强、弱电解质概念辨析
时间:2021-10-29 16:02 来源:未知 作者:王笃年 点击:次 所属专题: 弱电解质
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问题1、同样的弱电解质分子,为什么有的电离有的不电离?
“弱电解质只发生部分电离”的说法,只是从宏观上给出的判断.在水溶液中,电解质在H2O分子的作用下不断发生着电离、离子水合的过程。但是,弱电解质的阴离子结合H+的能力很强,它们在溶液中遇到H3O+时,有可能从H3O+中把H+夺取回来,与之重新结合形成弱电解质分子。
在温度、电解质浓度一定的情况下,上述电离过程、离子重新结合形成分子的过程,在速率相等时达到弱电解质的电离平衡.达到电离平衡时,电离和离子结合的过程都在不停地进行,只是从宏观上看,溶液里电解质分子及各种离子的浓度都不再改变了,好像弱电解质只发生了“部分电离”一样,并非有的电离、有的不电离。
问题2、多元弱酸分步电离的方程式为什么不可以合并?多元碱是不是分步电离的?
我们常看到这样的电离方程式:H2CO3⇌H++HCO3-,HCO3-⇌H++CO32-通常不允许把这两步合并书写为H2CO3⇌2H++CO32-因为在通常情况下,第一步电离产生的HCO3-中,只有极少部分会接着发生第二步电离。从数学的角度看,二者相加时,第一步产生的HCO3- 与第二步电离的HCO3- 数目不等,不可能抵消,但在有拉动平衡的因素存在,发生连续电离时,为计算方便,也可以把各级电离方程式进行加和处理。
对于Cu(OH)2等多元弱碱的电离则往往直接写成Cu(OH)2⇌Cu2++2OH-.这种写法是历史沿袭下来的习惯,并不说明多元弱碱就是一次性电离出多个OH-,事实上,Cu(OH)2也是分步电离的:Cu(OH)2⇌Cu(OH)++OH-,Cu(OH)+⇌Cu2++OH-。
问题3、乙醇也能电离出H+,为什么却是非电解质?
科学上约定俗成的认识是,水是最弱的电解质。也可以说,水是衡量化合物是否属于电解质的一个标准。如果一种化合物比H2O容易电离,它就属于电解质的范畴。否则,像C2H5OH、NH3(液氨)等物质,虽然也可以电离出H+,因其电离程度比H2O弱,就属于非电解质了。
问题4、H2O分子中的2个H原子应该是等价的,那它能不能发生第二步电离产生O2-呢?
在中性的H2O分子中,2个H原子是等价的.故H2O发生第一步电离时,2个H+都有电离掉的可能性。但我们要知道,当H2O电离掉1个H+后,剩余的部分(OH-)带有负电荷,要从带负电荷的OH-上再电离掉H+,显然就困难多了,所以,一般不认为水溶液里存在O2-。
问题5、硫酸和高氯酸在水溶液里都完全电离,怎么还会有强弱之分呢?
根据元素周期律,高氯酸的酸性强于硫酸.但电解质理论告诉我们,它们都是强电解质,在水中会完全电离。这如何理解呢?同样,HNO3和HCl也是常见的强酸,那么它们之间的强弱又是怎样的呢?
酸在溶剂分子的作用下发生电离的程度,除了和酸本身的固有性质有关,还与溶剂的性质有关。酸在水溶液中的电离,事实上是溶质分子和溶剂水分子之间争夺质子的过程:HA+H2O=H3O++A-。
在水溶液中,高氯酸、硝酸和盐酸都是强酸,是因为水分子对质子的吸引能力较强,这些质子传递过程都进行得很彻底:
HNO3+H2O=H3O++NO3-,HCl+H2O=H3O++Cl-。
如果换一种结合质子能力相对较弱的溶剂,例如把这些酸溶解在醋酸中,则它们都不能完全电离。
HNO3+CH3COOH⇌CH3COOH2++NO3-,HCl+CH3COOH⇌CH3COOH2++Cl-。
这样,根据它们在醋酸溶剂中电离程度的大小就可以区分其酸性的强弱。经实验测定,HNO3、H2SO4、HClO4等强酸在醋酸溶剂中的酸性强度之比为HNO3∶H2SO4∶HClO4=1∶30∶400。
这种利用溶剂把不同酸的酸性区分开来的效应就叫作“区分效应”,对应的溶剂叫作“区分试剂”。醋酸就是H2SO4和HClO4的区分试剂,而水则是HCl和CH3COOH的区分试剂。
反之,换一种吸引质子能力强的溶剂,例如液氨,在液氨溶剂中,HCl和CH3COOH都能完全电离(发生类似于水溶液里的质子传递过程):
HCl+NH3=NH4++Cl-,CH3COOH+NH3=NH4++CH3COO-.
所以,在液氨溶剂里,HCl、CH3COOH都属于“强酸”,这两种酸被拉到了同一水平,这种效应叫作“拉平效应”,对应的溶剂液氨就是盐酸和醋酸的“拉平试剂”。
同样道理,水是高氯酸、硫酸、盐酸、硝酸的“拉平试剂”。
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