電離平衡是一種化學(xué)現(xiàn)象,通常發(fā)生在具有極性共價鍵的化合物溶于水中的情況。具有極性共價鍵的弱電解質(zhì)(例如部分弱酸、弱堿)溶于水時,其分子可以微弱電離出離子;同時,溶液中的相應(yīng)離子也可以結(jié)合成分子。一般地,自上述反應(yīng)開始起,弱電解質(zhì)分子電離出離子的速率不斷降低,而離子重新結(jié)合成弱電解質(zhì)分子的速率不斷升高,當(dāng)兩者的反應(yīng)速率相等時,溶液便達(dá)到了電離平衡。此時,溶液中電解質(zhì)分子的濃度與離子的濃度分別處于穩(wěn)定狀態(tài),不再發(fā)生變化。
化學(xué)定義
在一定條件下,弱電解質(zhì)的離子化速率(即電離速率)等于其分子化速率(即結(jié)合速率)。
判斷強(qiáng)弱
① 在相同濃度、相同溫度下,與強(qiáng)電解質(zhì)溶液進(jìn)行導(dǎo)電性對比實(shí)驗;
② 在相同濃度、相同溫度下,比較反應(yīng)速率的快慢;
③ 濃度與pH的關(guān)系;
④ 利用鹽類水解的知識,測定對應(yīng)鹽的酸堿性;
⑤ 采用同離子效應(yīng)的實(shí)驗證明存在電離平衡;
⑥ 利用強(qiáng)酸制備弱酸的方法來判斷電解質(zhì)的強(qiáng)弱;
⑦ 稀釋前后的pH與稀釋倍數(shù)的變化關(guān)系;
⑧ 利用元素周期律進(jìn)行判斷??。
形成條件
溶液中電解質(zhì)電離成離子和離子重新結(jié)合成分子的平衡狀態(tài)。
具體一點(diǎn)說,在一定的條件下(如溫度,濃度),當(dāng)溶液中的電解質(zhì)分子電離成離子的速率與離子重新結(jié)合成分子的速率相等時,電離的過程就達(dá)到了平衡狀態(tài),即電離平衡。
一般來說,強(qiáng)電解質(zhì)不存在電離平衡而弱電解質(zhì)存在電離平衡。
強(qiáng)電解質(zhì)
離子化合物和某些具有強(qiáng)極性鍵的共價化合物如:強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、大部分鹽類。
弱電解質(zhì)
特別:是共價化合物且共價鍵極強(qiáng),屬于弱電解質(zhì)。
示例
弱酸:弱堿:
電離平衡常數(shù)
弱電解質(zhì)在一定條件下電離達(dá)到平衡時,溶液中電離所生成的各種離子濃度以其在化學(xué)方程式中的計量為冪的乘積,跟溶液中未電離分子的濃度以其在化學(xué)方程式中的計量為冪的乘積的比值,即溶液中的電離出來的各離子濃度乘積(c(A)*c(B))與溶液中未電離的電解質(zhì)分子濃度(c(AB))的比值是一個常數(shù),叫做該弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)。這個常數(shù)叫電離平衡常數(shù),簡稱電離常數(shù)。
要注意的是電離平衡常數(shù)只用于弱電解質(zhì)的計算。強(qiáng)電解質(zhì)不適用。
弱電解質(zhì)AXBY水溶液中達(dá)到電離平衡時:
則,
式中[A]、[B]、[AB]分別表示A、B和AB在電離平衡時的物質(zhì)的量濃度。
電離平衡常數(shù)的大小反映弱電解質(zhì)的電離程度,不同溫度時有不同的電離常數(shù)。但電離平衡常數(shù)不受濃度的影響。
在同一溫度下,同一電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)相同,但隨著弱電解質(zhì)濃度的降低,轉(zhuǎn)化率會增大.
推導(dǎo):
原始濃度c 0 0
濃度變化cα cα cα
有
由可得知:弱電解質(zhì)濃度越低電離程度越大。
方向的改變
方程式
在上述反應(yīng)過程中,弱電解質(zhì)分子電離與離子結(jié)合成為分子,二者共同構(gòu)成一組可逆反應(yīng)。常以弱電解質(zhì)分子電離出離子的反應(yīng)方向為正反應(yīng)方向,以離子重新結(jié)合成弱電解質(zhì)分子的反應(yīng)方向為逆反應(yīng)方向。
與化學(xué)平衡一樣,電離平衡是可以因為條件變化(如濃度、溫度、酸堿性等)而移動的,并且也遵循勒夏特列原理。
以下列表歸納了外界條件變化對電離平衡及的影響,這里假設(shè)弱電解質(zhì)AB可以電離成和,且電離過程吸熱,則
為了便于理解,可以參考醋酸的電離平衡,將代入上表的AB,將代入,將代入。
電離平衡示例
弱酸:
電離平衡在同一溫度下,同一電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)相同。但隨著弱電解質(zhì)濃度的降低。轉(zhuǎn)化率會增大.
推導(dǎo):
原始濃度c 0 0
濃度變化cα cα cα
有,c為電解質(zhì)的濃度)
由可得知:弱電解質(zhì)濃度越低電離程度越大.
參考資料 >