弱酸弱碱盐溶液酸碱性分析。
若酸若碱的盐溶液到底显酸性还是显碱性?课本上没有给出结论,为什么?因为没法给出结论,需要具体问题具体分析。这种问题该如何具体问题具体分析?今天这个视频就用北京市丰台区高三二模化学的第十三题的c选项来跟大家详细的沟通一下这种问题的定性定量分析方法。
c选项说二和四等体积混合后溶液当中的离子浓度排序关系是不是这样的一种关系?来看二是氟化氢的水溶液,四是氨水。由于都给出了它们各自的ka和kb,知道这两种溶液都是一种弱酸和弱碱的水溶液。
首先得分析它们等体积、等浓度混合的时候发生反应的原理,其实就是酸和碱的中和反应生成了什么?生成了盐和水。所以等体积、等浓度混合以后得到的应该是一个单一溶液。是谁的单一溶液?是氟化氨的单一溶液。
氟化氨的单一溶液会发生一个双水解,为什么?因为它是一个弱酸弱碱的盐溶液。所以双水解之后到底选酸性还是选碱性就要来判断谁的水解能力更强。这个问题如何来判断?
·首先定性的分析可以来关注题目给出的氟化氢的弱酸的电离平衡常数和因水合氨的弱减的电力平衡常数的关系。比较一下数量级就知道氟化氢这种弱酸的电离平衡常数更大,这就说明氟化氢的电离能力更强,电离强它的负离子的水解能力就相对更弱。
换句话来说,依水和氨的电离能力弱,氨根离子的水解能力相对就较强。所以氟化氨的盐溶液里面是以谁的水解为主?就是以氨根离子的水解为主了。既然以氨根离子的水解为主,氨根离子水解是显酸性的,所以最终在溶液当中应该是氢离子浓度大于氢氧跟离子浓度才对,所以后面这个大于符号就是错误的。
·再来看前面这一组关系,因为氨根离子的水解能力更强,所以留在溶解当中的氨根离子的浓度就应该更小。所以前面这一组的大小比较关系也是错误的,应该是负离子的浓度大于氨根离子的浓度才对,所以c选项就是错误的选项。
本题的答案项也正好是c选项,刚才做的分析是定性分析,现在如何用定量的工具来证明谁的电离能力强,谁的水解能力就弱。下面就用公式给大家推导一下。以负离子的水解为例,负离子水解的方程式可以这样写出来。根据负离子的水解方程式可以列出负离子的水解平衡常数的表达式,应该等于氢氧根离子的浓度乘以氢氧根离子的浓度,再除以负离子的浓度。
现在在这个表达式的基础上进行数学变形,可以在分子分母上同乘以一个氢离子浓度,根据这个分数的性质,分子分母同乘以一个不为零的数,这个分数值是不变的,所以可以做这样的变形。
这样变形以后再结合化学的工具,能够看到这一部分实际上是什么?实际上就是氟化氢的电离平衡常数的倒数,所以可以这样来写作氟化氢的电离平衡长数分之一。而上面氢氧根离子浓度乘以氢离子浓度又可以记做水的,也是硒溶液的电离平衡长数k w,所以就得到了负离子的水解平衡常数和氟化氢的电离平衡常数的关系。
这两个常数乘起来的乘积应该是该温度下的k w,所以氟离子的水解能力和氟化氢的电离能力成反比的关系,也就是刚才提到的氟化氢的电离能力相对较强,所以负离子的水解能力相对较弱。这就是引入的k h和k a这个工具从定量的角度给大家证明了为什么存在这一组的关系。
所以这种关系大家如果在平时的学习和备考的过程当中整明白了,这种结论就直接可以用到考场上去解决相关问题的定性分析,这样一来会大大节省考场上的时间,是对取得好成绩非常有效的一种方法。
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