醋酸电离平衡的讨论2014.docx

醋酸电离平衡的讨论 保山 郭强醋酸（CH3COOH）属弱电解质，在水溶液中受水分子的作用发生电离，其过程可表示为：CH3COOH(aq) H2O(l) CH3COO(aq) H3O(aq) 因此，醋酸的电离平衡常数表达式可写为：c(CH3COOH)c(H2O)c(CH3COO)c(H3O)K 由于在稀溶液中，c(H2O)基本为一常数，故上式通常简写为：c(CH3COO)c(H)c(CH3COOH) CH3COOH CH3COO H K 【讨论1】有人为研究醋酸在水中的电离设计了下图所示实验，并画出了通过溶液的电流强度随加水量增多的变化图象。（1）实验中，随着加水量的增多，溶液中离子浓度的变化趋势是：。（2）实验中，随着加水量的增多，溶液中离子数目的变化趋势是：。（3）在一定温度下，醋酸溶液的浓度与醋酸的电离程度（即已电离CH3COOH的物质的量与该溶液中原有CH3COOH总的物质的量的百分比）有何关系？。【解析】讨论该题需要了解一个知识点：电解质溶液的导电性与其溶液中的离子浓度有密切关系。溶液中离子浓度越大，导电能力越强，相应电流强度（I）越大。（1）图象显示加水量0V1区间，电流强度呈增大趋势，即溶液中离子浓度呈增大趋势； V1V3区间，电流强度呈降低趋势，即离子浓度呈下降趋势。其原因是：在一定温度下，影响溶液中离子浓度大小的因素有两个方面，一是随加水量增多，CH3COOH电离出的离子数目增多，这是促使溶液中离子浓度增大的因素；二是随加水量的增多，溶液体积增大，这是促使溶液中离子浓度降低的因素。最终溶液中离子浓度的大小变化趋势就取决于上述两方面因素中谁起着主导作用。从图象来看，可解释为：在0V1区间，作用于CH3COOH的水分子的量相对不足，增加水可以促使更多CH3COOH分子发生电离，这阶段加入水对溶液体积改变的影响相对醋酸电离程度增大的影响小得多，故随加水量的增多，溶液中离子浓度增大成为主导趋势；但在V1V3区间，应该是作用于CH3COOH的水分子的量已足够多，继续加水后，主要作用是使溶液的体积增大，故溶液中离子浓度降低成为主导趋势。（2）图象显示加水量0V1区间，电流强度呈增大趋势，溶液体积也一定程度增大，故溶液中离子数目呈增大趋势； V1V3区间，电流强度虽然降低，但降低程度低于溶液体积的增大程度，故溶液中离子数目仍呈增大趋势。原因也可解释为：在水溶液中，CH3COOH是在水分子作用下发生电离的，因此，加水量越大，越有利于CH3COOH的电离。（也可利用醋酸的电离平衡常数来解析）（3）由（2）题分析可知，随加水量的增加，一定量醋酸电离出的离子数目持续增加，故醋酸的电离程度是随溶液浓度的减小而增大。【讨论2】25时，在50mL0.1mol/L醋酸溶液中存在着下面的电离平衡：CH3COOH CH3COO H若作如下改变，对上述平衡将有何影响？将讨论结果填入下表。改变条件平衡移动方向c (H+)c (CH3COO)c (CH3COOH)电离程度导电能力加水稀释加少量冰醋酸通少量HCl加少量NaOH(s)加少量醋酸钠(s)加少量镁粉c(CH3COO)c(H)c(CH3COOH)【解析】1、为什么对醋酸溶液，无论是加冰醋酸增大溶液浓度还是加水降低溶液的浓度，醋酸的电离平衡都是正向移动？由醋酸的电离常数： K c(CH3COO)c(H)n c(CH3COOH)当加入少量冰醋酸时，溶液中c(CH3COOH)增大到原来的n倍，而c(CH3COO)、c(H)的改变量很小，这时浓度商(Q)近似为：Q K故上述平衡会正向移动。1/n c(CH3COO)c(H)c(CH3COOH)加水稀释时，溶液体积变为原来的n倍，则溶液中c(CH3COOH)、 c(CH3COO)、c(H)均减小为原来的1/n，即浓度商（Q）: Q K故上述平衡也是正向移动！2、向醋酸溶液中通少量HCl后，平衡逆向移动，醋酸的电离程度减小，为什么所得溶液的导电能力会增强？单从醋酸的电离平衡移动来看，似乎会使溶液中离子浓度减小，使溶液的导电能力减弱。但由于通入的HCl是强电解质，在水溶液中能完全电离，所以溶液中的离子浓度实际不是减小而是增大。通过醋酸的电离常数表达式分析也可得出这一结论：c(CH3COO)n c(H)c(CH3COOH)通HCl时，溶液中c(H)增大到原来的n倍，这时浓度商（Q）：Q Km c(CH3COO)c(H)m c(CH3COOH)c(CH3COO)c(H)c(CH3COOH)上述平衡会逆向移动。达到新平衡时，c(CH3COOH)将增大到原平衡的m倍。而新平衡与原平衡都是在同一温度下，平衡常数不会改变，故新平衡与原平衡的关系可表示为：K新平衡 K原平衡即新平衡时，c(CH3COO)c(H)为原平衡的m倍。所以新平衡时溶液中离子的总浓度一定大于原平衡，溶液的导电能力也一定比原平衡强！同理，向上述醋酸溶液中加少量醋酸钠（CH3COONa）固体，也会使电离平衡逆向移动，使醋酸的电离程度减小，但溶液的导电能力依然增强。【参考答案】改变条件平衡移动方向c (H+)c (CH3COO)c (CH3COOH)电离程度导电能力加水稀释正向移动减小减小减小增大减弱加少量冰醋酸正向移动增大增大增大减小增强通少量HCl逆向移动增大减小增大减小增强加少量NaOH(s)正向移动减小增大减小增大增强加少量醋酸钠(s)逆向移动减小增大增大减小增强加少量镁粉正向移动减小增大减小增大增强此外请老师们注意：尽管大多数弱电解质的电离是一个吸热过程，其电离程度会随着温度升高而增大。但是，醋酸的电离平衡常数并不都随着温度升高而增大（即醋酸的电离未必是一个简单的吸热过程），情况比较复杂，建议在组编练习题