电离平衡_科普之友

在日常生活、工农业生产和科学研究中，我们经常接触到一些属于化学平衡中的一种，即叫做电离平衡的有关知识。例如，水溶液中发生的许多离子反应，酸的强弱的判断，盐溶液的酸碱性，人体体液的pH与健康的关系，等等。这些都与我们在本章学习的电离平衡的知识有密切关系。
　　
　　第一节电离平衡
　　
　　一、强、弱电解质与结构的关系
　　
　　我们已经知道，根据化合物在水溶液里或熔融状态下能否导电，可以把化合物分为电解质和非电解质。根据电解质在水溶液里电离能力的大小，又可以把电解质分为强电解质和弱电解质。
　　
　　实验证明，大多数盐类和强碱都是离子化合物，离子化合物溶于水时，在水分子作用下能全部电离为离子。具有极性键的共价化合物如HCl、H2SO4、HNO3等强酸，在水分子作用下也能全部电离为离子。因此，离子化合物和某些具有极性键的共价化合物如强酸、强碱和大部分盐类是强电解质。
　　
　　某些具有极性键的共价化合物，如醋酸（CH3COOH）等弱酸和NH3·H2O等弱碱，它们溶于水时，在水分子作用下，只有部分分子电离为离子，还有未电离的电解质分子存在，这类具有极性键的共价化合物是弱电解质。
　　
　　二、弱电解质的电离平衡
　　
　　弱电解质溶于水时，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。这个可逆的电离过程也与可逆的化学反应一样，它的相反的两种趋向，最终也将达到平衡。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，这叫做电离平衡。电离平衡的建立可用图4－3表示如下。
　　
　　例如，在CH3COOH溶液中，只有一部分CH3COOH分子发生电离，在溶液中，既有CH3COO－和H+离子，又有CH3COOH分子，离子和分子之间存在着电离平衡。NH3·H2O溶液的情况也类似，它们的电离方程式可表示如下：
　　
　　CH3COOHH++CH3COO-
　　
　　NH3·H2ONH+4+OH-
　　
　　与化学平衡一样，电离平衡也是动态平衡。平衡时，单位时间里电离的分子数和离子重新结合生成的分子数相等，也就是说，在溶液里离子的浓度和分子的浓度都保持不变。
　　
　　化学平衡原理也适用于电离平衡，当浓度等条件改变时，弱电解质的电离平衡也会发生移动。
　　
　　讨论
　　
　　在NH3·H2O溶液中，分别加入适量盐酸、NaOH溶液和NH4Cl溶液，对NH3·H2O的电离平衡各有什么影响？并简要说明理由。
　　
　　三、电离平衡常数
　　
　　在一定条件下，弱电解质的电离达到平衡时，溶液中各组分浓度之间的关系，也跟化学平衡一样。例如，对一元弱酸或一元弱碱来讲，溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积，跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数。这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数，用K①来表示。
　　
　　例如，CH3COOH的电离平衡常数为：
　　
　　CH3COOHH++CH3COO-
　　
　　NH3·H2O的电离平衡常数为：
　　
　　NH3·H2ONH+4+OH-
　　
　　由上述表示式可以看出，K值越大，离子浓度也越大，即表示该电解质较易电离。所以，从Ka或Kb的大小，可以判断弱酸和弱碱的相对强弱。例如在25℃时，HNO2的K=4.6×10-4，CH3COOH的K=1.8×10-5，HNO2比CH3COOH酸性稍强。
　　
　　多元弱酸的电离是分步进行的，每步各有电离常数，通常用K1、K2、K3等来分别表示。例如H3PO4的电离：
　　
　　多元弱酸各步电离常数大小的比较为K1＞K2＞K3，如上述H3PO4的K1比K2约大105倍，K2比K3约大105倍。因此，多元弱酸溶液的酸性主要由第一步电离所决定。
　　
　　多元弱碱的电离与多元弱酸的电离情况相类似。
　　
　　对于同一弱电解质的稀溶液来说，电离平衡常数同化学平衡常

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