电离平衡

发生在化合物溶于水中的现象

电离平衡是一种 化学 现象,通常发生在具有 极性 共价键 的化合物溶于水中的情况。具有极性共价键的弱 电解质 (例如部分 弱酸 、 弱碱 )溶于水时,其分子可以微弱 电离 出离子;同时,溶液中的相应离子也可以结合成分子。一般地,自上述反应开始起,弱电解质分子电离出离子的 速率 不断降低,而离子重新结合成弱电解质分子的速率不断升高,当两者的反应速率 相等 时,溶液便达到了电离平衡。此时,溶液中电解质分子的浓度与离子的浓度分别处于稳定状态,不再发生变化。

化学定义

在一定条件下,弱 电解质 的离子化速率(即电离速率)等于其分子化速率(即结合速率)。

判断强弱

① 在相同浓度、相同温度下,与强 电解质 溶液进行导电性对比实验;

② 在相同浓度、相同温度下,比较反应速率的快慢;

③ 浓度与pH的关系;

④ 利用盐类 水解 的知识,测定对应盐的酸碱性;

⑤ 采用同离子效应的实验证明存在电离平衡;

⑥ 利用强酸制备 弱酸 的方法来判断电解质的强弱;

⑦ 稀释前后的pH与稀释 倍数 的变化关系;

⑧ 利用元素周期律进行判断  。

形成条件

溶液中 电解质 电离 成离子和离子重新结合成分子的平衡状态。

具体一点说,在一定的条件下(如温度,浓度),当溶液中的 电解质 分子电离成离子的 速率 与离子重新结合成分子的速率 相等 时,电离的过程就达到了平衡状态,即电离平衡。

一般来说,强电解质不存在电离平衡而弱电解质存在电离平衡。

强电解质

离子化合物 和某些具有强极性键的 共价化合物 如:强酸 、 强碱 、大部分盐类 。

弱电解质

有具有极性键的共价化合物如: 弱酸 、 弱碱 、水

特别: 是共价化合物且 共价键 极强,属于弱 电解质 。

示例

弱酸: 弱碱:

电离平衡常数

弱电解质在一定条件下 电离 达到平衡时,溶液中电离所生成的各种离子浓度以其在 化学方程式 中的计量为幂的乘积,跟溶液中未电离分子的浓度以其在化学方程式中的计量为幂的乘积的比值,即溶液中的电离出来的各离子浓度乘积(c(A)*c(B))与溶液中未电离的电解质分子浓度(c(AB))的比值是一个 常数 ,叫做该弱电解质的电离平衡 常数 。这个常数叫电离平衡常数,简称电离常数。

要注意的是电离平衡常数只用于弱 电解质 的计算。强电解质不适用。

弱电解质AXBY 水溶液 中达到电离平衡时:

则,

式中[A]、[B]、[AB]分别表示A、B和AB在电离平衡时的物质的量浓度。

电离平衡 常数 的大小反映弱电解质的电离程度,不同温度时有不同的电离常数。但电离平衡 常数 不受浓度的影响。

在同一温度下,同一电解质的电离平衡常数相同,但随着弱电解质浓度的降低,转化率会增大.

推导:

原始浓度c 0 0

浓度变化cα cα cα

有

由 可得知:弱电解质浓度越低 电离 程度越大。

方向的改变

方程式

在上述反应过程中,弱电解质分子电离与离子结合成为分子,二者共同构成一组可逆反应。常以弱电解质分子电离出离子的反应方向为正反应方向,以离子重新结合成弱电解质分子的反应方向为逆反应方向。

与 化学平衡 一样,电离平衡是可以因为条件变化(如浓度、温度、酸碱性等)而移动的,并且也遵循勒夏特列原理。

以下列表归纳了外界条件变化对电离平衡及 的影响,这里假设弱 电解质 AB可以电离成 和 ,且电离过程吸热,则

为了便于理解,可以参考醋酸 的电离平衡,将 代入上表的AB,将 代入 ,将 代入 。

电离平衡示例

弱酸 :

电离平衡在同一温度下,同一电解质的电离平衡 常数 相同。但随着弱电解质浓度的降低。转化率会增大.

推导:

原始浓度c 0 0

浓度变化cα cα cα

有 ,c为 电解质 的浓度)

由 可得知:弱电解质浓度越低 电离 程度越大.