弱电解质的电离

2024-06-30

弱电解质的电离（精选八篇）

弱电解质的电离篇1

1 实验部分

1. 1 实验原理

弱电解质醋酸,在一定温度下,会在水溶液中达到电离平衡,其电离平衡常数Kc与电离度 α、浓度c之间有如下关系:

平衡时

弱电解质的电离度 α 随着溶液的稀释而增大,对于弱电解质而言,可近似认为溶液的摩尔电导 Λm仅与溶液中离子的浓度成正比,即 α 与 Λm之间有如下关系[7]:

Λ∞为弱电解质的无限稀释摩尔电导( 已知25 ℃时,醋酸的 Λ∞= 0. 03907 s·m2·mol- 1) ,整合( 1) ( 2) 两式可以得到如下关系式:

从式( 3) 可知,如以作图,将得到一条直线,通过直线斜率即可求出电离平衡常数。溶液的摩尔电导 Λm可由电导率 κ 得出:。

1. 2 仪器试剂

仪器: HH -601 型数字恒温水浴锅,上海浦东物理光学仪器厂; DDS - 11A型电导率仪,上海大普仪器有限公司; FA2004 电子天平,上海越平科学仪器有限公司; 碱式滴定管。

试剂: 冰醋酸、邻苯二甲酸氢钾、氢氧化钠( 均为分析纯) 。

1. 3 实验步骤

1. 3. 1 标定醋酸溶液浓度

准确称取在110 ℃干燥2 h并在干燥器中放冷的邻苯二甲酸氢钾三份,用NaOH溶液滴定,计算NaOH溶液浓度。再取25. 00 mL醋酸溶液,用标定好的NaOH溶液滴定,平行测定三次。

1. 3. 2 标定浓度的醋酸溶液电导率的测定

将上述标定浓度的醋酸溶液置于25 ℃ 恒温水浴中恒温10 min,用电导率仪测其电导率,平行测定三次。然后将该溶液依次稀释为原浓度的1/2,1/4,1/8 和1/16,恒温并测其电导率。

1. 3. 3 未标定浓度的醋酸溶液电导率的测定

将未准确标定,浓度约为0. 1 mol·L- 1的醋酸溶液依次稀释为原浓度的1/16,1/32,1/64,1/128,1/256 和1/512,置于25 ℃恒温水浴中恒温10 min,用电导率仪测其电导率,平行测定三次。

2 实验结果及讨论

标定NaOH溶液和CH3COOH溶液的结果列于表1、表2 中。

按步骤1. 3. 2 和1. 3. 3 分别测定醋酸溶液电导率,并将结果作线性拟合,如图1 所示。

据公式( 3) 可知,直线斜率等于KcΛ∞2,由此求得标定浓度的醋酸溶液电离平衡常数Kc= 1. 84 × 10- 5,未标定浓度的醋酸溶液电离平衡常数Kc= 1. 81 × 10- 5,与文献值相比较,相对误差分别为2%和0. 5%。其原因可能是因为醋酸溶液的标定过程步骤繁琐,从而增加了引入误差的机会,而未标定浓度的醋酸溶液,在经过多次高倍稀释以后其近似浓度与实际浓度已相差无几,故结果也很准确,误差甚至更小。在实验中,稀释醋酸溶液显然比标定醋酸溶液要更加简单准确。

3 结论

《弱电解质的电离》教学设计篇2

弱电解质的电离平衡（第二课时）

【学习目标】

1、理解弱电解质电离平衡的建立和电离平衡的特征；

2、掌握影响电离平衡移动的因素；

3、掌握电离平衡常数和电离度的概念，并能用平衡常数讨论弱电解质的电离平衡。

【课前预习】

对于醋酸的电离：CH3COOH CH3COO－+ H+

1)开始时，V电离和 V结合怎样变化？

2)当V电离 = V结合时，可逆过程达到一种什么样的状态？画出V～t图。

【课堂教学】

【交流与讨论】根据预习的V～t图像及已有的化学平衡的知识，请归纳弱电解质的电离平衡的定义和特点。

【交流与讨论】观察课本P61的表格，根据已有的化学平衡常数及转化率的知识，归纳和思考以下四个问题：

（1）电离平衡常数表达式（K）及意义。

（2）影响电离平衡常数大小的因素有哪些？

电离平衡常数与稀溶液的浓度_________，与温度________，一般来说随温度升高，电离平衡常数__________。

（3）电离度α的表达式及意义。

（4）电离度的影响因素有哪些？

【学以致用】

以0.1 mol/L的醋酸溶液为例，当改变下列条件时，下列各项将发生怎样的变化？

平衡移动方向 Ka n（H+） c（H+） α

通入少量氯化氢

加入少量氢氧化钠

升温

加少量醋酸钠固体

加入少量冰醋酸

加水

【总结归纳】影响电离平衡的因素

【课堂巩固】已知NH3 + H2O NH3 H2O NH4+ +OH－

加入物质盐酸 NaOH溶液 NH4Cl溶液加水通入氨气

平衡移动方向

【问题解决】

现有两瓶醋酸溶液，其物质的量浓度分别为1 mol/L和0.1 mol/L，那么这两瓶溶液的氢离子浓度的比值是大于10、小于10、还是等于10 ？

【课后反思】我的问题和收获

★ 《弱电解质的电离》教学设计

★ 电解质教学设计

★ 畏强凌弱成语

★ 徐志摩诗歌《一星弱火》

★ 高中英语语法主谓一致与常见短语

★ 经典常见歇后语

★ 悼词常见各种

★ 社区助残助弱宣传口号

★ 我弱了孩子强了作文

弱电解质电离篇3

1. 判断外界条件改变（如温度，浓度）对弱电解质溶液中离子浓度大小的影响

例1 水中加入下列溶液对水的电离平衡不产生影响的是（）

A.NaHSO4溶液 B.KF溶液

C.KAl（SO4）2 溶液 D.NaI溶液

解析 A项，水中存在电离平衡，加入硫酸氢钠溶液，硫酸氢钠电离出H+，抑制水的电离，平衡向左移动，A项错误；B项，KF是强碱弱酸盐，加入KF能水解形成弱电解质HF，促进水电离，平衡向正方向移动，B项不正确；C项，加入硫酸铝钾，铝离子结合OH-生成难电离物质氢氧化铝，促进水的电离，C项不正确；D项，碘化钠是强酸强碱盐，不会改变c（H+）=c（OH-），水电离平衡不移动，D项正确。

答案 D

2. 有关电离常数含义及特点

例2 下列有关电离常数的说法正确的是（）

A.电离常数：H3BO3

B.相同条件磷酸钠的水解常数：[Kh1>Kh2>Kh3]

C.在常温下，一元弱酸的电离常数越大，对应钠盐的水解常数越大

D.氨水的电离常数表达式为[Kb=cNH+4?cOH-cNH3]

解析硝酸是强酸，不存在电离平衡常数，A项错误；磷酸第一步电离常数最大，第二步电离常数最小，所以，磷酸钠第一步水解常数最大，第三步水解常数最小，B项正确；电离常数越大，说明酸越强，同条件下越弱越水解，所以，对应钠的水解程度越小，C项错误；氨水中一水合氨电离，[Kb=cNH+4?cOH-cNH3?H2O]，D项错误。

答案 B

3. 判断溶液中离子浓度大小变化

例3 改变稀醋酸溶液下列条件使平衡常数增大、[cCOO-cCOOH]增大的是（）

A.加入少量氢氧化钠固体

B.通入少量氯化氢

C.加入少量醋酸铵

D.适当升温

解析加入氢氧化钠，不改变平衡常数，A错误；通入氯化氢，平衡向左移动，平衡常数不变，醋酸根离子浓度减小，B错误；加入醋酸铵，平衡常数不变，C错误；由于弱酸电离都是吸热，升温，平衡向右移动，平衡常数增大，增大，D正确。故答案选D。

4. 根据电离常数大小判断弱电解质电离能力，即判断弱酸的相对强弱，联系复分解反应原理分析

例4 所有钠、钾、铵的磷酸盐都易溶于水；镁、钡、钙的磷酸二氢盐易溶，磷酸盐难溶于水。磷酸一氢钾溶液呈碱性，在K2HPO4溶液中加入下列试剂使溶液呈酸性的是（）

A.氢氧化钠溶液 B.澄清石灰水

C.硝酸钡溶液 D.碳酸氢钠溶液

解析磷酸一氢钾溶液中加入氢氧化钠、氢氧化钙溶液仍然呈碱性，加入硝酸钡发生如下反应：2HPO42-+3Ba2+=Ba3（PO4）2↓+2H+，溶液酸性增强，C正确；碳酸氢钠溶液呈碱性，加入碳酸氢钠溶液，混合溶液仍然呈碱性，D错误。

答案 C

学习时，重点抓住以下几点：（1）从“弱”出发，深度理解弱电解质“部分电离”，书写电离方程式、和离子方程式时弱电解质处理。溶液稀释时pH变化等。（2）学会用假设法分析弱电解质在稀释时离子浓度变化。（3）掌握电离平衡常数表达式以及特点，影响因素。（4）联系水解常数、电荷守恒式等信息能计算电离平衡常数。

1.下列有关电解质的说法正确的是（）

A.盐酸是电解质，蔗糖是非电解质

B.氧化钠溶于水能导电，所以，氧化钠是电解质

C.三氧化硫是非电解质，所以，三氧化硫的水溶液不导电

D.液态醋酸和固态硫酸钠不导电，但它们是电解质

2.下列有关判断错误的是（）

A.弱电解质水溶液存在弱电解质分子

B.强电解质在水中完全电离成离子

C.强电解质可能是共价化合物

D.弱电解质溶液导电性不一定弱

3.下列电离方程式正确的是（）

A.Al2Fe（SO4）4=2Al3++Fe2++4SO42-

B.H2S?2H++S2-

C.NH4HCO3=NH4++H++CO32-

D.M（OH）n=Mn++nOH-

4.在硫化氢溶液中存在电离平衡：H2S?H++HS-，HS-?H++S2-。在硫化氢溶液中加入少量下列物质（不考虑溶液体积变化），硫化氢电离程度减小且c（S2-）增大的是（）

A.次氯酸钠 B.硫酸氢钠

C.硫化钠 D.硫酸铜

5.酸雨中存在电离平衡有H2SO3?H++HSO3-，HSO3-?H++SO32-。下列有关说法错误的是（）

A.常温下，加入蒸馏水稀释酸雨，c（H2SO3）、[c（H+）?c（SO32-）c（HSO3-）]都减小

B.常温下，第一步电离常数K1大于第二步电离常数K2

C.不考虑亚硫酸分解和挥发，适当升温，平衡向右移动，电离常数增大

D.温度不变时，随着酸雨放置时间延长，溶液的酸性增强

6.常温下，弱碱MOH的电离常数K=1.0×10-5。0.1 mol·L-1MOH溶液的pH约为（）

A.8 B.9 C.11 D.12

1～6 DBACAC

弱电解质的电离篇4

这种情况显然难以直接通过勒夏特列原理加以解释说明.究其原因, 在于勒夏特列原理只适用于改变影响化学平衡的“一个”因素, 而加水稀释时CH3COOH、CH3COO-和H+的浓度均减小, 这时改变的并不仅仅是影响化学平衡的“一个”因素, 而是改变影响化学平衡的“多个”因素, 故而在判断平衡移动方向时有一定难度.笔者在教学实践中, 用以下三个不同方法从三个不同的角度对这一问题进行了深入剖析.

解析1:碰撞法.在一定温度下, 对于电离平衡

v (正) =v (离子化) , v (逆) =v (分子化) , 若加水稀释, 则单位体积溶液内CH3COO-和H+数目减少, 阴阳离子碰撞机会减少, v (分子化) 减小, 即v (逆) 减小程度大, 而CH3COOH分子的离解基本不受加水稀释的影响, 即v (正) 不变.最后的结果就是离子结合成分子 (分子化) 的速率小于分子电离成离子 (离子化) 的速率, 即v (逆)

解析3:类比法.在一定温度下, 在一个体积可变的密闭容器内发生可逆反应A (g) B (g) +C (g) 达到平衡, 增大容器体积, 对于反应体系而言, A (g) 、B (g) 和C (g) 的浓度均同倍数减小, 相当于该反应体系压强减小, 平衡向气体分子数增加的方向进行 (即该反应向正向移动) .而醋酸溶液加水稀释时, 对于电离平衡

CH3COOH、CH3COO-和H+的浓度也是同倍数减小, 可类比以上情况, 即将CH3COOH、CH3COO-和H+均看作是气体, 分别相当于A (g) 、B (g) 和C (g) , 加水稀释相当于增大容器体积, 对于该平衡体系而言, 平衡向气体分子数增加的方向进行 (即正向移动) , 且电离度α (CH3COOH) 增大.

这三种解析方法, 分别对应了三个不同的分析角度.

解析1:碰撞法的基础是碰撞理论, 即“反应物微粒间必须相互碰撞才有可能发生反应, 反应速率的大小与单位时间内反应物微粒的碰撞次数成正比”, 结合电离平衡是动态平衡的特点, 从v (正) 和v (逆) 的变化情况着手分析, 通过判断条件改变后v (正) 和v (逆) 的相对大小来判断平衡移动的方向, 这种方法是从平衡移动的本质上解释“越稀越电离”的, 即平衡状态的本质是v (正) =v (逆) , 平衡正向移动的本质是v (正) >v (逆) , 平衡逆向移动的本质是v (正)

解析2:计算法的基础是化学平衡常数, 化学平衡常数K不仅可以通过其大小判断反应进行的程度, 而且通过对浓度商的分析和计算以及与平衡常数K的比较, 判断平衡移动的方向.通过这种解析, 一方面从定量的角度对弱电解质“越稀越电离”做出了说明, 另一方面也加深了学生对于化学平衡常数K这一重要概念的理解.

弱电解质的电离篇5

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第一节弱电解质的电离

一、教学设计

本章引言开门见山地指明了即将进一步研究的知识范围——酸、碱、盐在水溶液中发生的离子反应及其影响因素，并简要揭示了应用这类反应的广泛领域，给人以开阔的视野，感受到天地之间的生态平衡、自然奇观、矿产资源以及许多现代科技的应用都与离子的存在、迁移和物质间的转化有着密切联系。使学生意识到：整个自然界实际就是各类物种相互依存、各种变化相互制约的复杂的平衡体系，而离子平衡就是其中的一个重要方面。这种理念在教学中的贯彻对学生在学习过程中开阔思路、完善知识体系是有帮助的。

从具体知识结构来看，化学平衡、电离平衡、溶解平衡是研究电解质在溶液中发生各种变化的理论基础，而电离理论又是联系化学平衡与溶解平衡的纽带。因此，本节知识对于后续章节的学习有着重要的指导作用。

本节包括两大部分：一是“电解质有强弱之分”；二是“弱电解质的电离过程是可逆的”，并存在着电离平衡。要求学生在已经学过化学平衡理论并了解电解质发生电离和发生离子反应的条件等知识的基础上，进一步学习强电解质和弱电解质的概念，了解强、弱电解质与酸、碱、盐在物质类别方面的联系，及弱电解质的电离平衡以及浓度等条件对电离平衡的影响。

本节教学重点：强、弱电解质的概念和弱电解质的电离平衡。

本节教学难点：弱电解质的电离平衡。

教学建议如下：

1.新课导入。可以依据引言选择几幅有代表性的画面展示自然奇观和科技时事资料，帮助学生了解：为什么说地球上广阔的水域是离子反应广泛存在的先决条件，为什么说离子反应是了解生命过程的基础，以及研究离子反应在现代化工生产和环保建设中有何意义。

2.【实验3-1】的目的是帮助学生建立强电解质和弱电解质的概念，是本课的基本要求，实验中应强调以下知识点：

（1）HCl和CH3COOH都是电解质，在水溶液中都能发生电离；

（2）镁无论是与盐酸还是醋酸反应，其实质都是与溶液中的H+反应；

（3）由于酸液浓度、温度、体积均相同，且镁条的量也相同，因此，实验中影响反应速率的因素只能是溶液中c(H+)的大小，通过对溶液pH的测定也能证实这一点；

（4）对于学习基础较好的学生，可以向他们说明pH的实际意义是指溶液中c(H+）的负对数，以利于学生对盐酸中HCl的完全电离有更为确切的理解。

据此，可通过实验现象得出结论：

（1）由于镁与盐酸反应速率较大，表明同体积、同浓度的盐酸比醋酸溶液中c(H+)大，并由此推断：在水溶液中，HCl易电离，CH3COOH较难电离；

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综合【补充实验3-1-1】和【补充实验3-1-2】的实验可得结论：弱电解质的电离是可逆的，其电离程度可以随着外界条件的改变而改变。因此，弱电解质的电离也与可逆的化学反应一样，它的两种相反的变化趋势最终会达到平衡。即在一定条件下，弱电解质分子电离成离子的速率与其离子重新结合成分子的速率相等，溶液中弱电解质的分子和离子的浓度保持不变，这就是电离平衡。

4.围绕图3-3的教学，可采取先微观后宏观、先具体后抽象的原则，并借助学生已经具备的化学平衡移动原理的知识来实现教学目标。具体过程设计如下：

（1）以少量冰醋酸溶于水形成0.1mol/L溶液为例

①先从微观粒子间的作用分析。当CH3COOH分子进入水中，必然受到水分子的包围，并在水分子的作用下使一部分CH3COOH离解为自由移动的CH3COO-和H+；与此同时，已经电离出的CH3COO-和H+在向四周扩散的过程中，也会有部分重新结合成CH3COOH分子。其过程可表示为：

CH3COOHCH3COO-+H+

②再分别从正向和逆向两个变化过程分析物质浓度对变化速率的影响。

由于醋酸的电离，使c(CH3COOH)不断减小，CH3COOH分子电离速率相应不断降低（即单位时间里，在单位体积内能够发生电离的CH3COOH分子数目不断减少）。

图3-1弱电解质电离过程中正逆反应速率与时间的关系

一方面，由于溶液中c(CH3COO-）和c(H+）的逐渐增大，CH3COO-和H+间的平均距离逐渐减小，离子重新结合成分子的速率就逐渐增大。

经过一段时间后，当醋酸分子发生电离的速率与相应离子结合成分子的速率相等时，其电离过程就达到了平衡状态。

相关变化图象可抽象地表示为图3-1。

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需要说明：弱电解质的电离常数越大，只能说明其分子发生电离的程度越大，但不一定其溶液中离子浓度大，也不一定溶液的导电性强。例如：1mol/LCH3COOH溶液就比0.01mol/LHF（K电离=7.2×10-4）溶液中的c(H+)大。

二、活动建议

【实验3-1】

1.溶液pH的测定，应在加入镁条之前进行，由于其中1mol/L盐酸的pH为0，1mol/L醋酸的pH为2.4。显然，实验中使用pH计测量比较合适。

2.实验中，镁条表面应用砂纸打磨，除去氧化层。该实验只要求学生通过pH的相对大小了解两种溶液中c(H+）的相对大小。得出“溶液中HCl比CH3COOH易电离”的结论。

【实验3-2】

硼酸在水中属于可溶性物质，在常温下，饱和硼酸溶液的浓度约为1mol/L。实验中，可先测饱和硼酸溶液的pH（约等于5），了解其弱酸性，再使其与Na2CO3溶液反应。

三、问题交流

【学与问】

学生通过必修化学1的学习，已经知道电解质在水中都能发生电离，在此基础上，善于思考的学生可能会进一步想到电离程度的问题。这个【学与问】意在启发学生思考，同时引出本节的教学内容——弱电解质的电离。

【思考与交流】

应用化学平衡原理分析弱酸弱碱的电离平衡过程，意在加深学生对化学平衡、电离平衡的理解。要求学生填写的表格与教科书中图3-3表述的是同一件事，其目的是让学生在分析平衡过程的同时学习图示和表格的运用。

1.弱酸电离方程式：HAH++A-

弱碱电离方程式：BOHB++OH-

2.填写下表中的空白

表3-1HA电离过程中体系各粒子浓度的变化

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5.(1)略;

(2)木头中的电解质杂质溶于水中，使其具有了导电性。

(二)补充习题

1.25℃时，50mL0.10mol/L醋酸中存在下述平衡：________________________________

若分别作如下改变，对上述平衡有何影响？

（1）加入少量冰醋酸，平衡将________，溶液中c(H+）将____（增大、减小、不变）；

（2）加入一定量蒸馏水，平衡将________，溶液中c(H+）将（增大、减小、不变）；

（3）加入少量0.10mol/L盐酸，平衡将________，溶液中c(H+）将（增大、减小、不变）；

（4）加入20mL0.10mol/LNaCl溶液，平衡将________，溶液中c(H+）将（增大、减小、不变）。

2.已知CH3COOH分子内的相邻原子间都是以共价键结合的，在水分子作用下，可以电离产生CH3COO-和H+。并且，溶液的导电能力将随着溶液中离子浓度的增大而增强。

向盛有2mL冰醋酸的烧杯中，滴加一定量水使其稀释为0.001mol/L的醋酸溶液，同时测量通过该溶液的电流强度（实验装置如下图所示）。试在下面的坐标图中绘出电流计中指示的电流强度随着加水量增多而发生变化的图象。

参考答案：

1.（1）向电离方向移动，增大；（2）向电离方向移动，减小；（3）向离子结合成分子的方向移动，增大；（4）向电离方向移动，减小。

2.见图。

弱电解质的电离篇6

一、问题提出

在教学过程中，常发现学生关于浓度对弱电解质的电离平衡移动方向与电离度的影响，存在困惑。以醋酸溶液为例，存在醋酸的电离平衡：CH3COOHCH3COO-+H+。加醋酸，醋酸浓度增大，平衡向电离方向移动，电离度减小；加水稀释，醋酸浓度减小，平衡电离方向移动，电离度增大。学生就困惑了：醋酸溶液中醋酸浓度不论是增大还是减小，为什么平衡均向电离的方向移动？是否与勒夏特列原理矛盾？

二、问题解决

1.电离度

醋酸的电离度的改变可以通过定量分析得出结论。假设原醋酸溶液中，各组分的浓度分别为c（CH3COOH）、c（CH3COO-）、c（H+），此温度下，平衡常数为K=。加入纯醋酸或加水稀释后，假设醋酸的电离度不变，即各组分的浓度分别为nc（CH3COOH）、nc（CH3COO-）、nc（H+），此时浓度商为Q==nK。当原醋酸溶液中浓度增大，n>1，即Q>K，假设不成立，平衡左移，醋酸的电离度减小；醋酸浓度减小，n<1，即Q

2.电离平衡移动的方向

我们通过速率—时间图像来表示，就可以快速直观理解，在原醋酸溶液中加入醋酸还是加水稀释，平衡均向电离的方向移动。

通过速率—时间图像可知：原醋酸溶液中加入醋酸，c（CH3COOH）瞬间增大，c（CH3COO-）、c（H+）瞬间不变，即v正瞬间增大，v逆瞬间不变，v正>v逆，平衡向正反应方向（电离方向）移动，如图1所示。在溶液中加入醋酸，相对应的是移走溶液中醋酸，瞬间c（CH3COOH）瞬间减小，c（CH3COO-）、c（H+）瞬间不变，平衡向逆反应方向（结合方向）移动，如图2所示。增大或减小醋酸的浓度，平衡将向能够减弱这种改变的方向移动，符合勒夏特列原理。

原醋酸溶液中加水稀釋，c（CH3COOH）、c（CH3COO-）、c（H+）瞬间均减小，v正瞬间减小，v逆瞬间减小，且v逆减小的幅度更大。v正>v逆，平衡向正反应方向（电离方向）移动，如图3所示。从微粒数目的角度看，醋酸的电离是向微粒数目增大的方向进行。注意：对于有溶剂H2O参与的反应，微粒数目变化时溶剂H2O不作考虑。因此加水稀释，反应物与生成物浓度均减小，平衡向微粒数目增大的方向（电离方向）移动，符合勒夏特列原理。

综上所述，弱电解质的电离平衡体系中，再加弱电解质增大了反应物的浓度，平衡向正反应方向（电离）方向移动，但电离度减小；加水稀释即相当于气相可逆反应中的减压，瞬间各组分浓度均减小，平衡向微粒数目增大的方向（电离方向）移动，电离度增大，符合勒夏特列原理。

编辑谢尾合

弱电解质的电离篇7

强、人为因素引起误差大等问题。Matlab软件[1,3]提供了多种

线性与非线性拟合手段,精确度高,编程语言简单易学,可视性强,接口实现方便,可以很好地进行自动化数据处理。采用Matlab语言进行编程以处理 , 可以避免许多人为因素引起的误差,且编程简单,计算结果与程序所作图形均符合实验要求。

本文以物理化学实验“电导法测定弱电解质的电离平衡

常数”为例[4,5],编写Matlab语言程序,并应用于实验数据处理及图形绘制,展示Matlab在物理化学实验数据处理和图形绘制中简洁、快捷与直观等特点。

1.实验原理

醋酸在溶液中电离达到平衡时,有以下关系

要求电离平衡常数,必须测出一定浓度时的电离度,不同浓度下的电离度可利用电导法测定。

电导G与电导率L之间的关系是:

溶液的摩尔电导率(或当量电导)指把含有1mol电解质的溶液置于相距为1m的两平行板电极之间的电导。以Λm表示, 其单位为S·m2·mol- 1。电导率与摩尔电导率间的关系是:

上式中 ,L的单位为S·m- 1,c为该溶液的浓度 , 单位为mol·m。-3

或写成:

上式中,L的单位为S·cm-1,c为该溶液的浓度 , 单位为mol·L。-1

对于弱电解质溶液来说,电离度可以表示为:

上式中,是电解质溶液在无限稀释时的摩尔电导率。电解质无限稀释的摩尔电导率与离子无限稀释的摩尔电导率的关系是:

离子无限稀释的摩尔电导率可查物理化学数据表得到,如

把(6)式代入(1)式,整理可得:

或

以CΛm对1/Λm作图,其直线斜率为若已知值,可求算KC。

2.实验步骤

(1)调节恒温槽,水温保持25.0±0.1℃。

(2) 按要求接好电导率仪 , 并打开电导率仪开关 , 预热15min。

(3)电导率仪电导池常数的校正(详见“LIDA DDS-W精密电导率仪操作手册”)。

1调节温度补偿旋钮, 使其指示的温度值与溶液温度相同,将仪器测量开关设置校正(温补)档,调节常数校正钮,使仪器显示电导池实际常数值。

2用0.0100 mol·L-1KCl标准溶液荡洗电导池 (包括电极及反应管), 然后取20 m L 0.0100 mol·L-1KCl标准溶液于反应管中,置于恒温槽中恒温不少于10 min,测定该溶液电导率L值。重复2次,计算平均值,并与0.0100 mol·L-1KCl的L=0.1411 S·m-1(由附表查出)进行比较。

3否则,重复上述1、2步,再进行校正,直到满意。

(4)HAc溶液的电导率的测定。

1用移液管从0.0200 mol·L-1HAc溶液中吸出20 m L溶液放入干净的反应管中,将电导池先用电导水荡洗并用滤纸吸干(滤纸切勿触及铂黑! )放入待测液中恒温10 min测量其电导率,重复3次,取平均值。

2再用移液管准确移出20.00 m L上述反应管中的溶液,弃去。再用移液管准确移入20.00 m L电导水,置于上述反应管中,将电导池先用电导水荡洗并用滤纸吸干(滤纸切勿触及铂黑),搅拌均匀后,恒温10 min测定其电导率3次,取平均值。

3—5仿照步骤2的操作,使浓度由大到小,测定不同浓度HAc溶液的电导(率)。

最后倾去反应管中的溶液,放至烘箱或烘干器烘干。电导池用电导水洗净并用滤纸吸干,待用。

3.实验数据记录与实验数据处理

(1)实验数据记录

在25.0℃时,实验测得不同浓度的醋酸水溶液相应的电导率,如下表所示

由(6)式计算得到

(2)设计MATLAB程序处理实验数据和绘制图形

根据前面(4)式和(7)式,设计如下MATLAB程序计算摩尔电导率,并以CΛm对1/Λm作图,拟合直线求出直线斜率、直线方程和电离平衡常数。程序清单如下:

(3)运行结果

在MATLAB 7.0环境下运行得到原始数据散点图形和直线拟合后的图形,然后对图形进行编辑,其方法是:点击Figure界面中主菜单Edit按钮, 跳出一个对话框; 然后点击FigureProperties按钮 ,再用鼠标拖动图形和图题调整到相应位置 ;最后点击对话框中Copy Figurer按钮,将图形拷贝到Word文档中,如图1所示。

运行结果: 斜率为:2.7131e-008; 直线方程:平衡常数:kc=1.7772e-005=1.78×10-5

4.结论

电离与电解质溶液小结篇8

电离是指电解质溶于水或受热熔化时, 离解成自由移动的离子的过程.电离与电解质溶液有着千丝万缕的联系.

一、电离的前提——电解质

电解质是电离的物质基础, 是电离的前提, 只有电解质才能发生电离, 非电解质是不能发生电离的.实验表明, NaCl、NaOH等在溶于水后, 在水分子的作用下发生电离, 生成能够自由移动的水合离子;如果把NaCl、NaOH等固体加热至熔融, 它们也会产生自由移动的离子.我们把这些在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物叫做电解质;把无论在水溶液中还是熔融状态下均不能导电的化合物叫做非电解质.在理解电解质和非电解质的定义时要注意以下几点:

1.电解质和非电解质都是化合物, 单质、混合物既不属于电解质也不属于非电解质.如金属在熔化状态下也能导电, 但它们既不属于电解质也不属于非电解质.

2.只要符合在水溶液里或熔融状态下能导电这两个条件中的一个即为电解质, 不必同时具备两个条件.

3.电解质在水溶液里或熔融状态下能导电, 但电解质本身不一定能导电, 如熔融的氯化钠或氯化钠水溶液都能导电但氯化钠晶体并不导电.

4.水溶液能导电的化合物不一定是电解质, 如SO3、NH3溶于水后, 其水溶液虽然导电, 但SO3、NH3并不是电解质, 因为其水溶液导电是由于SO3、NH3与水反应后生成了H2SO4、NH3·H2O等电解质的缘故, 而不是SO3、NH3本身发生了电离所致.水溶液不能导电的化合物也不一定是非电解质, 如CaCO3、BaSO4难溶于水, 普通装置测不出其水溶液的导电性, 但其溶解的部分是发生了电离的, 且熔化的CaCO3、BaSO4是导电的, 因此CaCO3、BaSO4等化合物仍属于电解质, 而不属于非电解质.

5.大多数酸碱盐和部分金属氧化物都属于电解质;非金属氧化物和大多数有机物都属于非电解质.

二、电离的程度——强电解质、弱电解质

根据电解质在水溶液中电离程度的不同, 我们可以将电解质分为强电解质和弱电解质两大类.在水溶液中完全电离的电解质称为强电解质;在水溶液中不能完全电离的电解质称为弱电解质.

1.从化学键的角度来看, Ba (OH) 2、CaCl2、Al2O3等离子化合物都属于强电解质;H2SO4、HCl、HNO3等部分具有极性键的共价化合物也属于强电解质;H2CO3、CH3COOH、NH3·H2O、H2O等部分共价化合物则属于弱电解质.从物质分类的角度来看, 强酸 (如H2SO4、HCl、HNO3、HBr、HI) 、强碱[如KOH、NaOH、Ba (OH) 2、Ca (OH) 2]、大多数的盐、某些氧化物 (如K2O、Na2O、BaO、Al2O3) 都属于强电解质;弱酸 (如H2CO3、HClO、H2SO3、CH3COOH等) 、弱碱[如NH3·H2O、Al (OH) 3]、水和少数盐[如 (CH3COO) 2Pb]属于弱电解质.

2.强电解质在水中完全电离, 强电解质溶液中的粒子除了水分子外, 只有强电解质电离出来的阴、阳离子, 没有电解质分子.所以, 在离子方程式中强电解质都应拆成离子形式.

弱电解质在水中仅部分电离, 弱电解质溶液中的粒子除了水分子、弱电解质电离出来的阴、阳离子外, 还有弱电解质分子, 而且弱电解质分子的浓度要远大于离子的浓度.所以, 在离子方程式中弱电解质都不能拆成离子形式, 应该保留分子的形式.

3.电解质强弱与电解质的溶解度无关.

CaCO3、BaSO4等物质难溶于水, 即使在饱和溶液中其离子浓度也非常小, 所以几乎不能导电, 但其溶解的部分是完全电离的, 因此, CaCO3、BaSO4等物质是强电解质.

4.电解质的强弱与溶液的导电能力强弱无关 (见下文) .

5.弱电解质溶液于水时, 在水分子的作用下, 弱电解质分子电离出离子, 而离子又可以重新结合成分子.因此, 弱电解质的电离过程是可逆的.在一定条件 (如温度、浓度) 下, 当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合生成分子的速率相等时, 电离过程就达到了平衡状态, 叫电离平衡.

三、电离的结果——导电

常有学生认为化合物通电后才发生电离的.事实正好相反, 导电是化合物电离的结果.电解质在水分子的作用下, 或在熔融状态下发生了电离, 产生了可以自由移动的离子, 从而表现出导电性.

1.由前文知, 水溶液能否导电与是不是电解质无关, 水溶液能导电的化合物不一定是电解质, 水溶液不能导电的化合物不一定就不是电解质.所以, 水溶液能够导电只是化合物电离后的一个表观现象, 只能作为判断是否是电解质的参考因素;而要准确地判断化合物是否是电解质, 应看该化合物在溶于水或熔化状态下自身能否电离出阴阳离子.

2.溶液的导电能力强弱与电解质的强弱无关.溶液的导电性与溶液中自由移动的离子浓度的大小有关, 离子浓度越大溶液的导电能力越强, 而电解质的强弱是根据电解质在水溶液中是否完全电离来区分的, 两者没有必然的联系.浓的弱电解质溶液的导电性可能要比稀的强电解质溶液的导电性强, 如1 mol/L CH3COOH的导电能力比0.01 mol/L HCl强.但在相同条件下, 强电解质溶液的导电性一定比弱电解质强, 如0.01 mol/L HCl的导电能力要强于0.01 mol/L CH3COOH.

四、电离的描述——电离方程式

电离方程式是表示酸碱盐等电解质在溶液中或熔融状态下电离成能够自由移动的离子的式子.

1.强电解质溶液完全电离, 其电离方程式必须用等号来表示, 如HNO3=H++NO-3弱电解质溶液中存在着电离平衡, 其电离方程式必须用可逆号来表示, 如CH3COOHCH3COO-+H+

2.一般认为多元强酸的电离是一次性电离的, 如

H2SO4=2H++SO $_{4}^{2 -}$

而多元弱酸的电离是分步电离的, 如

H2CO3H++HCO-3

HCO-3H++CO $_{3}^{2 -}$

3.书写电离方程式的一般规律如下:

(1) 左边写物质的化学式, 表示物质还未电离, 右边写阴、阳离子符号, 离子符号之间用“+”连接, 表示物质电离所产生的离子.

(2) 电解质溶于水后生成水合离子, 但为了书写的方便, 一般写成简单离子的形式.例如:

HCl=H++Cl-