《2019高考化学一轮复习:弱电解质的电离》
在化学领域,弱电解质的电离是理解溶液性质和反应机理的重要知识点。强电解质和弱电解质是电解质分类的两大类别。强电解质,如强酸、强碱和大部分盐,在溶液中完全电离,其电离方程式用等号(=)表示;而弱电解质,如弱酸、弱碱和水,在溶液中仅部分电离,电离方程式用可逆号(⇌)表示。
以碳酸为例,它是多元弱酸,电离过程分步进行,第一步电离程度远大于第二步,即H2CO3 → H+ + HCO3-,HCO3- → H+ + CO32-。同样,多元弱碱如氢氧化铁的电离则一步完成,Fe(OH)3 → Fe3+ + 3OH-。
弱电解质的电离平衡有其特定的特性:平衡建立后,电离过程和离子重新结合成分子的过程处于动态平衡。电离平衡受到多种因素影响:
1. 温度:升高温度,电离平衡向右移动,电离程度增大。
2. 浓度:稀释溶液,平衡向右移动,但由于总体离子数减少,电离程度增大但离子浓度减小。
3. 同离子效应:加入与弱电解质具有相同离子的强电解质,平衡向左移动,电离程度减小。
4. 添加与电离出的离子反应的物质:平衡会向能消耗该离子的方向移动,电离程度相应变化。
电离平衡遵循勒夏特列原理,即系统会倾向于向减少外力影响的方向移动。例如,对于CH3COOH的电离平衡CH3COOH ⇌ H+ + CH3COO-,加水稀释时,平衡向右移动,虽然H+浓度减小,但电导能力并不会显著增强,因为Kw=c(H+)·c(OH-)保持不变,c(OH-)会增大。
在实际应用中,需要根据这些原则分析问题。例如,稀释醋酸时,虽然总离子浓度降低,但溶液中的c(OH-)会增加以维持水的离子积常数Kw不变。同样,添加醋酸或与H+反应的物质如NaOH,都会导致平衡向右移动,但具体离子浓度的变化需要根据平衡移动的方向和程度来判断。
理解和掌握弱电解质的电离平衡及其影响因素,对于解决化学问题特别是与溶液相关的实验和理论分析至关重要。这不仅涉及高中化学考试,也是大学化学课程的基础内容,对于进一步学习化学反应动力学、电化学等领域有着深远影响。