电解质溶液知识简介

电解质溶液知识简介一、强电解质和弱电解质1. 强电解质和弱电解质酸、碱、盐都是电解质，它们的水溶液都能导电。

但不同种类的电解质溶液导电能力不同。

电解质溶液之所以能导电，是由于溶液里有能够自由移动的离子存在。

溶液导电性强弱不同，说明在溶液里所含离子的多少不同。

电解质可分为强电解质和弱电解质。

（一）强电解质盐酸、氢氧化钠、氯化钠在溶液里几乎能完全电离成离子，溶液里几乎没有分子存在。

这种在水溶液里几乎能完全电离的电解质叫做强电解质。

强电解质的电离是不可逆的，其离子方程式用“f”表示。

如HCb>H+CLNOH>N+OHNCl f N+CL强酸强碱大多数盐都是强电解质。

（一）弱电解质醋酸和氨水在溶液里只有很小部分电离成离子，大部分仍以分子状态存在。

像醋酸这样在水溶液里只有部分电离的电解质叫做弱电解质。

弱电解质的电离是可逆的，其电离方程式用“=”表示。

如HAc = H+Ac"NH・H O = NH"+O H弱酸弱碱都是弱电解质。

弱电解质的电离平衡㈠电离平衡与电离度醋酸在溶液里的电离方程式为正过程HAc = H ++Ac"逆过程在醋酸开始电离时，主要是醋酸分子的电离，正过程速度较大。

随着醋酸分子的电 离，溶液里醋酸分子的浓度不断减少，而H 和AL 浓度不断增加，因正、逆过程速度相 等时，溶液里醋酸、H 和Ac —的浓度不再改变，体系处于平衡状态。

弱电解质分子和离 子的浓度不再改变。

这时弱电解质所处的状态叫做电离平衡。

我们把达到电离平衡时已电离的溶质分子数和电离前溶质分子总数的比值(或已电离的溶质的物质的量和电离前溶质的物质的量之比)叫电离度，用a 表示。

已电离溶质分子数电离前溶质分子数(3—1).•…(3—2)从上述观点来讲，强电解质的电离度应是00%但是在强电解质溶液里，由于离子 浓度较大,离子间的引力和斥力比较显著影响了离子在溶液里的自由运动。

因而实验测 得的电离都小于100%不同的弱电解质，其电离度大小不同。

电解质越弱，它的电离度 越小。

电解质溶液电离度的大小，主要取决于电解质的本性，同时也与电解质溶液的浓 度和温度有关。

浓度愈小，电离度愈大。

温度愈高，电离度愈大。

由于电离度的大小与 浓度、温度有关，所以，在表示弱电解质的电离度时，必须指出溶液的浓度和温度。

100% 已电离溶质的物质的量电离前溶质的物质的量 100%（二）同离子效应在弱电解质溶液达到电离平衡时,溶液中分子和离子都保持着一定的浓度。

如果向溶液中加入一种和该弱电解质具有相同离子的强电解质,则弱电解质的电离度就会减小. 例如,在氨水中加入酚酞指示剂时,溶液显红色, 若加入少许固体的氯化铵,则溶液的红色变淡甚至消失。

这是因为,在氨水溶液中存在着下列平衡:NHI・H O = NH++OF r加入可溶性铵盐氯化铵后，氯化铵全部电离为N H和Cl -。

溶液中NH浓度增大了，使生成物向反应物方向转化，也就是有较多的JH与01-结合成为NH・H O分子，并建立了新的平衡。

这时溶液的OH T减少了，至使溶液的碱性减弱。

在弱电解质溶液中，加入和弱电解质具有相同离子的强电解质，使弱电解质的电离度减小的现象，叫做同离子效应。

在化学分析中常常应用同离子效应来调节溶液的酸碱性。

二、水的电离和溶液的PH1. 水的电离用精密仪器测定时，发现水有微弱的导电性。

这说明水是一种极弱的电解质，它能电离出极少量的0H■和H。

HO M OI- +H实验测得，在25C时，1L纯水（55.5mo）中有10-7mol分子电离，水中［H+］和［Oh ］相等，都是107 mol/L。

二者的乘积是一个常数，用K表示。

K= [H+] [OH - ]= 107x10-7=1014. ......................................................................... (3-3)式中，K称为水的离子积常数，简称水的离子积。

任何一种稀溶液中］和［OH_］的乘积都是一个常数，即10-14。

2. 溶液的酸碱性和PH常温时纯水中［H+］和［0H-］相等，都是10-7mol/L,所以纯水是中性的。

如果向纯水中加酸，由于H1勺同离子效应，使水的电离平衡向左移动，当达到新的平衡时，溶液中［H+］>［OH"］，即［H+］>107 mol/L , ［OH"］v107 mol/L，溶液呈酸性。

如果向纯水中加入碱，由于OH■的同离子效应，也使水的电离平衡向左移动当达到新的平衡时，［OH"］>［H+］，即［OH—］>10'7 mol/L, ［H+］<10'7 mol/L,溶液呈碱性。

由此可见，溶液的酸碱性与［H+］和［OH—］的关系可表示为中性溶液［H +］=［OH" ］= 10 -7 mol/L酸性溶液［H +］>10-7 mol/L>［OH"］;碱性溶液［H +］<10-7 mol/L<［OH"］。

［H+］浓度越大，溶液的酸性越强［H +］越小，溶液的酸性越弱。

可以看出，在酸性溶液里不是没有OH"，在碱性溶液中也不是没有H,在碱性、酸性、中性溶液里，都同时含有H和OH■，只是两种离子的浓度大小不同而已。

溶液的酸碱性可用H+］或［OH ］来表示，习惯上常用H+］表示。

当溶液里1 ］很小时，用［H+］表示溶液的酸碱性就很不方便因此，常用PH表示溶液的酸碱性。

PH就是氢离子浓度的负对数。

即PH=-lg［（4］.............................................................................................. ••…（3—4）溶液的酸碱性和PH的关系是：中性溶液，PH=7酸性溶液，PK7;碱性溶液，PH>7。

溶液的PH越小，酸性越强；溶液的PH越大，碱性越强。

所以可以用表示溶液的酸性强弱和碱性强弱。

[H]和PH的对应关系可用图3-1表示。

[H+] 10 -O io1io2 io-3i0-4io5ic）6 io7 io8io9io10icrio12io13io14PH O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1O 11 12 13 14--------------------------------------- --------------------------------------酸性增强中性碱性增强图3—1 [H +]和PH的对应关系图三、酸碱指示剂和酸碱滴定1. 酸碱指示剂溶液的酸碱性对化学反应的影响很大。

测定溶漓H的方法有很多，通常用酸碱指示剂、PH式纸或PH计（酸度计）来测定。

酸碱指示剂是一种有机酸或弱碱溶液中PH的改变会引起指示剂分子结构的改变从而发生颜色的变化。

每一种指示剂有一定的变色范围因此,可根据指示剂颜色的变化确定溶液的PH常用的几种指示剂的变色范围如表5—1所示。

表3—1几种常见指示剂的变色范围2. 酸碱滴定酸碱滴定是以中和反应为基础的。

通常可用已知浓度的酸溶液来测定碱溶液的浓度(也可已知浓度的碱溶液来测定酸溶液的浓度。

为了测定碱溶液的浓度，测定时可把已知浓度的酸溶液用滴定管滴入一定量的被测碱溶液中，当酸碱完全反应时(这时加入的酸标准溶液物质的量与待测碱溶液的物质的量符合反应式的化学计量关系根据酸标准溶液的浓度和所消耗的体积算出碱溶液的浓度。

滴加酸标准溶液的过程称为滴定。

酸碱反应完全的这一点称为化学计量点亦称等当点。

在等当点时，反应往往没有易为人察觉的任何外部特征，因此，通常都是在待测溶液中加入指示剂(如甲基橙；利用指示剂颜色的突变判断等当点的到达。

但指示剂的本身是一种弱有机酸或弱有机碱，它在变色时要消耗一定量的酸或碱，为了减小实验误差指示剂的用量不易过多否则会影响滴定的精确性。

例3-1中和20.00m盐酸，用去c(NaOH为0.2010 mol/L的氢氧化钠溶液10.05mL求该盐酸的浓度为多少？解：c (HC)V (HC D = c (NaOHV (NaO Hc(HCl)=c(NaOH)V(NaOH)=.2010 1°.0571010(mol/L) V ( HCl ) 20.00答：盐酸的浓度c (HC)是0.1010mol/L。

四、缓冲溶液1.缓冲作用和缓冲溶液纯水的PH为7,如果在纯水中加入少量的酸和碱,H就会有显著的变化。

如在1L纯水中加入两滴（约0.1 mo D c（HC）为1 mol/L的溶液，［H+］就由1C-7 mol/L增加到10'4mol/L，PH由7降低为4,降低了3个PH单位。

若在1L纯水中滴加2滴c （NaOH = 1 mol/L的氢氧化钠溶液，［OH"］为10-4 mol/L , ［H+］就由1C7 mol/L 降低为101C mol/L , PH由7 上升到10,升高了3个PH单位。

但是，在1L含有醋酸及醋酸钠各为0.1 mol/L的混合溶液中，同样加入少量盐酸和氢氧化钠溶液，贝卩PH几乎不变。

如果在含有氢氧化铵和氯化铵各为.1 mol/L混合溶液中，加入酚酞指示剂，再在其中加入少量盐酸或氢氧化钠溶液或加水稀释，则溶液的颜色也几乎不变。

以上这种含有弱酸（或弱减）及其溶液叫缓冲溶液。

它在一定范围内能使原来的H 不因外来的少量的碱而发生显著变化。

2.缓冲溶液的组成缓冲溶液其组成中必须具有抗酸成分和抗碱成分且两种成分之间必须存在化学平衡通常把这两种成分称为缓冲对或缓冲系实验得知：凡是弱酸和它的强碱盐或弱碱和它的强酸盐，以及多元酸式盐和其对应的次级盐都可作为缓冲对根据缓冲对的组成不同缓冲溶液有3种类型1.弱酸及其对应的盐如醋酸与醋酸钠碳酸与碳酸氢钠。

弱酸对应盐（抗碱成分）（抗酸成分）HAC NaAcNaHCO2CO2.弱碱及其对应的盐如氨水与氯化铵。

弱碱对应盐（抗酸成分）（抗碱成分）NH 3 • F2O NH 4CI3. 多元酸的酸式盐及其对应的次级盐如碳酸氢钠与碳酸钠、磷酸二氢钠与磷酸氢二钠多元酸的酸式盐 （ 抗碱成分） （NaHCO ~ Na"Na I2PO HPO 3. 缓冲作用的原理在含醋酸和醋酸钠的溶液中，存在着下列电离：NaAe>Na+AcHA &H+ Ac —醋酸钠完全电离生成Na 和Ac 离子。

同离子效应使醋酸的电离程度降低。

因此，在 这个溶液中存在着大量的醋酸分子和AC 离子，而且它们之间按式（3—5）建立电离平衡， 则生成物必然向着反应物转化，也就是溶液中的Ac —离子将和H,结合生成难电离的醋酸 分子，最后又建立了新的平衡。