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质子守恒[精彩]

2017-09-27 6页 doc 147KB 36阅读

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质子守恒[精彩]质子守恒[精彩] 电解质溶液中的守恒关系及其应用 一. 电荷守恒(又称溶液电中性原则):指溶液必须保持电中性,所有阳离子带的电荷总数等于所有阴离子的带电荷总数。 如浓度为cmol/L的NaCO溶液中,其电荷守恒为: 23 ? 二. 物料守恒:指某些特征性原子是守恒的。如在NaCO溶液中无论碳原子23 以什么形式存在,都有。物料守恒实质上是物质守恒在化学溶液中的另一表达形式,即指化学变化前后各元素的原子总数守恒。 如在浓度为cmol/L的NaCO溶液中,中碳原子守恒式为:23 根据Na元素与C元素物质的量之比为2:...
质子守恒[精彩]
质子守恒[精彩] 电解质溶液中的守恒关系及其应用 一. 电荷守恒(又称溶液电中性原则):指溶液必须保持电中性,所有阳离子带的电荷总数等于所有阴离子的带电荷总数。 如浓度为cmol/L的NaCO溶液中,其电荷守恒为: 23 ? 二. 物料守恒:指某些特征性原子是守恒的。如在NaCO溶液中无论碳原子23 以什么形式存在,都有。物料守恒实质上是物质守恒在化学溶液中的另一表达形式,即指化学变化前后各元素的原子总数守恒。 如在浓度为cmol/L的NaCO溶液中,中碳原子守恒式为:23 根据Na元素与C元素物质的量之比为2:1,则有: 故 ? 三. 质子守恒:即酸碱反应达到平衡时,酸(含广义酸)失去质子()的总数等于碱(或广义碱)得到的质子()总数。这种得失质子()数相等的关系就称为质子守恒。怎样正确写某盐溶液中的质子守恒关系呢,较简便而迅速的方法和步骤是:(1)写出水电离反应式;(2)写出溶液中主要型体的与质子()得失有关的反应式。怎样确定谁是与质子得失有关的主要型体(或行为主体)呢,这很简单。例如在NaCO溶液中,23 不参与质子的得失不予考虑,与质子得失有关的行为主体就是;同理,如在NaHCO和在NaHPO溶液中,与质子得失有关的行为主体就必然分别是324 和。(3)根据上述反应式建立质子守恒式。通常我们讨论的是强碱弱酸盐溶液,其质子守恒式的形式为:(得到质子的物质)(失去质子的物质) 等式左边是溶液中的实际浓度,它全部由水电离出来。等式右边第一项是溶液中的实际浓度,第二项表示谁得到质子(消耗了由水电离出的)就要进行补偿,第三项表示谁失去质子(额外生成了)就要从中扣除。故有等式,(得到质子物质)(失去质子的物质),,c(水电离出的)。所以上述质子守恒公式的意义是由水电离出的数目(或浓度)永远等于由水电离出的的数目(或浓度),这是对质子守恒的另一角度的表述。 操作实例:1. 在NaCO溶液中:(1)存在HO;(2)行为232 主体的质子数得失反应有和 ;(3)即可推出其质子守恒式为 ? 想一想,为什么式中前的系数是“,2”,答:由第(2)步反应式可知每生成1倍HCO的同时要消耗2倍于此数的,故应对等式右边的23 补偿2倍; 2. 在NaHPO溶液中:(1);(2)主体的质24 子得失反应有,, ;(3)其质子守恒式为 。为什么此质子守恒式中 前的系数为“,2”呢,能回答此问者,对此方程即已基本掌握。 应该注意:(1)上述三个守恒关系式中只有两个是独立的,即已知其中任意两个便可导出第3个来。所以质子守恒式可由溶液的电中性式和物料守恒式联立(消去不参加质子得失的如、等)导出,例如上述?式,?式,?式。这也是正确书写质子守恒式的另一方法(间接、费时一点而已)。 在选择的各选项关系式中,只要出现有弱电解质(常为弱酸)的分子浓度,通常即可用物料守恒式或质子守恒式去考察其正确与否。 例题:在溶液中,下列有关粒子浓度的关系式中正确的是( ) A. B. C. D. 解析:根据溶液电中性原则有 ,A项错;根据物料守恒碳元素存在形式,B项正确;NaHCO溶液显碱性,c项错;溶液的质子守恒式为3 ,D项正确。为B、D。 高中阶段虽然讲质子守恒,可是其应用却并不多,而且多数情况下质子守恒式也可以由电荷守恒和物料守恒联立得出。但是,质子守恒也不总能由电荷守恒和物料守恒式联立得出。鉴于最近好多人问有关质子守恒的问题,在此简要讲一下如 何由已知体系直接书写质子守恒式。 写质子守恒的基本方法是:“得质子产物=失质子产物”,“得或失几个质子,系数为几”。这里再说一个基础问题:质子就是氢离子(H+),而溶液中存在的氢离子严格来说是水合氢离子(H3O+),我们写成H+只是为了方便书写。以下用H3O+表示溶液中的氢离子。 例:书写稀氨水溶液的质子守恒式。 解:首先,要找全这个体系中所存在的一切微粒,它们是:H3O+、OH-、NH4+、NH3?H2O(NH3)、H2O 第二步,以NH3?H2O(其实就是NH3和H2O)溶液为准,观察上述微粒与NH3?H2O(NH3)的关系,比如,H3O+是H2O得到一个质子后形成的产物,同理NH4+是NH3得到一个质子后形成的产物,而OH-则是H2O失去一个质子所形成的产物。剩下的几个微粒,以NH3和H2O为基准来看,不是得质子的也不是失质子的产物,那么它们就不出现在质子守恒式中。 第三步,根据“得质子产物=失质子产物”,“得或失几个质子,系数为几”的原则,列出守恒式:[NH4+] + [H3O+] = [OH-] 这就是氨水溶液的质子守恒,我们发现,它的质子守恒其实就是电荷守恒。这种情况在某些体系中会经常出现的,比如以后要讲的缓冲体系,也是这个情况。 例:书写乙酸钠溶液的质子守恒式。 解:以CH3COONa和H2O为准,找到得质子产物CH3COOH、H3O+,失质子产物OH- 守恒式:[CH3COOH] + [H3O+] = [OH-] 例:书写碳酸钠溶液的质子守恒式。 解:以Na2CO3和H2O为准,找到得质子产物HCO3-、H3O+、H2CO3,失质子产物OH-,注意 得两个质子的产物,系数为2,因此 H2CO3是CO32- 守恒式:2[H2CO3] + [HCO3-] + [H3O+] = [OH-] 例:书写碳酸氢钠溶液的质子守恒式。 解:以NaHCO3和H2O为准,找到得质子产物H3O+、H2CO3,失质子产物OH-、CO32- 守恒式:[H2CO3] + [H3O+] = [OH-] + [CO32-] 8 例:刚才XCC 问的NH4H2PO4,我们来看看如何书写的。 以NH4H2PO4和H2O为准,得质子产物为H3PO4、H3O+,失质子产物为OH-、NH3、HPO42-、PO43-,这里只有PO43-是H2PO4-是失去两个质子的产物,前面系数为2 所以,守恒式[H3O+]+[H3PO4]=[NH3]+[HPO42-]+2[PO43-]+[OH-] XCC明白了否, 以上所讨论内容,都是单一物质溶液。下面要讲述缓冲体系溶液。涉及缓冲体系,大家得先明白什么是缓冲体系。为避免歪楼,我就不详细讲了,大家可以去看下 酸碱质子理论中,共轭酸碱对的问题。了解之后,再来学习我讲的内容。 例:书写CH3COONa和CH3COOH混合溶液的质子守恒式,CH3COONa和CH3COOH的物质的量浓度相同。 解:这是再常见不过的一个体系了,多少人曾经问过他的质子守恒问题,,前两天有个孩子问我,我没时间给他讲。在此安抚他一下吧。@zhushawulei 对于缓冲体系,我们要以生成这个缓冲体系的物质为准。比如CH3COONa和CH3COOH的混合溶液,我们可以看成NaOH和CH3COOH以2:1比例混合之后的结果。因此,我们以NaOH、CH3COOH和H2O为准。找到得质子产物H3O+、Na+(Na+可以看成NaOH + H+ = Na+ + H2O,因此作为得质子产物处理)和失质子产物OH-、CH3COO-,那么质子守恒式就是:[CH3COO-] + [OH-] = [H3O+] + [Na+],我们又发现,这个体系的质子守恒,也是其电荷守恒。这回zhushawulei同学明白了吗,
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