电解质水溶液中水电离出离子浓度的计算
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电解质水溶液中水电离出离子浓度的计算
大体可以分为三种:
酸、碱和盐(盐又分为水中显酸性、碱性和中性的盐)
用到的知识点:
1.水的离子积常数K w=C(H+)·C(OH-)
2.水电离出的C(H+)和C(OH-)永远相等
3.要分清上面提出的几种情况
下面就以常温条件下为例将以上几种情况为例简单计算如下:
一、酸和碱
由于酸和碱对于水的电离具有抑制作用,所以计算酸和碱溶液中水电离出的离子时,一定要找出谁是同离子效应,这种离子主要由酸或者碱电离提供,那么水电离出的离子就只要通过水的离子积计算出另一种离子的浓度即可,计算出这种离子就是水电离出的离子浓度;通常题目设计让计算酸(碱)中水电离出的氢(氢氧根)离子浓度。
例1:常温下,PH=12 的NaOH溶液中水电离出的OH-浓度是多少?
解析:碱中的氢氧根主要由碱电离产生,产生同离子效应,对水的电离有抑制作用,所以水电离的OH-太小所以忽略不计,而氢离子则只由水电离提供;
因此PH=12时,溶液中C(H+)= 10-12mol.L-1,C(OH-)碱= K w/C(OH-)=10-2mol.L-1,
所以溶液中,C(H+)
水=C(OH-)
水
=10-12mol.L-1。
例2:常温下,PH=2 的H2SO4溶液中水电离出的H+浓度是多少?
解析:酸中氢离子主要由酸电离产生,产生同离子效应,对水的电离有抑制作用,水电离的H+太小所以忽略不计,而氢氧根离子则只由水电离提供;
因此PH=2时,溶液中C(H+)= 10-2mol.L-1,为酸电离产生,C(OH-)水= K w/C (H+)=C(H+)
水
=10-12mol.L-1。
二、盐
1.盐如果是强酸强碱盐水溶液和纯水一样都显中性,水电离出来的C(OH-)水=C
(H+)
水
=10-7mol.L-1。
2.如果是强酸弱碱盐水溶液,由于弱碱阳离子水解结合了水电离出来的氢氧根离
子,形成弱碱,促进了水解,从而造成C(OH-)
水<C(H+)
水
,所以显酸性,因
此可以通过计算该盐中的氢离子浓度可计算出水电离出的离子浓度。
3.如果是强碱弱酸盐,由于弱酸阴离子水解结合了水电离出来的氢离子,形成弱
酸,促进了水解,从而造成C(OH-)
水﹥C(H+)
水
,所以显碱性,因此可以通过
计算该盐中的氢氧根离子浓度可计算出水电离出的离子浓度。
例3:常温下,PH=2 的NH4Cl溶液中水电离出的H+浓度是多少?
解析:由于该盐属于强酸弱碱盐,所以显酸性,水电离出的氢离子没用,所以可
通过计算氢离子浓度来计算水的电离情况。所以C(H+)
水= C(OH-)
水=10
-2mol.L-1
例4:常温下,PH=12 的CH3COONa溶液中水电离出的OH- 浓度是多少?
解析:由于该盐属于强碱弱酸盐,所以显碱性,水电离出的氢氧根离子没用,所以可通过计算氢氧根离子浓度来计算水的电离情况。所以C(OH-)
水
= K w/C(H+)=C(H+)水= 10-2mol.L-1。