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电解质溶液中微粒浓度的计算

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1 电解质溶液中微粒浓度的计算

【根据师专函授教材《分析化学》上册P281 整理】以下讨论不考虑空气的影响。

1、强酸强碱溶液：溶质完全电离。

当它们浓度不是很稀时，水电离生成的氢离子或者氢氧根离子浓度可以被忽略不计。

强酸溶液：c(H＋) = n×c(强酸) c(OH－) = Kw/c(H＋)

强碱溶液：c(OH－) = n×c(强碱) c(H＋) = Kw/c(OH－)

当它们的浓度≤10-6mol·L－1时，水的电离不能忽略。

强酸溶液：设酸电离生成的氢离子浓度为c，水电离生成的氢离子浓度（及氢氧根离子浓度）为x，则(c+x)×x=10-14 即 x2+cx－10-14=0,解此一元二次方程可得氢氧根离子浓度，再用c(H＋) = Kw/c(OH－) 可以求出氢离子浓度。

强碱溶液类似，略。

例：浓度为5×10-7 mol·L－1的盐酸溶液，pH=?

代入上式：x2+5×10-7x－10-14=0 解之得 x= 1.9×10-8

c(H＋) = 5×10-7 + 1.9×10-8=5.2×10-7 pH=7－0.7=6.3

2、一元弱酸弱碱溶液：（下面以一元弱酸为例，弱碱类同。）

①当弱酸的浓度c和电离常数Ka都不是很小时（绝大多数情况符合此条件），溶液中的氢离子就主要来自于弱酸的电离，水电离的氢离子可以被忽略。

HA H＋ ＋ A－

起始浓度 c 0 0

改变浓度 x x x

平衡浓度 c－x x x

Ka = x2/(c－x) x2+Ka×x－Ka×c = 0 解此一元二次方程就可以求出各种微粒的浓度。氢氧根离子浓度用c(OH－) = Kw/c(H＋)求出。

如果弱酸的电离度＜5%【表现为c/Ka≥500】，也就是说x 远小c时，可以认为c－x = c

上式就可以化简为x2－Ka×c = 0 即x=Kac （此时酸分子浓度=起始浓度）

例1：计算0.100mol/LCH3COOH溶液中（除水分子浓度以外）的各种微粒浓度。

c = 0.100 （不是很小）Ka = 1.80×10-5（不是很小）c/Ka = 5.6×103＞500

可以用近似公式计算：c(H＋)=1.80×10`－5×0.100 = 1.34×10－3 mol·L－1

c (CH3COO-)≈1.34×10－3 mol·L－1 c(CH3COOH) = 0.100－1.34×10－3=9.866×10-2mol·L－1

c (OH-) = 1.0×10-14/1.34×10－3 = 7.5×10-12 mol•L－1

c(CH3COOH)＞c(H＋)＞C(CH3COO－)＞c(OH－)

例2：计算0.100mol/LCH2ClCOOH（Ka=1.40×10－3）溶液中（除水分子浓度以外）的各种微粒浓度。

c / Ka = 71＜500 电离度＞5% ，不能用近似公式计算。

把c=0.100 ，Ka=1.40×10-3代入x2+Ka×x－Ka×c = 0 得：x2+1.40×10-3 x－1.40×10-4 = 0

解之得 x= 1.12×10-2mol·L－1 即：c(H+)= 1.12×10-2mol·L－1 ≈ c(CH2ClCOO-)

c(CH2ClCOOH)=0.100－0.0112 = 0.0888mol·L－1=8.88×10-2mol·L－1

c (OH-) = 1.0×10-14/1.12×10－2 = 8.9×10-13 mol•L－1

c(CH2ClCOOH)＞c(H＋)＞C(CH2ClCOO－)＞c(OH－)

例3：计算0.100mol·L－1 NH4Cl溶液中（除水分子浓度以外）的各种微粒浓度。

把NH4+看作NH3·H2O的共轭酸，Ka=KW/Kb=1.0×10-14/1.8×10－5=5.6×10－10

c/Ka = 1.8×108＞500 可以用近似公式计算：

c(H＋)=5.6×10`－10×0.100 = 7.5×10-6mol·L－1 ≈ c(NH3·H2O) 2 c(NH4+)≈0.100mol·L－1 c(OH－) = Kw/c(H＋)=1.0×10-14/7.5×10-6=1.33×10-9mol·L－1

c(Cl-)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(NH3·H2O)＞c(OH-)

例4：计算1.00×10-4mol•L－1C2H5NH2（Kb=5.6×10-4）溶液中（除水分子浓度以外）的各种微粒浓度。【乙胺是路易斯碱】

乙胺溶液中： C2H5NH2＋H2O C2H5NH3＋＋OH－

c / Ka = 0.18＜500 电离度＞5% ，不能用近似公式计算。

把c=1.00×10-4，Kb=5.6×10-4代入x2+Kb×x－Kb×c = 0 得：x2+5.6×10-4 x－5.6×10-8 = 0

解之得 x= 8.7×10-5mol·L－1 即：c(OH－)= 8.7×10-5mol·L－1 ≈ c(C2H5NH3＋)

c(C2H5NH2)=1.00×10-4－8.7×10-5=1.3×10-5mol·L－1

c(H+)=KW/c(OH-)=1.0×10-14/8.7×10-5=1.15×10-10mol·L－1

c(OH－)＞c(C2H5NH3＋)＞c(C2H5NH2)＞c(H+)

【此条件下，乙胺的电离度很大，所以电离了的＞电离剩余的！！！】

例5、计算0.100mol•L－1CH3COONa（Kb=5.6×10-10）溶液中（除水分子浓度以外）的各种微粒浓度。

c/Kb = 1.8×108＞500 可以用近似公式计算：

c(OH－)=5.6×10`－10×0.100

= 7.5×10-6mol·L－1 ≈ c(CH3COOH)

c(CH3COO－)≈0.100mol·L－1 c(H+) = Kw/c(OH－)=1.0×10-14/7.5×10-6=1.33×10-9mol·L－1

c(Na+)＞c(CH3COO-)＞c(OH-)＞c(CH3COOH)＞c(H+)

3、多元弱酸溶液

例1：室温下，碳酸饱和溶液的浓度约0.04mol·L－1,计算其中各种微粒（水分子除外）的浓度。已知碳酸的电离常数：K1=4.2×10-7 K2=5.6×10-11

在碳酸溶液中： H2CO3 HCO3－＋H＋ HCO3－CO32－＋H＋

由于K1远大于K2，且因为一级电离产生的氢离子的同离子效应，使得二级电离产生的氢离子很少，可以忽略不计。所以计算氢离子浓度可以把它当作一元弱酸考虑。

c/K1 = 9.5×104＞500 可以用近似公式计算：c(H+)=4.2×10`－7×0.04 = 1.3×10－4mol·L－1

c(HCO3-)≈1.3×10－4mol·L－1 因为K2=[c(H+)×c(CO32-)]/c(HCO3-) c(H+)≈c(HCO3-)

所以 c(CO32-)≈K2＝5.6×10-11mol·L－1 c(H2CO3)=0.04－1.3×10－4=3.997×10-2mol•L－1

c(OH－) = Kw/c(H＋)=1.0×10-14/1.3×10-4 = 7.7×10-11mol·L－1

c(H2CO3) ＞ c(H+) ＞ c(HCO3-) ＞ c(OH-) ＞ c(CO32-)

例2：计算0.100mol•L－1H2C2O4（K1=5.9×10-2 K2=6.4×10－5）溶液中（除水分子浓度以外）的各种微粒浓度。

c / K1 = 1.7＜500 电离度＞5% ，不能用近似公式计算。

把c=0.100 ，K1=5.9×10-2代入x2+Ka×x－Ka×c = 0 得：x2+5.9×10-2 x－5.9×10-3 = 0

解之得 x= 5.28×10-2mol·L－1 即：c(H+)= 5.28×10-2mol·L－1 ≈c(HC2O4-)

c(C2O42-)≈K2＝6.4×10-5mol·L－1 c(H2C2O4)=0.100－5.28×10-2=4.72×10-2mol•L－1

c(OH－) = Kw/c(H＋)=1.0×10-14/5.28×10-2= 1.89×10-13mol·L－1

c(H+) ＞ c(HC2O4-) ＞ c(H2C2O4) ＞ c(C2O42-) ＞ c(OH-)

4、多元弱酸的正盐溶液 【从酸碱质子理论看，就是多元弱碱的溶液。与3相同。】

例1：计算0.100mol•L－1Na2CO3溶液中（除水分子浓度以外）的各种微粒浓度。

对于碳酸根离子有：Kb1=1.8×10-4 Kb2=2.3×10－8

c/Kb1 = 5.6×102＞500可以用近似公式计算c(OH－)=1.8×10`－4×0.100 = 4.2×10－3mol·L－1

c(HCO3-)≈4.2×10－3mol·L－1 因为Kb2=[c(OH－)×c(H2CO3)]/c(HCO3-) c(OH－)≈c(HCO3-)

所以 c(H2CO3)≈Kb2＝2.3×10-8mol·L－1 c(CO32-)=0.100－4.2×10－3=9.58×10-2mol•L－1

c(H+) = Kw/c(OH－)=1.0×10-14/4.2×10-3 = 2.38×10-12mol·L－1 3 c(Na+)＞c(CO32－) ＞ c(OH－) ＞ c(HCO3-) ＞ c(H2CO3) ＞ c(H+)

例2：计算0.100mol•L－1Na2C2O4（Kb1=1.6×10-10 Kb2=1.7×10－13）溶液中（除水分子浓度以外）的各种微粒浓度。

c/Kb1 = 6.25×108＞500 可以用近似公式计算：

c(OH－)=1.6×10`－10×0.100 = 4×10－6mol·L－1

c(HC2O4-)≈4×10－6mol·L－1 c(H2C2O4)≈Kb2＝1.7×10-13mol·L－1

c(C2O42-)≈0.100mol•L－1

c(H+) = Kw/c(OH－)=1.0×10-14/4×10-6 = 2.5×10-9mol·L－1

c(C2O42-) ＞ c(OH-) ＞ c(HC2O4-) ＞ c(H+) ＞ c(H2C2O4)

5、多元弱酸的酸式盐溶液【下面以碳酸氢钠溶液为例做理论探讨】

在NaHCO3的溶液中，存在如下3个平衡：

①HCO3－的电离平衡：HCO3－H＋＋CO32－

Ka2=

②HCO3－的水解平衡：HCO3－＋H2OH2CO3＋OH－

把分子分母都乘以溶液中的氢离子浓度

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化学反应原理溶液中粒子浓度的大小关系

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专题强化练4溶液中粒子浓度的大小关系

1.(2021浙江温州十五校高二上期中,)下列有关电解质溶液中微粒

的浓度关系正确的是()

A.0.1mol·L-1(NH

4)

2SO

4溶液中:c

(NH

4+

)+c

(NH

3·H

2O)+2c

(SO

42-

)=0.3

mol·L-1

B.等浓度、等体积的Na

2CO

3和NaHCO

3溶液混合:󰜿(HCO

3-

)

󰜿(H

2󰜥O

3

)>󰜿(CO

32-

)

󰜿(HCO

3-

)

C.0.1mol·L-1

Na

2S溶液与0.1mol·L-1

NaHS溶液等体积混

合:3c

(Na+)-2c

(HS

-)=2c

(S

2-)+2c

(H

2S)

D.向NH

4HSO

4溶液中滴加NaOH溶液至恰好呈中

性:c

(Na+)=c

(SO

42-

)=c

(NH

4+

)>c

(OH

-)=c

(H

+)

2.(2021江苏南通高二上期中,)室温下,下列有关溶液的物质的量浓

度关系正确的是()

A.物质的量浓度相等的①NH

4Cl、②(NH

4)

2SO

4、③NH

4Al(SO

4)

2三种溶液

中,c

(NH

4+

)由大到小的顺序为③>②>①

B.0.1mol·L-1

的Na

2CO

3溶液:c

(OH-)=c

(H

+)+c

(HCO

3-)+c

(H

2CO

3)

C.0.1mol·L-1

的CH

3COOH与0.05mol·L-1

的NaOH溶液等体积混合

(pH<7):c

(CH

3COO-)>c

(Na

+)>c

(CH

3COOH)>c

(H+)

D.0.1mol·L-1

的Na

2CO

3与0.05mol·L-1

的NaHCO

3溶液等体积混

合:5c

(Na+)=3c

(HCO

3-)+3c

(H

2CO

3)+3c

(CO

32-

)3.(双选)(2020江苏启东中学高二上期末,)25℃时,下列有关溶液中

微粒的物质的量浓度关系正确的是()

A.0.1mol·L-1(NH

4)

2Fe(SO

4)

2溶液中:c

(SO

42-

)>c

(NH

4+

)>c

(Fe

2+)>c

(H

+)

B.pH=11的氨水和pH=3的盐酸等体积混合,所得溶液

中:c

(Cl-)>c

(NH

第三课时 溶液中离子浓度大小比较

第三课时 溶液中离子浓度大小比较

1

第三节 盐类的水解

第三课时 电解质溶液中离子浓度的大小

一．单一溶液中离子浓度的大小比较

1.以 H2CO3为例，如何判断弱酸溶液中存在微粒种类及大小

碳酸是二元弱酸，溶液中存在H2O、H2CO3、H＋、HCO－3、CO2－3、OH－六种微粒。

根据第一步电离很微弱，第二步电离更微弱。推测其溶液中粒子浓度由大到小的顺序(水分子除外)是:____________________________________________________________________________

2. 以氯化铵溶液和为例，如何判断可以水解的盐溶液中离子浓度大小

①先分析NH4Cl溶液中的电离、水解过程。

电离：NH4Cl===NH＋4＋Cl－、H2OH＋＋OH－ 水解：NH＋4＋H2ONH3·H2O＋H＋。

判断溶液中存在的离子有NH＋4、Cl－、H＋、OH－。

②再根据其电离和水解程度的相对大小，比较确定氯化铵溶液中离子浓度由大到小的顺序是:

_______________________________________________________________________________

3. 以碳酸钠溶液为例，如何判断可以水解的盐溶液中离子浓度大小

①分析Na2CO3溶液中的电离、水解过程：

电离：Na2CO3===2Na＋＋CO2－3、H2OH＋＋OH－ 水解：CO2－3＋H2OHCO－3＋OH－、HCO－3＋H2OH2CO3＋OH－

溶液中存在的离子有CO2－3、HCO－3、OH－、H＋。

②.根据多元弱酸根逐级水解，且Kh1》Kh2，可知溶液中离子浓度由大到小的顺序是:

____________________________________________________________________________________

4 以碳酸氢钠溶液为例，如何判断可以水解的盐溶液中离子浓度大小

【平衡】电解质溶液中微粒浓度的计算

【平衡】电解质溶液中微粒浓度的计算

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1文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑. 【关键字】平衡

电解质溶液中微粒浓度的计算

【根据师专函授教材《分析化学》上册P281 整理】以下讨论不考虑空气的影响。

1、强酸强碱溶液：溶质完全电离。

当它们浓度不是很稀时，水电离生成的氢离子或者氢氧根离子浓度可以被忽略不计。

强酸溶液：c(H＋) = n×c(强酸) c(OH－) = Kw/c(H＋)

强碱溶液：c(OH－) = n×c(强碱) c(H＋) = Kw/c(OH－)

当它们的浓度≤10-6mol·L－1时，水的电离不能忽略。

强酸溶液：设酸电离生成的氢离子浓度为c，水电离生成的氢离子浓度（及氢氧根离子浓度）为x，则(c+x)×x=10-14 即 x2+cx－10-14=0,解此一元二次方程可得氢氧根离子浓度，再用c(H＋) = Kw/c(OH－) 可以求出氢离子浓度。

强碱溶液类似，略。

例：浓度为5×10-7 mol·L－1的盐酸溶液，pH=?

代入上式：x2+5×10-7x－10-14=0 解之得 x= 1.9×10-8

c(H＋) = 5×10-7 + 1.9×10-8=5.2×10-7 pH=7－0.7=6.3

2、一元弱酸弱碱溶液：（下面以一元弱酸为例，弱碱类同。）

①当弱酸的浓度c和电离常数Ka都不是很小时（绝大多数情况符合此条件），溶液中的氢离子就主要来自于弱酸的电离，水电离的氢离子可以被忽略。

HA H＋ ＋ A－

起始浓度 c 0 0

改变浓度 x x x

平衡浓度 c－x x x

Ka = x2/(c－x) x2+Ka×x－Ka×c = 0 解此一元二次方程就能够求出各种微粒的浓度。氢氧根离子浓度用c(OH－) = Kw/c(H＋)求出。

第二节 第3课时 溶液中微粒浓度之间的关系及大小比较

第二节 第3课时 溶液中微粒浓度之间的关系及大小比较

1 【课题】 第三章 第二节 第3课时 溶液中微粒浓度之间的关系及大小比较

【学习目标】1．理解并掌握溶液中各组分之间的守恒关系与大小比较。

2．能用电离平衡和水解平衡的观点分析问题。

【知识准备】

1．写出下列弱电解质的电离方程式

CH3COOH H2CO3

NH3·H2O Fe(OH)3

2．写出下列盐类水解的离子方程式

Na2CO3 K2S

NH4Cl FeCl3

3．写出下列溶液中存在的微粒

Na2CO3溶液

NaHCO3溶液

CH3COONa溶液

4．某些微粒水解与电离共存时，要分析清楚二者程度的相对大小

如NaHCO3溶液显碱性，是因为HCO3-的水解程度 电离程度, NaHS溶液亦如此。NaHSO3溶液显酸性，是因为HSO3-的水解程度 电离程度, NaH2PO4溶液亦如此。NH3·H2O与NH4Cl等量混合形成溶液时显碱性，是因为NH3·H2O的电离程度 NH4Cl水解程度。而CH3COOH 与CH3COONa等量混合时显酸性，是因为CH3COOH的电离程