离子三大守恒定律
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电荷守恒--即溶液永远是电中性的,所以阳离子带的正电荷总量=阴离子带的负电荷总量。
例:NH4Cl溶液:c(NH4+)+ c(H+)= c(Cl-)+ c(OH-)
写这个等式要注意2点:
1)要判断准确溶液中存在的所有离子,不能漏掉。
2)注意离子自身带的电荷数目。
如:
Na2CO3溶液:c(Na+)+ c(H+)= 2c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(OH-)
NaHCO3溶液:c(Na+)+ c(H+)= 2c(CO32-) + c(HCO3-)+ c(OH-)
NaOH溶液:c(Na+) + c(H+) = c(OH-)
Na3PO4溶液:c(Na+) + c(H+) = 3c(PO43-) + 2c(HPO42-) + c(H2PO3-) + c(OH-)
总结:电荷守恒式即溶液中所有阳离子的物质的量浓度与其所带电荷数乘积之和等于所有阴离子的物质的量浓度与其所带电荷数乘积之和。
2、物料守恒--溶液中某一组分的原始浓度等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和,也就是元素守恒,即变化前后某种元素的原子或原子团个数守恒。物料守恒实际属于原子个数守恒和质量守恒。
例:
NH4Cl溶液:化学式中N:Cl=1:1,即得到,c(NH4+)+ c(NH3•H2O) = c(Cl-)
Na2CO3溶液:Na:C=2:1,即得到,c(Na+) = 2c(CO32- + HCO3- + H2CO3)
NaHCO3溶液:Na:C=1:1,即得到,c(Na+) = c(CO32-)+ c(HCO3-) + c(H2CO3)
写这个等式要注意,把所有含这种元素的粒子都要考虑在内,可以是离子,也可以是分子。
3、质子守恒——即H+守恒,溶液中酸失去H+总数等于碱得到H+总数,利用物料守恒和电荷守恒推出。
1)Na2CO3溶液:
水电离出的c(H+)=c(OH-),在碳酸钠水溶液中水电离出的氢离子以H+、HCO3-、
H2CO3三种形式存在。所以
c (OH-)= c(HCO3-) + 2c(H2CO3) + c(H+)水电离出的c(H+)=c(OH-)
在碳酸钠水溶液中水电离出的氢离子以(H+,HCO3-,H2CO3)三种形式存在,其中1mol碳酸分子中有2mol水电离出的氢离子
所以c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)
此外质子守恒也可以用电荷守恒和物料守恒两个式子相减而得到(电荷守恒-物料守恒=质子守恒)
2)NaHCO3溶液
方法一:由电荷守恒和物料守恒联立得到。
C(H+)+C(Na+)=C(HCO3-)+2C(CO32-)+C(OH-) 这个式子叫电荷守恒
C(Na+)=C(HCO3-)+ C(CO32-)+C(H2CO3) 这个式子叫物料守恒
两式相减得:
C(H+)+C(H2CO3)=C(CO32-)+C(OH-