向可水解盐溶液中加入水为什么可以使水的电离程度增大?
①MX→M++X-
②M++2H2O→MOH+H3O+
③X-+H2O→HX+OH-
No.1 ①完全,②不存在,③不存在
则不存在水解问题,比如NaCl、KCl
No.2 ①完全,②存在,③不存在
阳离子水解,溶液呈酸性。
该情况下盐浓度增大,则②中M+的浓度也增大,虽然水的浓度减小了,但OH-会被更多的M+夺走,水解的本质是水的电离,溶质的加入显然不会显著增加溶液体积。因此反应会更多地向正方向进行,即水解正方向。
该情况下水加多,则②中M+的浓度减小,水浓度增大,水解平衡右移。还是看水的电离,温度固定,水的Ksp是不变的,但MX的量是固定的。因此水变多后,H+和OH-的量肯定会增大,但是夺去OH-的量固定,因此夺去的量相比总量的值越来越小,水解反应程度看似增大,其实减弱,酸性减弱。
比如NH4Cl
No.3 ①完全,②不存在,③存在
阴离子水解,溶液呈碱性。
该情况下盐浓度增大,则③中X-的浓度也增大,虽然水的浓度减小了,但H+会被更多的X-夺走,水解的本质是水的电离,溶质的加入显然不会显著增加溶液体积。因此反应会更多地向正方向进行,即水解正方向。
该情况下水加多,则③中X-的浓度减小,水浓度增大,水解平衡右移。还是看水的电离,温度固定,水的Ksp是不变的,但MX的量是固定的。因此水变多后,H+和OH-的量肯定会增大,但是夺去H+的量固定,因此夺去的量相比总量的值越来越小,水解反应程度看似增大,其实减弱,碱性减弱。
比如NaF
No.4 ①不完全,②存在,③不存在
阳离子水解,溶液呈酸性。
该情况下盐溶液里,盐分子、M+、X-、MOH、水系粒子共存。增大时,①平衡虽然右移,但如果看总量比值,①的电离常数是减小的,但水的量并没有增加,所以M+的增大会促进水解反应。水解反应产物对电离的影响可忽略不计。减小时,①平衡依然右移,因为三者浓度都减小的情况下,左右比值至少1:2,所以弱电解质都是越稀越电离,极稀就接近完全。水解平衡右移,水解反应程度看似增大,其实减弱,酸性减弱。
比如HgCl2(忽略HgClx的离子)
No.5 ①不完全,②不存在,③存在
阴离子水解,溶液呈碱性。
该情况下盐溶液里,盐分子、M+、X-、HX、水系粒子共存。增大时,①平衡虽然右移,但如果看总量比值,①的电离常数是减小的,但水的量并没有增加,所以X-的增大会促进水解反应。水解反应产物对电离的影响可忽略不计。减小时,①平衡依然右移,因为三者浓度都减小的情况下,左右比值至少1:2,所以弱电解质都是越稀越电离,极稀就接近完全。水解平衡右移,水解反应程度看似增大,其实减弱,碱性减弱。
比如PbAc2
No.6 ①不完全,②存在,③存在
阴阳离子水解,双水解,溶液不存在或不稳定,或看M+与X-的水解能力强弱
该情况下盐溶液里,盐分子、M+、X-、HX、MOH、水系粒子共存。增大时,①平衡虽然右移,但如果看总量比值,①的电离常数是减小的,但水的量并没有增加,所以M+、X-的增大会促进水解反应。水解反应产物对电离的影响可忽略不计。减小时,①平衡依然右移,因为三者浓度都减小的情况下,左右比值至少1:2,所以弱电解质都是越稀越电离,极稀就接近完全。水解平衡右移,水解反应程度看似增大,其实减弱。极端情况就是AlCl3固体加点水就剧烈水解并释放氯化氢产生铝碱沉淀。具体酸碱性看水解能力,机理参照4和5。
比如NH4HCO3
因此增大盐浓度会增加离子浓度并减小水系离子浓度,促进水解正向进行。
减小盐浓度会增加水浓度并减小盐离子浓度,促进水解正向进行。当然,这一条一般以极稀溶液考虑。
这一切的反应规律中不改变的是勒夏特烈原理和反应常数仅和温度有关。
并不是所有溶液都这么简单
我并未把CuSO4这类简单溶液考虑进去,是因为H2SO4其实是一元强酸二元中强酸,即使HSO4-电离不完全,但也有较大电离常数,因此NaHSO4溶液还是会显现酸性,而不是碱性。其本质是HSO4-的电离能力要大于水解能力。
HF溶液是弱酸溶液,但随着溶质增加,2HF→H++HF2-的电离会逐渐占优势,因此将HF溶液稀释的电离度曲线并不是单调的,而是U形。
氯系溶液还要考虑配为离子。比如CuCl2溶液,如果中学理论适用应是蓝色溶液,其实是青色溶液,是因为[CuCl4]2-绿色和Cu2+蓝色的共存结果,因此,极稀溶液显蓝色,正常溶液显青绿色,水合物晶体呈绿色,无水粉末呈黄色。
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