1、同离子效应 两种含有相同离子得盐(或酸、碱)溶于水时,它们得溶解度(或酸度系数)都会降低,这种现象叫做同离子效应。在弱电解质得溶液中,如果加入含有该弱电解质相同离子得强电解质,就会使该弱电解质得电离度降低得效应。同理,在电解质饱与溶液中,加入含有与该电解质相同离子得强电解质,也会降低该电解质得溶解度。 简介 在弱电解质溶液中加入跟该电解质有相同离子得强电解质,可以降低弱电解质得电离度,这种叫做同离子效应。在弱酸溶液中加入该酸得可溶性盐(如在醋酸溶液中加入少量固体醋酸钠),或在弱碱溶液中加入该碱得可溶性盐(如在氨水中加入氯化铵),都会发生同离子效应。发生同离子效应得原理主要就是加入相同离子
2、后,使原电解质得电离平衡向生成原电解质分子得方向移动,从而降低原电解质得电离度。在电解质饱与溶液中加入跟该电解质有相同离子得强电解质,从而降低原电解质得溶解度,这种现象也叫同离子效应。这就是因为增加溶液中离子得浓度,使有关离子浓度得乘积超过原电解质得溶度积常数,使原电解质沉淀下来。 种类 同离子效应对酸碱平衡得影响:在弱电解质溶液中,加入含有相同离子得强电解质,使电离平衡向左移动,弱电解质得电离度降低得作用叫做同离子效应。 同离子效应对沉淀-溶解平衡得影响:在难溶强电解质溶液中,加入与难溶强电解质具有相同离子得易溶强电解质,使难溶强电解质得溶解度减小得效应,叫做沉淀-溶解平衡中得同离子效
3、应 同离子效应有两种,一种就是降低弱电解质得电离度;另一种就是降低原电解质得溶解度。即,在电解质1得饱与溶液中,加入与电解质1有相同离子得强电解质2,因而降低电解质1得溶解度得效应叫同离子效应。这种效应对于微溶电解质特别显著,在化学分析中应用很广。 对此现象可以这样来理解:难溶电解质得溶解与沉淀就是一种动态平衡,所以溶液中有关离子得浓度得(某种!)乘积就是个常数--溶度积。例如[BiO+][Cl-]=Ksp=常数c,假定原来单纯得BiOCl得饱与溶液中,[BiO+]=[Cl-];加了NaCl后,[Cl-]大大增加,但就是常数c仍然得满足,所以必然就是[BiO+]大大降低,它无处可去,只有
4、沉淀![BiO+]降低就意味着BiOCl得溶解度下降了。 上面提到得降低弱电解质得电离度得原理类推。 在弱电解质溶液中加入含有与该弱电解质具有相同离子得强电解质,从而使弱电解质得解离平衡朝着生成弱电解质分子得方向移动,弱电解质得解离度降低得效应称为同离子效应。 ①使弱电解质电离度减小 例如,在醋酸溶液中加入醋酸钠,由于醋酸钠就是强电解质、在水中全部电离成Na+与Ac-,溶液中Ac-浓度增大,大量得Ac-同H+结合成醋酸分子,使醋酸得电离平衡向左移动 因此, 醋酸得电离度减小,溶液中H+浓度降低。在弱碱溶液中加入弱碱盐,例如,在氨水中加入氯化铵,也存在同离子效应。有同离子效应时计
5、算氢离子浓度得一般公式为: 式中Kα为弱酸得电离常数,c为浓度。同理可得: 式中Kb为弱碱得电离常数。 ②使难溶盐溶解度降低 例如,硫酸钡饱与溶液中,存在如下平衡: 在上述饱与溶液中加入氯化钡,由于氯化钡完全电离,溶液中[Ba2+]突然增大,[Ba2+]>KSP,原来得平衡遭到破坏,>KSP时,[Ba2+]大于BaSO4溶解在纯水中得钡离子浓度,而平衡向左移动,析出BaSO4沉淀。当溶液中再次建立新得平衡,即[Ba2+]则小于BaSO4溶解在纯水中得硫酸根浓度,硫酸钡得溶解度可用新得平衡状态下得来量度。因此BaSO4在BaCl2溶液中得溶解度比在
6、纯水中要小。即加入含相同离子得强电解质BaCl2使难溶盐BaSO4得溶解度降低。同离子效应也可以降低易溶电解质得溶解度。例如,在饱与得NaCl溶液中加入浓盐酸或通入氯化氢气体,也可以使NaCl晶体析出。 实验 同离子效应使难溶电解质得溶解度降低 原理 在已经建立起溶解平衡得难溶电解质得溶液中,加入含有相同离子得另一强电解质溶液时,由于离子浓度得增加,会使平衡向着生成沉淀得方向进行移动,从而达到新得溶解平衡。可见相同离子效应会也使难容电解质得溶解度降低。 [用品] 试管、饱与硝酸银溶液、饱与醋酸银溶液、饱与醋酸钠溶液、饱与硝酸钾溶液、饱与氯化铅溶液、饱与氯化钠溶液、饱与硫酸
7、钡溶液、硫酸。 操作 1、 硫酸对硫酸钡饱与溶液得作用。 取二支盛有硫酸钡饱与溶液得试管,在其中一试管中加入硫酸钡得饱与溶液,另一试管中加入硫酸,可以瞧到,只有在加入硫酸得试管中才有浑浊现象产生。 这就是由于BaSO4(s)=Ba2+(aq)+SO42-(aq) [Ba2+][SO42-]=KSP=1、8×10-10 在上述饱与溶液中加入相同离子SO42-,使离子浓度增大,平衡向着生成沉淀得方向即降低硫酸钡溶解度方向移动。 2. 银离子对醋酸银溶解度得影响与醋酸根离子对醋酸银溶解度得影响。 取两支盛有醋酸银饱与溶液得试管,其中一支加入饱与得硝酸银溶液,一支加入饱
8、与得硝酸银溶液,一支加入饱与得醋酸钠溶液,边加边振荡试管,会发现两试管中都有白色沉淀析出。即银离子、醋酸根离子都与醋酸银有共同离子。其作用得结果就是,在增大共同离子得浓度后,会使溶解平衡向着不溶得方向进行移动。 3、氯离子对氯化铅溶解度得影响。 在一支试管中加入饱与氯化铅溶液,用滴瓶滴入饱与氯化钠溶液,边滴边摇动,直到观察到有白色沉淀析出为止。 盐效应 往弱电解质得溶液中加入与弱电解质没有相同离子得强电解质时,由于溶液中离子总浓度增大,离子间相互牵制作用增强,使得弱电解质解离得阴、阳离子结合形成分子得机会减小,从而使弱电解质分子浓度减小,离子浓度相应增大,解离度增大,这种
9、效应称为盐效应。当溶解度降低时为盐析效应;反之为盐溶效应。 原理 往弱电解质得溶液中加入与弱电解质没有相同离子得强电解质时,由于溶液中离子总浓度增大,离子间相互牵制作用增强,使得弱电解质解离得阴、阳离子结合形成分子得机会减小,从而使弱电解质分子浓度减小,离子浓度相应增大,解离度增大,这种效应称为盐效应。在0、1mol/LHAc溶液中加入0、1mol/LNaCl溶液,氯化钠完全电离成Na与Cl-,使溶液中得离子总数骤增,离子之间得静电作用增强。这时Ac-与H被众多异号离子(Na与Cl-)包围,Ac-跟H结合成HAc得机会减少,使HAc得电离度增大(可从1、34%增大到1、68%)。在难溶电解
10、质溶液中加入具有不同离子得可溶性强电解质后,使难溶电解质溶解度增大得效应,也叫做盐效应。以HAc溶液中加入NaCl为例说明盐效应产生得原因。在HAc弱电解质溶液中,加入强电解质NaCl后,使得溶液中H+,Ac-离子被带异电荷得Na+,Cl-所牵制,则H+,Ac-结合成HAc得机会减小,溶液中自由H+,Ac-离子浓度适当增加,则HAc得解离度略有增大。这里必须注意:在发生同离子效应时,由于也外加了强电解质,所以也伴随有盐效应得发生,只就是这时同离子效应远大于盐效应,所以可以忽略盐效应得影响。 盐效应说明 盐效应对酸碱平衡得影响:在弱电解质得溶液中,加入其它强电解质得时候,该弱电解质得电离度将
11、稍有增大,这种作用叫做盐效应 盐效应对沉淀-溶解平衡得影响:在难溶强电解质得饱与溶液中,加入与难溶强溶电解质不具有相同离子得易溶强电解质,使难溶强电解质溶液得溶解度略有增大得效应,叫做沉淀-溶解平衡中得同离子效应 ①使难溶物质溶解度增加 例如,pbso4在kno3溶液中得溶解度,比它在纯水中得溶解度大。这就是因为加入不含相同离子得强电解质pbso4沉淀表面碰撞得次数减小,使沉淀过程速度变慢,平衡向沉淀溶解得方向移动,故难溶物质溶解度增加。加入含相同离子得电解质时,有盐效应也有同离子效应,而后者得影响比前者大,故只能观察到难溶物质得溶解度降低了。 ②使弱电解质电离度增大 在弱
12、电解质溶液中,加入不含相同离子得强电解质,由于盐效应,会使弱电解质得电离度增大。例如,0、1mol·l-1醋酸溶液得电离度度就是1、3%,若溶液中有0、1mol·l-1nacl存在,则醋酸得电离度增大到1、7%。若在弱电解质溶液中,加入含相同离子得强电解质,则盐效应与同离子效应同时发生,但盐效应对电离平衡得影响远不如同离子效应。例如,0、1mol·l-1醋酸溶液加入0、lmol·l-1醋酸钠,由于同离子效应,电离度从1、3%减小到0、018%,数量级发生了变化,而盐效应不会使电离度发生数量级得变化,故两种效应共存时,可忽略盐效应。 盐效应导致难溶电解质得溶解度增大,这一现象就是沉淀-溶
13、解平衡移动得结果吗 不就是、在讨论同离子效应对沉淀-溶解平衡得影响,也提到盐效应对难溶电解质溶解度得影响、但就是,我们并没有将盐效应当作影响沉淀-溶解平衡移动得因素、这就是因为,在高浓度外加电解质存在条件下,系统不能达到我们所讨论得那种平衡状态、 让我们再一次讨论AgCl(s)与其构晶离子之间得沉淀-溶解平衡: AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)K○一sp=a(Ag+)·a(Cl-)=c(Ag+)·c(Cl-)=1、8×10-10 需要指出得就是,化学手册中得K○一sp值通常就是基于活度得值,只就是因为难溶电解质溶液中构晶离子得浓度极低,我们才能用浓度
14、c)代替活度(a)、如果往系统中加入高浓度得KNO3(或其她电解质),Ag+离子与Cl-离子分别被NO3-离子与K+离子包围,形成各自得"离子氛"、离子氛得存在导致两个构晶离子得有效浓度(即活度)明显地小于测量浓度、 将固体AgCl放在KNO3水溶液中搅拌,随着AgCl不断溶解,溶液中Ag+离子与Cl-离子得浓度同步增大、当c(Ag+)·c(Cl-)达到1、8×10-10时,a(Ag+)·a(Cl-)仍然小于这个数值,这意味着尚未到达平衡、继续搅拌,Ag+离子与Cl-离子浓度继续上升、当a(Ag+)·a(Cl-)达到1、8×10-10时,c(Ag+)·c(Cl-)无疑大于这个数值了,即c(Ag+)·c(Cl-)>K○一sp、显然,如果允许用浓度得乘积表示平衡得话,这已经就是另一个平衡了! 盐效应有时又叫非共同离子效应(unmonioneffect,或diverseioneffect),这个术语易让学生将这种效应与同离子效应联系在一起、从上述讨论不难发现,同离子效应涉及沉淀-溶解平衡得移动,而盐效应则与平衡移动无关、 配位效应(混合配位效应,羟基配位效应,辅助配位效应) 共存离子效应 诱导效应 共轭效应






