普通化学原理 | 小复习2
5.酸碱平衡
(这一章有一些复杂的公式,我没记住,这里给出使用CASIO 991-CNX解方程的一种万能方法)
电荷守恒:
电中性溶液正电荷总数目等于负电荷总数目,即:
上面这个等式包含:“惰性离子”(钠离子,氯离子等),含有质子或脱质子的物种(包括氢氧根离子,酸根离子,铵根离子等)由于“惰性离子”浓度已知,只需要表示出其他物种的浓度即可,这就需要分布分数。
也可以使用质子守恒式,但是需要选取基准物,初学者不利掌握。
分布分数:
分布分数的核心是,各种含质子和脱质子的物种浓度仅是初始浓度和质子浓度的函数。
因此,只需要将分布分数带入上述电荷守恒式,即可解出氢离子的精确浓度。
酸碱质子理论:
可以接受质子(氢离子)的分子称为酸,可以给出质子的分子称为碱,同一种分子可以既是酸又是碱。
酸碱电子理论:(Lewis酸碱理论)
可以给出电子的物质称为酸(Lewis酸),可以接受电子的物质称为碱(Lewis碱)。
缓冲溶液:
使用共轭酸碱对(通常是质子酸碱理论定义的)配成溶液,使得溶液在加入少量酸或碱后,pH变化幅度变小。总浓度相同时,共轭酸碱对浓度1:1时缓冲能力最强。缓冲溶液pH计算公式:其中Cb是碱的浓度,Ca是酸的浓度。
6.沉淀溶解平衡
(本章主要在于计算,难度并不大)
同离子效应:
由于溶度积原理,各个离子浓度的相应幂次之积是定值,因而,提高任何一个相关离子的浓度,其余离子浓度必须下降。
盐效应:
易溶电解质浓度较大时,在不发生上面同离子效应的前提下,难溶电解质活度下降,可以理解为“看起来浓度变小了”,这主要来自于易溶电解质形成离子氛的作用。从而,看起来这也物种浓度下降,各个离子浓度的相应幂次之积是定值,则溶解能力就增强。
7.电化学
标准电极电势:
在标准状态下,电极相对于标准氢电极的电极电势称为标准电极电势。此时,气体压力是一个标准压力,溶液中物质浓度是1M。
电极电势与自由能:
电极电势和自由能在数值上存在以下关系:
Nernst方程:
用于计算非标准状态下的电极电势:
(原子结构在高中物理和化学已经讲过了,不赘述)