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(四) 同离子效应和盐效应
1. 同离子效应
在弱电解质溶液中加入一种有与弱电解质相同离子的强电解质时,弱电解质的电离平衡会受到影响而改变其电离度。
例如在醋酸溶液中加入一定量的醋酸钠时,由于NaAc是强电解质,在溶液中完全电离,使溶液中Ac-离子浓度大大增加,使HAc的电离平衡向左移动,从而降低了HAc分子的电离度,结果使溶液的酸性减弱。
HAc = H+ + Ac- NH3 + H2O = NH4+ + OH-
NaAc → Na+ + Ac- NH4Cl → NH4+ + Cl-
同理,在氨的水溶液中加入NH4Cl时,溶液中NH4+离子浓度相应增加,使电离平衡向左移动,降低了氨的电离度,结果使溶液的碱性减弱。
在弱电解质溶液中,加入与该弱电解质有相同离子的强电解质时,使弱电解质的电离度减小,这种现象叫做同离子效应(com-mnion effct)。
2. 盐效应
在弱电解质溶液中,加入不含共同离子的可溶性强电解质时,则该弱电解质的电离度将会稍微增大,这种影响叫做盐效应(soft effect)。
盐效应的产生,是由于强电解质的加入,增大了溶液中的离子浓度,使溶液中离子间的相互牵制作用增强,即离子的活度降低,使离子结合成分子的机会减少,降低了分子化速度,因此,当体系重新达到平衡时,HAc的电离度要比加NaCl之前时大。
应该指出的是在同离子效应发生的同时,必然伴随着盐效应的发生。盐效应虽然可使弱碱或弱酸电离度增加一些,但是数量级一般不会改变,即影响较小。而同离子效应的影响要大的多。所以,在有同离子效应时,可以忽略盐效应。
(五)、多元弱酸(弱碱)的电离
凡一个分子只电离产生一个H+离子的物质,称为一元酸,例如HAc。凡一个分子电离能产生两个H+离子,称为二元酸。通常二元以上的酸统称为多元酸。
多元酸在水溶液中的电离是分步进行的,并且每一步电离都有其相应的电离常数,体系中多级电离平衡共存。如氢硫酸的电离情况可表示为:
H2S = H+ + HS- Ka1 = 9.1×10-8
HS- = H+ + S2- Ka2 = 1.1×10-12
第二级电离比第一级电离困难得多。其原因有二:(1)带两个负电荷的S2-离子对H+的吸引比HS-离子要强得多;(2)第一步电离出来的H+离子,对第二级电离平衡产生同离子效应,抑制了第二级电离的进行。所以多元弱酸的逐级电离平衡常数是依次减小。多元弱酸溶液中的H+离子,主要考虑第一步电离。
通过计算可以说明
1.多元弱酸因为K1>>K2>>K3, 因此H+离子浓度主要决定与第一步电离。计算多元弱酸溶液的[H+]时,可以当作一元弱酸来处理。当C/Ka1≥400时,亦可作近似计算。
2.多元弱酸根浓度很小,工作中需要浓度较高的多元弱酸酸根离子时,应该使用该酸的可溶性盐类。例如,需用较大浓度的S2-离子时,可选用Na2S、(NH4)2S或K2S等。
3.当二元弱酸K1>>K2时,酸根离子浓度近似等于第二级解离的电离平衡常数。
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