弱电解质的电离度和电离平衡常数
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弱电解质的电离平衡知识点一、电解质、非电解质1、电解质:在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物。
实例:酸、碱、盐、活泼金属氧化物、水。
2、非电解质:在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物。
实例:大多数有机物、酸性氧化物、氨气等。
①电解质和非电解质均指化合物,单质和混合物既不属于电解质也不属于非电解质。
②电解质必须是自身能直接电离出自由移动的离子的化合物。
如:SO2、CO2则不是。
③条件:水溶液或融化状态:对于电解质来说,只须满足一个条件即可,而对非电解质则必须同时满足两个条件。
④难溶性化合物不一定就是弱电解质。
例如:BaSO4 、AgCl 难溶于水,导电性差,但由于它们的溶解度太小,测不出(或难测)其水溶液的导电性,但它们溶解的部分是完全电离的,所以它们是电解质。
⑤酸、碱、盐、金属氧化物和水都是电解质(特殊:盐酸是电解质溶液)。
蔗糖、酒精为非电解质。
二、强电解质与弱电解质1、强电解质:溶于水或熔融状态下几乎完全电离的电解质。
2、弱电解质:溶于水或熔融状态下只有部分电离的电解质。
电解质的强弱与其溶解度有何关系?①电解质的强弱与化学键有关,但不由化学键类型决定。
强电解质含有离子键或强极性键,但含有强极性键的不一定都是强电解质,如H2O、HF等都是弱电解质。
②电解质的强弱与溶解度无关。
如BaSO4、CaCO3等③电解质的强弱与溶液的导电能力没有必然联系。
说明离子化合物在熔融或溶于水时离子键被破坏,电离产生了自由移动的离子而导电;共价化合物只有在溶于水时才能导电.因此,可通过使一个化合物处于熔融状态时能否导电的实验来判定该化合物是共价化合物还是离子化合物。
电解质的强弱与其水溶液的导电能力有何关系?3、电解质溶液的导电性和导电能力①电解质不一定导电(如NaCl晶体、无水醋酸),导电物质不一定是电解质(如石墨),非电解质不导电,但不导电的物质不一定是非电解质;②电解质溶液的导电性强弱决定于溶液离子浓度大小,浓度越大,导电性越强。
弱电解质电离平衡常数的测定实验报告实验目的:测定弱电解质电离平衡常数实验原理:弱电解质的电离平衡可以用离子平衡法求解。
在该法中,电解质溶液中的每个电离平衡都可以表示为以下反应:HA ⇌ H+ + A-其中,HA表示弱电解质分子,H+表示氢离子,A-表示相应的阴离子。
在电解质的溶液中,HA的浓度通常很大,而H+和A-的浓度就相对较小。
电离常数(Ka)表示为:Ka = [H+][A-]/[HA]其中,Ka表示弱电解质的离解常数,[H+]表示氢离子的浓度,[A-]表示相应的阴离子的浓度,[HA]表示弱电解质分子的浓度。
由于[H+]和[A-]的浓度很小,所以我们通常用pKa表示指数:pKa = -logKa实验步骤:1.按照实验要求,通过称量固体试剂来制备弱电解质溶液。
2.使用pH计测量弱电解质溶液的pH值,记录下数据。
3.将氧化还原电极放入溶液中,测量电势值。
4.利用计算机或手动计算法,计算出弱电解质的电离常数和pKa值。
实验数据记录:试验物质 | 原始质量(g) | 成功制备量(g) | 浓度(mol/L) | pH值 | 电势值(mV)甲酸 | 5.0g | 4.8g | 0.2mol/L | 3.64 | 195.2计算结果:由于pH计测量时存在一定误差,我们使用电极法来计算电离平衡常数。
对于甲酸,Ka = 1.77 × 10^-4,pKa = 3.75。
结论:通过实验,我们成功地测定了甲酸这一弱电解质的电离平衡常数。
这项实验不仅让我们更好地理解了离子平衡法,还让我们掌握了一种可以用于测定化学平衡的实验方法。
弱酸电离度与电离常数的测定实验报告弱酸电离度与电离常数的测定试验报告范文1一、试验目的1、测定醋酸电离度和电离平衡常数。
2、学习使用pH计。
3、把握容量瓶、移液管、滴定管基本操作。
二、试验原理醋酸是弱电解质,在溶液中存在下列平衡:HAc+H+?Ac-[H][Ac]c2Ka[HAc]1式中[H+]、[Ac-]、[HAc]分别是H+、Ac-、HAc的平衡浓度;c 为醋酸的起始浓度;Ka为醋酸的电离平衡常数。
通过对已知浓度的醋酸的pH值的测定,按pH=-lg[H+]换算成[H+],[H]依据电离度,计算出电离度α,再代入上式即可求得电离平衡常数Ka。
三、仪器和药品仪器:移液管(25mL),吸量管(5mL),容量瓶(50mL),烧杯(50mL),锥形瓶(250mL),碱式滴定管,铁架,滴定管夹,吸气橡皮球,Delta320-SpH计。
药品:HAc(约0、2mol?L-1),标准缓冲溶液(pH=6、86,pH=4、00),酚酞指示剂,标准NaOH溶液(约0、2mol?L-1)。
四、试验内容用移液管吸取25mL约0、2mol?L-1HAc溶液三份,分别置于三个250mL锥形瓶中,各加2~3滴酚酞指示剂。
分别用标准氢氧化钠溶液滴定至溶液呈现微红色,半分钟不褪色为止,记下所用氢氧化钠溶液的体积。
从而求得HAc溶液的精确浓度(四位有效数字)。
用移液管和吸量瓶分别取25mL,5mL,2、5mL已标定过浓度的HAc溶液于三个50mL容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀,并求出各份稀释后的醋酸溶液精确浓度(cc,210c)的值(四位有效数字)。
用四个干燥的50mL烧杯分别取30~40mL上述三种浓度的'醋酸溶液及未经稀释的HAc溶液,由稀到浓分别用pH计测定它们的pH值(三位有效数字),并纪录室温。
依据四种醋酸的浓度pH值计算电离度与电离平衡常数。
五、数据纪录和结果1、醋酸溶液浓度的标定滴定序号标准NaOH溶液的浓度/mol?L-1所取HAc溶液的量/mL标准NaOH 溶液的用量/mL试验测定HAc测定值溶液精确浓度/mol?L-1?平均值2、醋酸溶液的pH值测定及平衡常数、电离度的计算?t=℃HAc溶液编号1?(c/20)2?(c/10)3?(c/2)4?(c)cHAc/mol?L-1pH[H+]/mol?L-1α/%Ka六、预习要求及思考题(1)专心预习电离平衡常数与电离度的计算方法,以及影响弱酸电离平衡常数与电离度的因素。
实验四、电导法测定弱电解质的电离平衡常数1. 实验原理电解质溶液的电导率直接受到溶液中电离物种数目的影响。
弱电解质在水中溶解时,只有一部分分子电离,形成正离子和负离子,其它大部分分子不电离,形成未电离的分子。
其电离反应式可表示为:HA ↔ H+ + A-电离度α用来描述电离的程度,定义为分子中电离出的分子数与总分子数之比,即α = (数量浓度C_A-C_H+)/(数量浓度C_A) ×100%电离度α远小于1,根据电荷平衡原理可知,溶液中H+离子浓度与A-离子浓度相等,即C_H+=C_A-αC_A由于电导率υ与电离物种数成正比,可用电导率推算出弱电解质的电离度α,进而计算出电离平衡常数K。
考虑到氢离子的极性较大,对电导率的影响较大,可采用酸度远小于pH 7的甲酸钠溶液作为载体,同时用玻璃电极进行测量,其中甲酸钠是一种正常盐,不会影响弱电解质的电离平衡,且在化学实验室易得。
实验中测量甲酸钠和弱电解质混合溶液的电导率,从而计算出弱电解质的电离度α,再由α计算K。
2. 实验仪器、试剂和材料(1)仪器:电导仪、电极(包括导电电极和比较电极)、玻璃刻度试管。
(2)试剂:硝酸钾(KNO3)、甲酸钠(NaHCOO)、氯化亚铁(FeCl2)、氯化亚锡(SnCl2)。
(3)材料:去离子水。
3. 实验操作(1)测定甲酸钠溶液的电导率:1)取一个清洁干燥的50mL玻璃容器,称取2 g甲酸钠粉末,用少量去离子水加热溶解,再稀释至刻度线。
2)将电导仪用去离子水冲洗干净,测量该溶液的电导率υ,记录实验数据。
(2)测定弱电解质(C5H5N)的电导率及电离度α:2)将电极插入腐蚀液中并用去离子水冲洗干净,插入干净的电极涂上润湿剂,放入容器中。
4)根据弱电解质的计算公式算出该弱电解质的电离度α。
α = (υ - υ0)/(kυ0) ×100%其中,υ0为甲酸钠溶液的电导率,k为弱电解质的摩尔浓度,该值可由载体溶液的浓度、测量容器体积和弱电解质的摩尔质量计算出来。
电导法测定醋酸电离常数一、实验目的1.了解溶液电导、电导率和摩尔电导率的概念;2.测量电解质溶液的摩尔电导率,并计算弱电解质溶液的电离常数。
二、实验原理电解质溶液是靠正、负离子的迁移来传递电流。
而弱电解质溶液中,只有已电离部分才能承担传递电量的任务。
在无限稀释的溶液中可以认为电解质已全部电离,此时溶液的摩尔电导率为Λ∞m,而且可用离子极限摩尔电导率相加而得。
一定浓度下的摩尔电导率Λm与无限稀释的溶液中摩尔电导率Λ∞m是有差别的。
这由两个因素造成,一是电解质溶液的不完全离解,二是离子间存在着相互作用力。
所以,Λm通常称为表观摩尔电导率。
Λm/Λ∞m=α(U++ U-)/(U+∞+ U-∞)若U+= U-,,U+∞=U-∞则Λm/Λ∞m=α式中α为电离度。
AB型弱电解质在溶液中电离达到平衡时,电离平衡常数K aө,起始浓度C0,电离度α有以下关系:AB A+ + B-起始浓度mol/L:C00 0平衡浓度mol/L:C0·(1-α) αC0 αC0K cө=[c(A+)/cө][c(B-)/cө]/[c(AB)/cө]=C0α2/(1-α)=C0Λm2/[cөΛ∞m(Λ∞m-Λm)] 根据离子独立定律,Λ∞m可以从离子的无限稀释的摩尔电导率计算出来。
Λm可以从电导率的测定求得,然后求出K aө。
Λm C0/cө =Λ∞m2K cө/Λm-Λ∞m K cө通过Λm C0/cө~1/Λm作图,由直线斜率=Λ∞m2K cө,可求出K cө。
三、仪器与试剂DDS-11A(T)型电导率仪1台;恒温槽1套;0.1000mol/L醋酸溶液。
四、实验步骤1.调整恒温槽温度为25℃±0.3℃。
2.用洗净、烘干的义形管1支,加入20.00mL的0.1000mol/L醋酸溶液,测其电导率。
3.用吸取醋酸的移液管从电导池中吸出10.00mL醋酸溶液弃去,用另一支移液管取10.00mL电导水注入电导池,混合均匀,温度恒定后,测其电导率,如此操作,共稀释4次。
电离平衡常数k和电离度α的关系公式电离平衡常数k和电离度α的关系公式在化学反应中,电离平衡常数k和电离度α是两个重要的概念。
它们之间存在着一定的关系,本文将深入探讨这个关系,并通过简化的实例来解释这一关系公式。
1. 电离平衡常数k的概念电离平衡常数k是描述化学反应中离子产生的程度的一个指标。
在一个平衡反应中,反应物会生成产物,同时产物也会再转变为反应物。
而电离平衡常数k则表示在平衡态时反应物和产物浓度之间的比例关系。
对于一般的电离平衡反应:aA + bB ↔ cC + dD其电离平衡常数k的表达式可由反应物和产物的物质浓度表示如下:k = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b其中,[A]、[B]、[C]和[D]分别表示反应物A、B和产物C、D的物质浓度。
2. 电离度α的概念电离度α是电离反应中,反应物转化为离子形式的程度。
它表示的是溶液中的溶质分子中有多少被电离成离子的,是一个以百分比(%)表示的数值。
对于单一物质的电离反应,电离度α的表达式可以表示为:α = (电离物质的浓度) / (电解质的浓度)× 100%电解质的浓度是指溶液中所有电离出来的粒子的总浓度。
电离度α可以用来描述强弱电解质的离子化程度。
3. 电离平衡常数k与电离度α的关系公式电离平衡常数k与电离度α之间存在着一定的关系。
通过进一步的推导,可以得到它们之间的关系公式。
对于一元电离反应(仅涉及一个反应物和一个产物):A ↔ C+其电离平衡常数k的表达式可以简化为:k = [C+] / [A] = α这表明在一元电离反应中,电离平衡常数k等于电离度α。
这是因为一元电离反应中,反应物和产物的浓度之比就等于产生的离子与反应物的浓度之比。
对于多元电离反应(涉及多个反应物和产物),由于存在多个物质浓度之间的关系,电离平衡常数k与电离度α的关系则会更加复杂。
4. 个人观点和理解电离平衡常数k和电离度α是描述电离反应的两个重要指标,它们分别从整体和局部的角度衡量了反应的特征。
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弱电解质的电离度和电离平衡常数
在一定条件下的弱电解质达到电离平衡时,已经电离的电解质分子数占原电解质总数(包括电离的没有电离的)的分数。
CH 3COOH CH 3COO -+ H +
α=n (Ac -)n (HAc 原)α=
n (H +)n (HAc 原)
表示方法: 一、电离度
α=
C (Ac -)
C (HAc 原)X 100%
%
100⨯=
分子数
溶液中原来电解质的总已电离的电解质分子数αα=
C (H +-)
C (HAc 原)X 100%
一、有关电离度的计算.
练习:1.某一弱酸HA,达到平衡时,溶液中的弱酸分子数与离子总数之比为:1,求此一元弱酸的电离度. 2.在一定温度下,在100ml 某一元弱酸的溶液中,含有该弱酸的分子数为×1020个,并测得该溶液的C(H +)=1×10-
3mol/L 。
在该平衡体系中,这种一元弱酸的电离度约为 A. 9% B. 10% C. 3% D. %
3. 25℃,L 的HAc 溶液中,每10000个HAc 分子里有132个分子电离成离子。
求该醋酸的电离度
3、电离度的测定方法(见教材76页)
CH3COOH CH3COO -+ H+
纯HAc溶液中,忽略水解离所产生的H+,达到平衡时:
测得已知浓度的HAc的pH ,由pH =-lg c(H+),
计算出c(H+),即可算出α。
5、影响电离度大小的因素
(1)内因—电解质的本性,电解质越弱,电离度越小
(2)外因
①浓度:浓度越稀,电离生成的离子相互间碰撞合成分子的机会越少,其电离度就越大;
②温度:温度越高, 越大
注意:用电离度比较弱电解质的相对强弱时必须在同温同浓度条件下
练习4:在L 的醋酸溶液中, 当CH3COOH H++ CH3COO-已达平衡时,若要使醋酸的电离度减小,溶液中的c(H+)增大,应加入
A. CH3COONa
B. NH3·H2O
C. HCl
D. H2O
4. 电离度的应用:比较弱电解质酸性或碱性的强弱。
练习5:已知在25℃,L的下列弱电解质的电离度分别为:
HF HCOOH NH3·H2O HAc HCN
α % % % % %
则它们的酸性强弱顺序是:
二、有关电离平衡常数的计算.
练习6:在25℃时,L CH3COOH溶液中[ H+]是多少已知Ka=×10-5。
5、影响电离平衡常数大小的因素
(1)内因—电解质的本性,电解质越弱, 电离平衡常数越小。
(2)外因
①浓度:与浓度无关。
②温度:温度越高, 电离平衡常数越大。
5. 电离平衡常数的应用:比较弱电解质酸性或碱性的强弱。
酸HA K
水溶液
中的酸
(25 o C)
练习7.已知25℃时,K HF=×10-4K HCN=×10-10
K HNO2=×10-4K CH3COOH=×10-5
相同浓度的上述溶液中溶质分子浓度最大的是
A、HF
B、HCN
C、HNO2
D、CH3COOH
8、下列阴离子,其中最易结合H+的是()
A、C6H5O-
B、CH3COO-
C、OH-
D、C2H5O-
9、某二元弱酸溶液按下式发生电离H2A H+ +HA—,HA—H+ + A 2— ,已知K1>K2,设有下列四种溶液:
A .L的H2A
B . L的NaHA溶液
C . L的HCl与L的NaHA溶液等体积混合
D.L的NaOH与L的NaHA溶液等体积混合据此,填写下列空白
⑴c(H+)最大的是,最小的是。
⑵c(H2A)最大的是,最小的是。
⑶c(A2—)最大的是,最小的是。
10、足量镁和一定量的盐酸反应,为减慢反应速率,但又不影响H2的总量,可向盐酸中加入下列物质中
的()
A 、MgO
B 、H2O
C 、K2CO3
D 、CH3COONa
11、浓度和体积都相同的盐酸和醋酸,在相同条件下分别与足量CaCO3固体(颗粒大小均相同)反应,下列说法中正确的是
A.盐酸的反应速率大于醋酸的反应速率
B.盐酸的反应速率等于醋酸的反应速率
C.盐酸产生的二氧化碳比醋酸更多
D.盐酸和醋酸产生的二氧化碳一样多
12.同温100mL L的醋酸溶液与10mL 0. 1mol/L的醋酸溶液相比较,下列数值前者大于后者的是
A 中和时所需NaOH的量
B 电离度
C H+的物质的量
D CH3COOH的物质的量
13.下列说法中正确的是
A、电离度大的物质是强电解质
B、弱电解质的电离度随溶液稀释而增大,因此在不断稀释过程中溶液的导电能力不断增强
C、1mL mol/L 氨水与10mL mol/L 氨水中所含OH-离子数目相等
D、1L1 mol/L盐酸中含有1 mol H+
14.将mol/L CH3COOH溶液加水稀释或加入少量CH3COONa晶体时,都会引起
A.溶液的pH增加
B.CH3COOH电离度变大
C.溶液的导电能力减弱
D.溶液中[OH-]减小
15.一定温度下,由水电离的H+和OH-的物质的量浓度之间存在如下关系:
c(H+)·c(OH-)=Kw。
同样,对于难溶盐MA,其饱和溶液中的M+和A-的之间也存在类似关系:c(M+)·c(A-)=K。
现将足量的
AgCl分别放在5mL水、10mL ·L-1MgCl2、·L-1、NaCl和·L-1HCl溶液中溶解达到饱和,各溶液中Ag+浓度的数值,依次为a、b、c、d,它们由大到小的顺序为____ __
16.已知25℃时,NH3·H2O 的K= ×10-5,求L NH3·H2O溶液中[OH-]和pH值。
17.某氨水的pH=a, 其中水的电离度为1;某硝酸的pH=b ,其中水的电离度为2;且a+b= 14,a>11。
将氨水和硝酸等体积混合后,所得溶液中其中水的电离度为3。
相同条件下纯水的电离度为4。
则下列关系中正确的是
(NO3—)>c(NH4+) >c(H+) >c(OH—)
B. 4 >3>2= 1
C.,混合液中c(NH4+) >c(NO3—)>c(OH—)>c(H+)
D 3> 4 > 2 > 1
18、分别将等pH或等物质的量浓度的盐酸和醋酸等体积混合,和Zn反应生成H2的体积随时间(同温、同压下测定)的变化图示如下,其中正确的是()
19、已知8%、%、%分别是同一条件下,同一浓度的三种酸溶液的电离度,若已知有如下反应:
NaCN+HNO2==HCN+NaNO2 NaCN+HF==HCN+NaF,NaNO2+HF==HNO2+NaF,在相同条件下,由此可判断得出的结论是:
A、HF的电离度为8%
B、HNO2的电离度为%
C、HCN的电离度为%
D、HNO2电离度比HCN大,比HF小
家长签字:
龙文教育教务处
1、5%,2b, 3, % 4c, 5. HF> HCOOH> HAc> HCN> NH3·H2O
6、×10-3 mol/L 7b 8d 9(1)ad, (2)cd,(3)da 10bd 11ad 12bc 13d 14a
, 16. ×10-4 mol/L, 17bc 18②19ad。