 是一种能抵抗少量强酸、强碱和 水的稀释而保持体系的pH值基本不变的溶液。 缓冲溶液的抗酸、抗碱作用叫缓冲作用，组 成缓冲溶液的物质叫缓冲体系。 从酸碱质子论来看，缓冲溶液都是由弱酸及 其共轭碱组成的混合溶液。

③缓冲原理：