应用图示分析法分析混合溶液中的质子守恒

应用图示法分析混合溶液中的质子守恒 江苏省丹阳市第六中学 林飞 苏州大学与化学化工学部 戴洁 《中学化学》2012年第11期 一、单一溶液中的质子守恒 【例1】如碳酸钠溶液中的质子守恒式为(借助图1进行分析) + +2HHCO 23 ++— —H2 +H—CO 3 无 HCO3 ++ +H——H ++HO ==HO HOH 23 图1 ——+2c(HCO)+c(HCO)+c(H)==c(OH) 233 【规律】示意图中得到的质子浓度之和等于失去的质子浓度之和。此处得失质子数的数 量就等于得失物质(或微粒)前的计量数。 二、混合溶液中的质子守恒 【例2】浓度均为0.1mol/LNaCO 和NaHCO混合溶液中的有关微粒浓度关系为: 233———+2c(OH)== c(H)+0.5 c(HCO)+1.5 c(HCO)—0.5c(CO) 3233请问该式是否正确? ——2【方法一】分别选择CO和水、HCO和水为参考标准(注意选择2个标准，分别用质33 子守恒示意图进行分析，如图2、图3) 参考标准的选择:通常是原始的酸碱组分，且能大量存在质转移直接有关的酸碱组分。高 中阶段，一般为能水解的阴离子和水或弱酸和水。 + +2HHCO 23 ++— —H2 +H—CO 3 无 HCO3 ++ +H——H ++HO ==HO HOH 23 图2 ——+由图2知:2c(HCO)+c(HCO)—0.1+c(H)==c(OH)……? 233——(注意:原溶液中已有0.1mol/L HCO，所以HCO要减去0.1mol/L) 33 + +——H +H—2CO HHCO 233 CO3 ++ +H— —H++HO ==HO HOH 23 图3 ——+2由图3得:c(HCO)+c(H)==c(OH)+ c(CO)—0.1……? 233——22(原溶液中有0.1mol/L的CO，所以CO要减去0.1mol/L) 33 ———+2?+?得:3c(HCO)+2c(H)+c(HCO)==2c(OH)+ c(CO) 2333———+2?c(OH)== c(H)+0.5 c(HCO)+1.5 c(HCO)—0.5c(CO) 3233该式成立～ 【方法二】 根据电荷守恒得: ———++2c(Na)+c(H)== c(HCO)+c(OH)+ 2c(CO)……? 33 根据物料守恒得: ——+22c(Na)== 3c(HCO)+3c(HCO)+3c(CO)……? 2333 将?变形得?: ———++2c(Na)== c(HCO)+c(OH)+ 2c(CO) —c(H)…? 33 把?代入?得: —————+22) 2[c(HCO)+c(OH)+ 2c(CO) —c(H)]==3c(HCO)+3c(HCO)+3c(CO332333 整理后得: ———+23c(HCO)+ 2c(H)+ c(HCO)== 2c(OH)+ c(CO)……? 2333【规律】解混合溶液中质子守恒这类试题时，要求分别选择两个参考水准，分别用质子 守恒示意图进行分析，再将两个等式相加，即得混合溶液中质子守恒式。 【例3】写出0.1mol/LNaAc和HAc的混合溶液中的质子守恒式。 + +— —H+H Ac HAc 无 ++ +H— —H++HO H==HO OH 23 图4 —+由图4得:c(HAc)—0.1+c(H)==c(OH)……? + +—H +H—HAc 无 Ac ++ +H— —H++HO ==HO HOH 23 图5 由图5得: ——+ c(H)==c(OH)+c(Ac) —0.1……? ?+?得 ——+ c(HAc)+2c(H)==2c(OH)+ c(Ac)