化学 三大守恒定律

对于溶液中微粒浓度（或数目）的比较，要遵循两条原则：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负电荷总数；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。（物料守恒实际属于原子个数守恒和质量守恒。）电荷守恒1. 化合物中元素正负化合价代数和为零2.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.除六大强酸，四大强碱外都水解，多元弱酸部分水解。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（指原子核中质子数相等的原子，就是元素守恒）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0.1mol/LNa3PO4溶液中：根据P元素形成微粒总量守恒有：cPO43-+cHPO42-+cH2PO4-+cH3PO4=0.1mol/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-没有电离和水解，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0.1mol/L的H2S溶液中存在如下电离过程:（均为可逆反应）H2S=(H+) +(HS-)(HS-)=(H+)+(S2-)H2O=(H+)+(OH-)可得物料守恒式c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=0.1mol/L, （在这里物料守恒就是S元素守恒-描述出有S元素的离子和分子即可）【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，阴阳离子总电荷量要相等，由于1mol碳酸根电荷量是2mol负电荷，所以碳酸根所带电荷量是其物质的量的2倍。物料守恒c(Na+)是碳酸根离子物质的量的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氢离子以（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。守恒式可由酸碱质子理论得到。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+) 。