辽宁中医药大学杏林学院讲稿
课程名称:无机化学
α=
×100%=1.34%
6-2-4 多元弱酸的分步解离
多元弱酸的分步解离 多元弱酸在水溶液中的解离是分步(分级)进行的,平衡时每一级都有一个相应的解离平衡常数。例如,二元弱酸氢硫酸(H2S)在水溶液中就是程度不同地分二步解离,而且其解离是可逆的。达平衡时,溶液中主要存在着两个平衡:
H+ + HS- ; H+ + S2- ;
H2SHS
分级解离常数的相对大小 解离常数逐级减小,这是因为第一步解离出的H+对第二步解离有抑制作用,因此,多元弱酸的强弱主要取决于
的大小;多元酸溶液中H+浓度
主要由第一级解离决定,并且由于第二级解离程度更小,HS-消耗很少,故可认为c(H+)≈c(HS-)
[例6-3] 常温、常压下H2S在水中的溶解度为0.10 mol·L-1,试求 饱和溶液中c(H+)、c(S2-)及H2S的解离度α。其结果如下:
c(H+) = 1.1×10-4 mol·L-1
c(S2-)≈
×cθ = 1.3×10-13 mol·L-1
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解题过程:方法一
解:由于
<<
,
<<
,故可根据第
一级解离平衡计算c(H+)。 设溶液中c(H+)为x mol·L-1
H2S
H+ + HS-
平衡浓度/(mol·L-1) 0.100-x x x ∵ (c/cθ)/∴0.10-x≈0.10
故x2/0.10≈1.1×10-7, x = 1.1×10-4
= 0.10/(1.0×10-7)>500
c(H+)= 1.1×10-4 mol·L-1
c(S2-)可由二级解离平衡计算:
∵
<<
∴c(HS-)≈c(H+)
故c(S2-)≈Kθa(2)cθ = 1.3×10-13 mol·L-1 或方法二
解:利用多重平衡规则,亦可求得H2S溶液中的[c(S2-)]
H+ + HS- H+ + S2-
H2S HS-
= =
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= =
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两式相加得:H2S 即
=
2H+ + S2- ·
= ·
(3.2.8)
式(3.2.8)表明了二元弱酸(H2S)溶液中c(H+)、c(S2-)与未解离c(H2S)之间的关系。常温常压下,H2S饱和溶液中c(H2S)= 0.10 mol·L-1,式(3.2.8)可写成:
c2(H+)·c(S2-)= 0.10
··(cθ)2 mol·L-1
= 0.10×1.1×10-7×1.3×10-13(cθ)2 mol·L-1
即c2(H+)·c(S2-)= 1.4×10-21(cθ)2 mol·L-1 或c(S2-)=
mol·L-1
计算表明:二元弱酸(如H2S)溶液中酸根离子浓度[c(S2-)]近似地等于
,而与弱酸的浓度关系不大。
上式表明,在H2S饱和溶液中c(S2-)与c2(H+)成反比,如果在H2S溶液中加入强酸以增大c(H+),则可显著地降低c(S2-),因此调节H2S溶液的酸度,可有效地控制H2S溶液中c(S2-)。
H2S饱和溶液中硫离子浓度与溶液酸度(pH)之间的关系
在H2S饱和溶液中c(S2-)与c2(H+)成反比,如果在H2S溶液中加入强酸以增大c(H+),则可显著地降低c(S2-),因此调节H2S溶液的酸度,可有效地控制H2S溶
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液中c(S2-)。这一关系在通过形成难溶硫化物实现混合金 属离子的分离方面有着重要的应用。
其他分步电离的体系 除多元弱酸外,多元弱碱如Al(OH)3、中强酸如H3PO4以及少数盐如HgCl2、Hg(CN)2等,在溶液中也是分步解离的。 6-2-5 解离平衡的移动 同离子效应
浓度对弱电解质电离平衡的影响 解离平衡和其它平衡一样,当维持平衡体系的外界条件改变时,会引起解离平衡的移动,其移动规律同样符合吕·查德理原理。 从演示实验看什么是同离子效应? A. 醋酸/醋酸钠体系
1. 采用酸碱指示剂 ──甲基橙 (橙红色) 变色范围 pH:3.1~4.4
红色←──→黄色
2. 随着固体醋酸铵的加入,溶液由红色变为黄色。说明由于强电解质醋酸铵完全解离产生的醋酸根离子,抑制了醋酸的解离。也就是醋酸解离平衡向反应式左边(解离反应的逆反应方向)移动。
B. 氨水/氯化铵体系
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