电解质溶液中的守恒与粒子浓度的大小比较
河北省宣化县第一中学 栾春武 邮编 075131
栾春武:中学高级教师,张家口市中级职称评委会委员。河北省化学学会会员。市骨干教师、市优秀班主任、模范教师、优秀共产党员、劳动模范、县十佳班主任。
一、溶液中的“三个守恒”
(1)电荷守恒:即电解质溶液中所有阳离子所带的正电荷总数等于所有阴离子所带的负电荷总总数。如NaHCO3溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HCO33-)+2c(CO32-)+c(OH-),根据电荷守恒可以准确、快速地解决电解质溶液中许多复杂的离子浓度问题。
(2)物料守恒:是指物质发生变化前后,有关元素的存在形式不同,但元素的种类和原子的数目在变化前后保持不变,如在电解质溶液中,粒子可能发生电离或水解,但变化前后其中某种元素的原子个数守恒。如0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中:c(Na+)=c(HCO33-)+c(CO32-)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1,根据物料守恒可准确、快速地解决电解质溶液中复杂离子、分子、物质的量浓度或物质的量的关系。
(3)质子守恒:是指在电离或水解过程中,会发生质子(H+)转移,但质子转移过程中其数量保持不变。如在电解质溶液中,由于电离、水解等过程的发生,肯定存在质子(H+)的得失,但得到的质子数等于失去的质子数。
如NaHCO3溶液中:
因此: c(CO32-)+(OH-)=c(H2CO3)+c(H+)。
再如Na2CO3溶液中:
因此: (OH-)=2c(H2CO3) + c(HCO3-) + c(H+)。
另外,将溶液中中的电荷守恒式和物料守恒式相联立,通过代数运算,也可推出该溶液中的质子守恒式。
二、溶液中离子浓度的大小关系