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質子守恒怎么列(質子守恒)
大家好,我是小夏,我來為大家解答以上問題。質子守恒怎么列,質子守恒很多人還不知道,現在讓我們一起來看看吧!
質子守恒就是酸失去的質子和堿得到的質子數目相同,質子守恒和物料守恒,電荷守恒一樣同為溶液中的三大守恒關系。
目錄
1概述
2電荷守恒
化合物電荷
溶液電荷
電荷守恒介紹
3物料守恒
4質子守恒
5快速書寫
6質子守恒解讀
1概述
質子守恒就是酸失去的質子和堿得到的質子數目相同,質子守恒和物料守恒,電荷守恒一樣同為溶液中的三大守恒關系。[1]
2電荷守恒
化合物電荷
⒈ 化合物中元素正負化合價代數和為零
溶液電荷
⒉ 溶液中所有陽離子所帶的正電荷總數等于所有陰離子所帶的負電荷總數
例:NaHCO3 溶液中
電荷守恒介紹
電荷守恒和物料守恒,質子守恒一樣同為溶液中的三大守恒關系。1. 化合物中元素正負化合價代數和為零2.指溶液必須保持電中性,即溶液中所有陽離子所帶的電荷數等于所有陰離子所帶的電荷數3.除六大強酸,四大強堿外都水解,多元弱酸部分水解。產物中有部分水解時產物4.這個離子所帶的電荷數是多少,離子前寫幾。例如:NaHCO3: c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO3 2-)因為碳酸根為帶兩個單位的負電荷,所以碳酸根前有一個2。例如:在 0.1mol/L 下列溶液中Ⅰ.CH3COONa: c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)Ⅱ.Na2CO3: c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO3 2-)Ⅲ.NaHCO3: c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)Ⅳ.Na3PO4: c(Na+)+c(H+)=3c(PO4 3-)+2c(HPO4 2-)+c(H2PO4-)+c(OH-)
3物料守恒
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 特定微粒的來源關系守恒
例1:在0.1mol/LNa3PO4溶液中:
根據P元素形成微粒總量守恒有:c[PO43-]+c[HPO42-]+c[H2PO4-]+c[H3PO4]=0.1mol/L
根據Na與P形成微粒的關系有:c[Na+]=3c[PO43-]+3c[HPO42-]+3c[H2PO4-]+3c[H3PO4]
根據H2O電離出的H+與OH-守恒有:c[OH-]=c[HPO42-]+2c[H2PO4-]+3c[H3PO4]+c[H+]
例2:NaHCO3 溶液中
c(Na+)等于碳酸氫根離子的濃度,電離水解后,碳酸氫根以三種形式存在
所以C(Na+)=C(HCO3-)+ C(CO32-)+C(H2CO3) 這個式子叫物料守恒
再例如,Na2CO3溶液中,
c(Na+)等于碳酸根離子的濃度2倍,電離水解后,碳酸根以三種形式存在
所以有 C(Na+)= 2【C(CO32-)+C(HCO3-)+C(H2CO3)】
4質子守恒
也可以由電荷守恒和物料守恒關系聯立得到
NaHCO3 溶液中
存在下列等式
① c(H+)+c(Na+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)
② c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3){物料守恒}
方法一:兩式相減①-②得
c(H+)= c(OH-)-c(H2CO3)+c(CO32-)這個式子叫質子守恒。
方法二:由酸堿質子理論
原始物種:HCO3-,H2O
消耗質子產物H2CO3,產生質子產物CO32-,OH-
c(H+)=c(CO32-)+c(OH-)-c(H2CO3)即c(H+)+c(H2CO3)=c(CO32-)+c(OH-)
關系:剩余的質子數目=產生質子的產物數目-消耗質子的產物數目
直接用酸堿質子理論求質子平衡關系比較簡單,但要細心;如果用電荷守恒和物料守恒關系聯立得到則比較麻煩,但比較保險
又如NaH2PO4溶液
原始物種:H2PO4-,H2O
消耗質子產物:H3PO4,產生質子產物:HPO42-(產生一個質子),PO43-(產生二個質子),OH-
所以:c(H+)=c(HPO42-)+2c(PO43-)+c(OH-)-c(H3PO4)
可以用電荷守恒和物料守恒聯立驗證.
5快速書寫
快速書寫質子守恒的方法:
第一步:定基準物(能得失氫離子的物質) (若為溶液則包括水)利用電離和水解得到 得質子產物和失質子產物。
第二步:看基準物 、得質子產物和失質子產物相差的質子數
第三步: 列出質子守恒關系式 得質子數=失質子數
第四步:用物料守恒和電荷守恒加以驗證
如碳酸氫鈉溶液(NaHCO3):
溶液中的基準物為 H2O 和 HCO3- ;H2O得到1個質子為H3O+(即為H+),失去1個質子得到OH-;HCO3-得到1個質子為H2CO3,失去1個質子為CO32- ;然后根據得失質子守恒列出關系式:C(OH-)+ C(CO32-) =C(H2CO3)+C(H+) 。
6質子守恒解讀
一般情況下,很少單獨考慮質子守恒,實際上在鹽(水)溶液中存在的質子守恒可看作是物料守恒與電荷守恒的疊加項
所謂的質子守恒,實質是從水的電離出發,考慮弱酸根離子結合水電離出的H+或弱堿陽離子結合水電離出的OH-,然后在溶液中尋找H+和OH-的“藏身”之所,而列出的等式關系。常用于鹽溶液中粒子濃度關系的比較
下面以Na2CO3溶液、NH4Cl溶液和(NH4)2CO3溶液為例,來確定它們的溶液中各自存在的質子守恒關系。
1、Na2CO3溶液
在不考慮CO32-水解時,水電離出的H+與OH-的物質的量是相等的,但當CO32-水解結合部分水電離出的H+后,分別生成了HCO3-(結合一個H+)和H2CO3(結合兩個H+),而OH-未被消耗,因此可列出等式關系:c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2×c(H2CO3),即Na2CO3溶液中的質子守恒
2、NH4Cl溶液
NH4+水解結合的是由水電離出的部分OH-,生成了NH3·H2O,而H+未被消耗,因此可列出等式關系:c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O),即為NH4Cl溶液中的質子守恒
3、(NH4)2CO3溶液
NH4+水解結合的是由水電離出的部分OH-,生成了NH3·H2O;CO32-水解結合部分水電離出的H+,分別生成了HCO3-和H2CO3,H+、OH-都有一部分被消耗,分別尋找H+、OH-在溶液中的“藏身”之所,即可列出下列等式關系:
c(H+)+c(HCO3-)+2×c(H2CO3)=c(OH-)+c(NH3·H2O),即為(NH4)2CO3溶液中的質子守恒。[2]
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本文到此講解完畢了,希望對大家有幫助。