离子浓度计算
公式法
组合法
拆分法
与化学平衡有关的离子浓度计算题型及解题方法
由于电解质在溶液中要以离子或部分以离子的形式存在,所以它们具有什么性质及能否参与某个反应,也多与其中某离子浓度有关。这样,在定量地讨论一些化学问题时,首要的就是要知道体系中各种离子的浓度。因此在化学教学中就较多地出现了一类有关离子浓度计算的习题。
这众多的离子浓度计算习题,还涉及到许多差别很大的体系和不同类别的化学平衡。这更是导致了部分学生,仅在确定其解题思路及方法上就要花费较多的时间。即,在化学教学中对这类问题需要有一个比较系统的归纳和分类。
像中学教学中的有关溶解度的计算、溶液不同浓度间的换算,虽也与离子浓度有关,但终归与化学平衡没有联系或有少许的联系。故不包括在本文的讨论范围之内。
而像无机化学教学中“化学平衡”部分的习题,讨论对象多属于气相的范畴、与“离子浓度计算”无关,故也不包括在本文所讨论的范围内。
一、电解质溶液中离子浓度计算问题的复杂性
无机化学教材中“化学平衡”这一章所涉及的计算,多是仅针对一个化学反应平衡常数表示式的计算,属于化学平衡常数的最基本运用。
在后续的电解质溶液讨论中,哪怕溶液中只是含有一种弱电解质,要计算其组成离子的浓度,在多数情况下也会遇到几个拦路虎。对这类计算,在认识上需要有一个根本的转变。
一是,在这种研究体系中最少都要包含两个化学平衡。一个是弱电解质的电离平衡,另外一个是溶剂水本身的电离平衡。
在一定程度上,这两个平衡还存在有相互间的作用。虽然有的作用很微弱(如难溶盐的些许水解),以至于可以忽略不计。但有时这个相互作用的影响还是很大的(有相同种类的离子时),必须要考虑到平衡间的相互影响才行。什么情况下要考虑这个相互作用,什么情况下可以不考虑它,对于学生来说,这是很难把握的。
二是,当一种离子关系到两个化学平衡时,那就不能用两个平衡分别计算出其浓度后,再用“相加”的方法来处理。
而是要让其浓度同时满足两个平衡常数,即必须要在对多个平衡进行通盘考虑的情况下来进行这个计算。这多个关系式的确定及其数学代换过程,往往需要比较多的专业知识和工具。这都是大学低年级学生所不具备的。
第三,这样通盘考虑多个平衡的最终结果,几乎都是一个有关该离子浓度项的高次方程。要解这个