大家好,我們今天要學習的内容是電離平衡常數。
在前面的課程當中,我們為大家介紹了電離平衡和化學平衡是相似的,當弱電解質的電離達到平衡的時候,各組分的濃度之間它們是存在着一定的關系的。以一元弱酸或者是一元弱堿為例,我們可以得到ka和kb,用它們去表示電離平衡常數。從表達式當中我們也能夠看到,還是和化學平衡常數一樣,用生成物離子濃度的幂之積除以反應物濃度的幂之積,這是一元弱酸和一元弱堿為例來進行舉例說明的它的意義。k a或者是kb越大,那它代表着離子濃度也是必然增大,就說明這種電解質是比較容易電離的。
我們來探讨影響弱電解質電離常數的一個因素。内因是它弱電解質本身的特性,比如電解質越弱,k和kb就會越小,那越難電離,酸性或者是堿性也會越弱。從表格當中我們看到,這兩種酸,k越小代表它酸性越弱,越難電離。而外因呢是隻與溫度相關,溫度越高,k a或者是k b是越大。
教材當中為我們展現了一道例題,具體來講解電離常數的計算,以至在一定的溫度下,物質的量、濃度為零點二摩爾每升的氨水中,達到電離平衡時,已電離的氨水濃度給出來了,讓我們求這該溫度下它的電離常數kb。這裡給大家展示一下分析思路,還是用到我們前面課程講到的三段式,而且要重點地去關注平衡常數的表達式,三段式起始濃度、變化濃度和平衡濃度。
平衡常數表達式用到的是平衡的時候,生成物濃度的幂之積比上反應物濃度的幂之積。從而算得kb的數值。剛剛是一元弱酸或者是一元弱堿的例子,那麼多元弱酸或者是多元弱堿在水中的電離是分布進行的。例如碳酸是一個二元弱酸,它的電離方程式要分兩步來寫,其原因就在于我們在表征多元弱酸或者是多元弱堿的電離常數的時候,也要關照到他們的分布填寫的過程。比如我們可以用ka1、k a2或者是kb1、kb2來加以區别。例如碳酸的第一步電離和第二步電離其實是有很大的差别的。對于同一種多元弱酸或者是多元弱堿而言,第一步的電離常數會遠遠地大于第二步的電離常數。
所以我們在比較多元弱酸或者多元弱堿酸性或者是堿性的時候,通常隻考慮第一步電離,因為第二步電離實在是太小了,是忽略不計的。這裡為大家拓展一下,重點解釋為什麼多元弱酸的分步電離一步比一步難。第一個原因是一級電離入氫離子之後,剩下的酸根因離子會帶負電荷,它會增加了氫離子的吸引力,使得第二個氫離子電離要困難得多。第二個就是上一級電離處的氫離子對下一級電離會有一個抑制的作用,大家了解即可。
講到這裡的時候,我們不得不再重提,電離方程式的書寫要有很多的注意事項給大家總結一下。比如如弱電解質、一元弱酸和一元弱堿的電離,我們很容易寫出,但是多元弱酸和多元弱堿一定記得,尤其是多元弱酸要分布寫。提到多元弱堿的時候,因為更複雜,但是在中學階段我們會要求一步寫出即可,比如氫氧化銅或氫氧化鐵,在書寫他的定理、方程式的時候,一步寫出即可。酸式鹽我們在前面的課程當中沒有為大家介紹過,例如硫酸氫鈉,它的電離方程式要和碳酸氫鈉的電離方程式進行比對,會發現硫酸是強酸,而碳酸是弱酸,因此在水溶液中兩者的電離方程式是有差别的,這是一個易錯點,也是一個常考點,希望大家能夠掌握到位。
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