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化学三大守恒定律 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】对于溶液中微粒浓度(或数目)的比较,要遵循两条:一是电荷守恒,即溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带总数;二是物料守恒,即溶液中某一组分的原始浓度应该等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。(物料守恒实际属于个数守恒和。)电荷守恒 1.化合物中元素正负代数和为零 2.溶液呈电中性:所有阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数 3.除六大,四大外都,部分水解。产物中有部分水解时产物 4.这个离子所带的电荷数是多少,离子前写几。例如:NaHCO3:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)物料守恒 物料守恒可以理解为原子守恒的另一种说法,即“任一化学反应前后原子种类(指原子核中相等的原子,就是)和数量分别保持不变”。含特定元素的微粒(离子或分子)守恒 不同元素间形成的特定微粒比守恒 特定微粒的来源关系守恒【例1】在 LNa3PO4溶液中:根据 P 元素形成微粒总量守恒有:cPO43-+cHPO42-+cH2PO4-+cH3PO4=L 根据 Na 与 P 形成微粒的关系有:cNa+=3cPO43-+3cHPO42-+3cH2PO4-+3cH3PO4 根据 H2O 电离出的 H+与 OH-守恒有:cOH-=cHPO42-+2cH2PO4-+3cH3PO4+cH+【例2】以 NaHCO3溶液为例 若 HCO3-没有和水解,则 c(Na+)=c(HCO3-)现在 HCO3-会水解成为 H2CO3,电离为 CO32-(都是1:1反应,也就是消耗一个 HCO3-,就产生一个 H2CO3或者 CO32-),那么守恒式中把 Na+浓度和 HCO3-及其产物的浓度和画等号(或直接看作钠与碳的守恒):即 c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)【例3】在 L 的 H2S 溶液中存在如下过程:(均为)H2S=(H+)+(HS-)(HS-)=(H+)+(S2-)H2O=(H+)+(OH-)可 得 物 料 守 恒 式 c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=L,(在这里物料守恒就是 S-描述出有 S 元素的和分子即可)【例4】Na2CO3溶液的电荷守恒、物料守恒、质子守恒 电荷守恒 c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)上式中,阴阳总要相等,由于1mol 电荷量是2mol 负电荷,所以碳酸根所带电荷量是其的2倍。物料守恒 c(Na+)是离子物质的量的2倍,电离水解后,碳酸根以三种形式存在所以 c(Na+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)质子守恒 水电离出的 c(H+)=c(OH-)在碳酸钠水溶液中水电离出的以(H+,HCO3-,H2CO3)三种形式存在,其中1mol 碳酸分子中有2mol 水电离出的氢离子 所以 c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)此外,质子守恒也可以用电荷守恒和物料守恒两个式子相减而得到。即:电荷守恒-物料守恒=质子守恒 质子守恒 质子守恒就是酸失去的质子和碱得到的质子数目相同。守恒式可由得到。如在 NaHCO3 溶液中 原始物种:HCO3-,H2O 消耗质子产物 H2CO3,产生质子产物 CO32-,OH-c(H+)=c(CO32-)+c(OH-)-c(H2CO3)即 c(H+)+c(H2CO3)=c(CO32-)+c(OH-)关系:剩余的质子数目=产生质子的产物数目-消耗质子的产物数目 又如 NaH2PO4溶液 原始物种:H2PO4-,H2O 消耗质子产物:H3PO4,产生质子产物:HPO42-(产生一个质子),PO43-(产生二个质子),OH-c(H+)=c(HPO42-)+2c(PO43-)+c(OH-)-c(H3PO4)快速书写质子守恒的方法:第一步:定基准物(能得失氢离子的物质)(若为溶液则包括水)利用电离和水解得到得质子产物和失质子产物。第二步:看基准物、得质子产物和失质子产物相差的质子数 第三步:列出质子守恒关系式 得质子数=失质子数 第四步:用物料守恒和电荷守恒加以验证 如碳酸氢钠溶液(NaHCO3):溶液中的基准物为 H2O 和 HCO3-;H2O 得到1个质子为 H3O+(即为 H+),失去1个质子得到 OH-;HCO3-得到1个质子为 H2CO3,失去1个质子为CO32-;然后根据得失质子守恒列出关系式:C(OH-)+C(CO32-)=C(H2CO3)+C(H+)。
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