劉其凱
醋酸溶液中不論是加入醋酸,醋酸的濃度增大,醋酸電離度減?。贿€是加水稀釋,醋酸的濃度減小,醋酸電離度增大,但兩者平衡均向電離的方向移動(dòng)。
一、問(wèn)題提出
在教學(xué)過(guò)程中,常發(fā)現(xiàn)學(xué)生關(guān)于濃度對(duì)弱電解質(zhì)的電離平衡移動(dòng)方向與電離度的影響,存在困惑。以醋酸溶液為例,存在醋酸的電離平衡:CH3COOHCH3COO-+H+。加醋酸,醋酸濃度增大,平衡向電離方向移動(dòng),電離度減?。患铀♂?,醋酸濃度減小,平衡電離方向移動(dòng),電離度增大。學(xué)生就困惑了:醋酸溶液中醋酸濃度不論是增大還是減小,為什么平衡均向電離的方向移動(dòng)?是否與勒夏特列原理矛盾?
二、問(wèn)題解決
1.電離度
醋酸的電離度的改變可以通過(guò)定量分析得出結(jié)論。假設(shè)原醋酸溶液中,各組分的濃度分別為c(CH3COOH)、c(CH3COO-)、c(H+),此溫度下,平衡常數(shù)為K=。加入純醋酸或加水稀釋后,假設(shè)醋酸的電離度不變,即各組分的濃度分別為nc(CH3COOH)、nc(CH3COO-)、nc(H+),此時(shí)濃度商為Q==nK。當(dāng)原醋酸溶液中濃度增大,n>1,即Q>K,假設(shè)不成立,平衡左移,醋酸的電離度減小;醋酸濃度減小,n<1,即Q 2.電離平衡移動(dòng)的方向 我們通過(guò)速率—時(shí)間圖像來(lái)表示,就可以快速直觀理解,在原醋酸溶液中加入醋酸還是加水稀釋,平衡均向電離的方向移動(dòng)。 通過(guò)速率—時(shí)間圖像可知:原醋酸溶液中加入醋酸,c(CH3COOH)瞬間增大,c(CH3COO-)、c(H+)瞬間不變,即v正瞬間增大,v逆瞬間不變,v正>v逆,平衡向正反應(yīng)方向(電離方向)移動(dòng),如圖1所示。在溶液中加入醋酸,相對(duì)應(yīng)的是移走溶液中醋酸,瞬間c(CH3COOH)瞬間減小,c(CH3COO-)、c(H+)瞬間不變,平衡向逆反應(yīng)方向(結(jié)合方向)移動(dòng),如圖2所示。增大或減小醋酸的濃度,平衡將向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng),符合勒夏特列原理。 原醋酸溶液中加水稀釋,c(CH3COOH)、c(CH3COO-)、c(H+)瞬間均減小,v正瞬間減小,v逆瞬間減小,且v逆減小的幅度更大。v正>v逆,平衡向正反應(yīng)方向(電離方向)移動(dòng),如圖3所示。從微粒數(shù)目的角度看,醋酸的電離是向微粒數(shù)目增大的方向進(jìn)行。注意:對(duì)于有溶劑H2O參與的反應(yīng),微粒數(shù)目變化時(shí)溶劑H2O不作考慮。因此加水稀釋,反應(yīng)物與生成物濃度均減小,平衡向微粒數(shù)目增大的方向(電離方向)移動(dòng),符合勒夏特列原理。 綜上所述,弱電解質(zhì)的電離平衡體系中,再加弱電解質(zhì)增大了反應(yīng)物的濃度,平衡向正反應(yīng)方向(電離)方向移動(dòng),但電離度減??;加水稀釋即相當(dāng)于氣相可逆反應(yīng)中的減壓,瞬間各組分濃度均減小,平衡向微粒數(shù)目增大的方向(電離方向)移動(dòng),電離度增大,符合勒夏特列原理。 編輯 謝尾合