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强电解质

概念:在水溶液或熔融状态下完全电离出离子的电解质叫强电解质。

电离程度:完全电离,不存在电离平衡。

溶质微粒:只有离子。

实 例:强酸 HCl、HNO3、H2SO4、HBr、HI ,HClO4等

强碱 KOH、NaOH、Ba(OH)2,Sr(OH)2,Ca(OH)2等

绝大多数盐

强电解质基本信息

强电解质分类

电解质的强弱没有绝对的划分标准,强弱电解质之间并无严格的界限。通常所说的电解质强弱是按其电离度大小划分的,能够在水中全部电离的电解质叫强电解质,相反,能够在水中部分电离的电解质叫弱电解质。所以,已溶解于水的电解质是否完全电离是区别强电解质和弱电解质的唯一依据。

强电解质,是指通常情况下,电离度在30%以上的电解质,如强酸及其酸式根、强碱和大部分盐。

因电离常数与温度有关,而与浓度无关,所以有时还用电离常数来比较酸、碱电离能力的大小。通常认为某酸或碱的电离常数K(25 ℃)大于1为强酸或强碱,即强电解质。可见,强弱电解质之间还存在一系列中间状态的电解质。

有些电解质分步电离,第一步为完全电离,而第二、三步电离又不完全,具有弱电解质的性质。例如,硫酸一级电离几乎完全,二级电离则不完全,电离常数为1.2×10-2,具有中强酸的特征。但硫酸仍是强酸,因一级电离常数K>1。

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强电解质案例

在水中能完全电离或在熔融状态下能导电的电解质,强酸(硫酸、盐酸、硝酸等)、强碱(氢氧化钠、氢氧化钾等)、大部分正盐(氯化钠、硝酸银、碳酸钾等)都是强电解质。

但是强电解质在水中不一定是完全溶解的,因为其定义为"在水中完全电离",只要此物质在水中溶解的部分完全电离了,就说明它是强电解质,所以,硫酸钡、氯化银、碳酸钡等难溶物质都是强电解质。这点请稍微注意一下

强电解质:所有盐(高中阶段),三大强酸(高中阶段无机强酸只要求这些,有机强酸只作了解,有三硝基苯酚(苦味酸)等),以及碱金属、碱土金属形成的碱(氢氧化锂、氢氧化镁是中强碱,氢氧化锌,氢氧化铝是两性的除外)

强电解质和弱电解质并不能作为物质的类别,而仅仅是电解质的分类。强电解质在水溶液中只有离子存在,弱电解质在水溶液中既有分子存在又有离子存在。

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强电解质简介

电解质一般可分为强电解质和弱电解质,两者的导电能力差别很大。可以认为强电解质在溶液中全部以离子的形态存在,即不存在电解质的"分子"(至少在稀溶液范围内属于这类情况)。由于浓度增加时,离子间的静电作用力增加,使离子淌度下降,当量电导也随着下降。对于弱电解质来说,它在溶液中的主要存在形态是分子,它的电离度很小,所以离子数目极少,静电作用也很小,可以认为离子淌度基本上不随浓度而变,因此当量电导随浓度增加而迅速下降的原因主要是电离度的很快下降。

以上分类只是指两种极端的情况,实际体系并不这样简单,例如大部分较浓的强电解质溶液的正、负离子将因静电作用而发生缔合,使有效的离子数减少,促使当量电导下降。

原理

事实上,1887年S.A.阿伦尼乌斯发表的电离理论是按照上述弱电解质的模型提出的,他认为电解质在无限稀释的条件下是 100%电离的。设此时的当量电导为Λ0,则任何浓度下的电离度α都可以根据该浓度下测得的当量电导Λ来计算:

从而求出该电解质在溶液中的电离常数K。电离理论应用于乙酸、氨水等弱电解质时取得很大的成功,但在用于强电解质时遇到了困难。直到20世纪20年代,P.德拜和L.昂萨格等发展了强电解质稀溶液的静电理论,才对电解质溶液的本质有了较全面的认识。

根据上述强电解质溶液的模型和物质当量的定义,以及溶液的总电导率是正、负离子各自电导率的和这一性质(见离子淌度),可得:

Ceq=C+|Z+|=C-|Z-|

Λ=(U++U-)F

式中Z+和Z-为正、负离子的价数;C+和C-是正、负离子的浓度;Ceq为当量浓度;U+和U-是正、负离子的离子淌度;F为法拉第常数。如果Λ+和Λ-分别代表 1当量正离子和1当量负离子的导电能力,则Λ=Λ++Λ-,Λ+=U+FΛ-=U-F

1926~1928年,昂萨格认为溶液浓度增加时,离子间距离缩短,静电作用增强,他应用静电理论得到在极稀浓度范围内强电解质溶液的电导公式:

式中A为常数,图中也说明了溶液的当量电导与当量浓度的平方根呈线性关系。这一点与F.W.G.科尔劳施的精确电导测量结果完全符合,甚至昂萨格的电导公式中的常数A也与实验测得的斜率相同,说明在极稀溶液范围内(对盐酸和氯化钾等对称的一价离子电解质来说,在<0.01N范围内适用),上述强电解质模型是反映实际的。上式中的Λ0是外推法得到的C→0时的当量电导,相当于无限稀释时的当量电导。此时离子间的距离足够远,可以认为各种离子是独立移动的,静电力不起作用。

强电解质和弱电解质

如果把Λ+=U+F和Λ-=U-F改写成Λ+,0=U+,0F和Λ-,0=U-,0F,式中附加在Λ+和Λ-中的下标0表示它们是在无限稀释条件下的当量电导,于是,不管电解质中对应的离子是什么,U+,0和U-,0都应有独自的固定的数值。这就是科尔劳施根据实验提出的无限稀释条件下离子独立移动定律。

在水溶液中或在熔融状态下全部电离成离子的电解质。强酸、强碱、部分碱性氧化物、大部分盐类以及强酸酸式根都是强电解质。

离子化合物和某些具有极性键的共价化合物在水溶液里全部电离成为离子,没有分子存在,所以,不存在分子和离子之间的电离平衡。这样的电解质属于强电解质。强电解质在水溶液里全部电离为离子。如强酸及其酸式根、强碱和大部分盐类是强电解质。

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强电解质常见问题

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强电解质特征

因同一电解质在浓溶液中电离度小,表现为弱电解质的性质;而在稀溶液中电离度大,表现为强电解质的性质。于是,依电离度大小来划分强、弱电解质,对同一电解质随浓度而变,将可能为强电解质,亦可能为弱电解质。为统一起见,一般以物质的量浓度0.1 mol·L-1为标准。

同一电解质在不同溶剂中也可表现出完全不同的性质。如,食盐在水中为强电解质,而在极性弱的溶剂,如甲醇中,则为弱电解质。一般情况下所谓的强、弱电解质均对水溶液而言。

由于其状态不同,性质也不同。

在水溶液中,强电解质的区分不是靠它的溶解度,而是它溶解部分的电离情况.如BaSO4,它在水中难溶,但它属于强电解质,因为它溶于水的那一部分是完全电离的

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强电解质文献

水电解质紊乱 水电解质紊乱

水电解质紊乱

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水电解质紊乱

水电解质(英文班) 水电解质(英文班)

水电解质(英文班)

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水电解质(英文班)

现光纯水机定义

纯水机是指水中盐类(主要是溶于水的强电解质)除去或降低到一定程度的水。1.0-10.0μS/cm,电阻率(25℃)0.1-1.0*106cm含盐量为1-5mg/L

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阴离子抑制器工作原理

在离子色谱的抑制法分析过程中,使用的淋洗液是强电解质,在不使用抑制器的情况下,背景电导高,灵敏度差。以阴离子分析为例,阴离子抑制器的作用是将高电导的淋洗液转变成为低电导的弱酸或水,从而提高检测的灵敏度。比如常用的淋洗液是Na2CO3-NaHCO3混合溶液和KOH,都是强电解质,其电导比较高,而电导检测器是一种通用性检测器,选择性相对较差,对进入电导池的导电物质都有电导响应,就是说淋洗液和待测离子都有电导响应,这样在高的淋洗液背景电导下待测离子的电导信号就相对小了,见图1。

如果要提高检测灵敏度,就需要将淋洗液转变为低电导的物质,抑制器就是来完成这个任务的,将其连接在柱与电导池之间,在样品经色谱柱分离后,将淋洗液和待测离子转变为相应的酸,比如:Na2CO3-NaHCO3转变为碳酸;KOH转变为水;Cl-、SO4转变为盐酸、硫酸。

这样下来,淋洗液变成了弱酸,使得背景电导大幅降低。而待测离子的阳离子被转换成了H ,H 的极限摩尔电导是350,比Na 、K 等阳离子的极限摩尔电导高。检测器检测的是阴阳离子的电导之和,这样转化成的HCl比原来样品中的NaCl、KCl电导响应提高了。从而提高了检测灵敏度。总结一下就是,经过阴离子抑制器后背景电导大幅下降而待测离子的响应电导上升,从而提高了检测灵敏度。抑制器的作用见图1。

如图2所示,由浅蓝色的虚线代表的阳离子交换膜(阳离子选择性渗透膜,只有阳离子能够透过),将抑制器分为三个室,分别为两膜之间的抑制室和膜两侧的阳极再生室、阴极再生室。再生室中装有电极,水在再生室内分别发生电化学反应:

阳极:H2O - 2e = 2H 1/2 O2 ↑

阴极:2H2O 2e = 2OH- H2 ↑

在电场的作用下,阳极产生的H 透过阳离子交换膜进入抑制室,而抑制室淋洗液及样品中的阳离子(如Na )透过阳离子交换膜进入阴极室,这样就将抑制室中的淋洗液及样品全部转化成为相应的酸,如淋洗液Na2CO3变为H2CO3,样品NaCl变为HCl。

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电离平衡定义

在一定条件下,弱电解质的离子化速率(即电离速率)等于其分子化速率(即结合速率)。

电离平衡形成条件

溶液中电解质电离成离子和离子重新结合成分子的平衡状态。

具体一点说,在一定的条件下(如温度,浓度),当溶液中的电解质分子电离成离子的速率与离子重新结合成分子的速率相等时,电离的过程就达到了平衡状态,即电离平衡。

一般来说,强电解质不存在电离平衡而弱电解质存在电离平衡。

电离平衡强电解质

离子化合物和某些具有强极性键的共价化合物如:强酸(HCl、H2SO4、HNO3)、强碱(NaOH)、大部分盐类(NH4Cl)。

电离平衡弱电解质

有具有极性键的共价化合物如:弱酸(CH3COOH)、弱碱(NH3·H2O)、水

特别:HgCl2是共价化合物且共价键极强,属于弱电解质。

影响电离平衡的因素

1.温度:电离过程是吸热过程,温度升高,平衡向电离方向移动。

2.浓度:弱电解质分子浓度越大,电离程度越小。

3.同离子效应:在弱电解质溶液中加入含有与该弱电解质具有相同离子的强电解质,从而使弱电解质的电离平衡朝着生成弱电解质分子的方向移动,弱电解质的解离度降低的效应称为同离子效应。

4.化学反应:某一物质将电离出的离子反应掉而使电离平衡向正方向(电离方向)移动。

5.弱酸的电离常数越大,达到电离平衡时电离出的H 越多,酸性越强;反之,酸性越弱。多元弱酸的电离是分步进行的,每一步电离都有各自的电离常数,且各级电离常数逐级减小,一般相差较大,所以其水溶液中的 H 主要是由第一步电离产生的。

6.对弱碱来说,也有类似弱酸的规律。

7.分步电离中,越后面电离出的离子数越少。

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电离度公式

α(电离度)=已电离的分子/原有分子数×100%

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水的电离:

精确的实验证明,水是一种极弱的电解质,它能微弱的电离,生成H3O (水合氢离子,即H ·H2O) 和OH-

2H2O<==> H3O OH-

可简写为:H2O<==> H OH-

Kw叫水的离子积常数,简称为水的离子积。

在25℃时,水中H 溶度和OH-溶度都是1x10-7mol/L,所以

Kw=c(H )·c(OH-)=1x10-14

Kw值随温度升高而变大

100℃时,Kw=5.5x10-14

判断电解强弱方法:

1.在相同浓度、相同温度下,与强电解质做导电性对比实验

2.在相同浓度、相同温度下,比较反映速率的快慢,如将Zn投到等浓度的盐酸与醋酸中比较,结果前者比后者快。

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