《化學(xué)-三大守恒定律》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《化學(xué)-三大守恒定律(2頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、對于溶液中微粒濃度(或數(shù)目)的比較,要遵循兩條原則:
一是電荷守恒,即溶液中陽離子所帶正電荷總數(shù)等于陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù);
二是物料守恒,即溶液中某一組分的原始濃度應(yīng)該等于它在溶液中各種存在形式的濃度之和。(物料守恒實(shí)際屬于原子個數(shù)守恒和質(zhì)量守恒。)
★電荷守恒
1. 化合物中元素正負(fù)化合價代數(shù)和為零
2.溶液呈電中性:所有陽離子所帶正電荷總數(shù)等于陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)
3.除六大強(qiáng)酸,四大強(qiáng)堿外都水解,多元弱酸部分水解。產(chǎn)物中有部分水解時產(chǎn)物
4.這個離子所帶的電荷數(shù)是多少,離子前寫幾。
例如:NaHCO3:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(C
2、O32-)
★物料守恒
物料守恒可以理解為原子守恒的另一種說法,即“任一化學(xué)反應(yīng)前后原子種類(指原子核中質(zhì)子數(shù)相等的原子,就是元素守恒)和數(shù)量分別保持不變”。
⒈ 含特定元素的微粒(離子或分子)守恒
⒉ 不同元素間形成的特定微粒比守恒
⒊ 特定微粒的來源關(guān)系守恒
【例1】在0.1mol/LNa3PO4溶液中:
根據(jù)P元素形成微??偭渴睾阌校?
c[PO43-]+c[HPO42-]+c[H2PO4-]+c[H3PO4]=0.1mol/L
根據(jù)Na與P形成微粒的關(guān)系有:
c[Na+]=3c[PO43-]+3c[HPO42-]+3c[H2PO4-]+3c[H3PO4]
根據(jù)H2O
3、電離出的H+與OH-守恒有:c[OH-]=c[HPO42-]+2c[H2PO4-]+3c[H3PO4]+c[H+]
【例2】以NaHCO3溶液為例
若HCO3-沒有電離和水解,則c(Na+)=c(HCO3-)
現(xiàn)在HCO3-會水解成為H2CO3,電離為CO32-(都是1:1反應(yīng),也就是消耗一個HCO3-,就產(chǎn)生一個H2CO3或者CO32-),那么守恒式中把Na+濃度和HCO3-及其產(chǎn)物的濃度和畫等號(或直接看作鈉與碳的守恒):
即c(Na+) == c(HCO3-) + c(CO32-) + c(H2CO3)
【例3】在0.1mol/L的H2S溶液中存在如下電離過程:(均為可逆反應(yīng))
4、
H2S=(H+) +(HS-)
(HS-)=(H+)+(S2-)
H2O=(H+)+(OH-)
可得物料守恒式c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)==0.1mol/L, (在這里物料守恒就是S元素守恒--描述出有S元素的離子和分子即可)
【例4】Na2CO3溶液的電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒
電荷守恒
c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)
上式中,陰陽離子總電荷量要相等,由于1mol碳酸根電荷量是2mol負(fù)電荷,所以碳酸根所帶電荷量是其物質(zhì)的量的2倍。
物料守恒
c(Na+)是碳酸根離子物質(zhì)的量的2倍,電離水解后,碳酸根以三種形
5、式存在所以
c(Na+)=2[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)]
質(zhì)子守恒
水電離出的c(H+)=c(OH-)
在碳酸鈉水溶液中水電離出的氫離子以(H+,HCO3-,H2CO3)三種形式存在,其中1mol碳酸分子中有2mol水電離出的氫離子
所以c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)
此外,質(zhì)子守恒也可以用電荷守恒和物料守恒兩個式子相減而得到。即:
電荷守恒-物料守恒=質(zhì)子守恒
★質(zhì)子守恒
質(zhì)子守恒就是酸失去的質(zhì)子和堿得到的質(zhì)子數(shù)目相同。
守恒式可由酸堿質(zhì)子理論得到。
如在NaHCO3 溶液中
原始物種:HCO3-,H2O
6、消耗質(zhì)子產(chǎn)物H2CO3,產(chǎn)生質(zhì)子產(chǎn)物CO32-,OH-
c(H+)=c(CO32-)+c(OH-)-c(H2CO3)即c(H+)+c(H2CO3)=c(CO32-)+c(OH-)
關(guān)系:剩余的質(zhì)子數(shù)目=產(chǎn)生質(zhì)子的產(chǎn)物數(shù)目-消耗質(zhì)子的產(chǎn)物數(shù)目
又如NaH2PO4溶液
原始物種:H2PO4-,H2O
消耗質(zhì)子產(chǎn)物:H3PO4,產(chǎn)生質(zhì)子產(chǎn)物:HPO42-(產(chǎn)生一個質(zhì)子),PO43-(產(chǎn)生二個質(zhì)子),OH-
∴c(H+)=c(HPO42-)+2c(PO43-)+c(OH-)-c(H3PO4)
快速書寫質(zhì)子守恒的方法:
第一步:定基準(zhǔn)物(能得失氫離子的物質(zhì)) (若為溶液則包括水)利用電離和水解得到得質(zhì)子產(chǎn)物和失質(zhì)子產(chǎn)物。
第二步:看基準(zhǔn)物 、得質(zhì)子產(chǎn)物和失質(zhì)子產(chǎn)物相差的質(zhì)子數(shù)
第三步: 列出質(zhì)子守恒關(guān)系式 得質(zhì)子數(shù)=失質(zhì)子數(shù)
第四步:用物料守恒和電荷守恒加以驗(yàn)證
如碳酸氫鈉溶液(NaHCO3):
溶液中的基準(zhǔn)物為 H2O 和 HCO3- ;H2O得到1個質(zhì)子為H3O+(即為H+),失去1個質(zhì)子得到OH-;HCO3-得到1個質(zhì)子為H2CO3,失去1個質(zhì)子為CO32- ;然后根據(jù)得失質(zhì)子守恒列出關(guān)系式:C(OH-)+ C(CO32-) =C(H2CO3)+C(H+) 。