2020-07-22 17:04:29

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两种含有相同离子的盐(或酸、碱)溶于水时,它们的溶解度(或酸度系数)都会降低,这种现象叫做同离子效应。在弱电解质的溶液中,如果加入含有该弱电解质相同离子的强电解质,就会使该弱电解质的电离度降低的效应。同理,在电解质饱和溶液中,加入含有与该电解质相同离子的强电解质,也会降低该电解质的溶解度。

基本信息

  • 中文名

    同离子效应

  • 外文名

    common ion effect

  • 概念

    溶解度都降低

  • 实验

    同离子使难溶电解质溶解度降低

目录

折叠 编辑本段 简介

同离子效应英文名称:common ion effect ,在弱电解质溶液中加入跟该电解质有相同离子的强电解质,可以降低弱电解质的电离度,这种叫做同离子效应。在弱酸溶液中加入该酸的可溶性盐(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的可溶性盐(如在氨水中加入氯化铵),都会发生同离子效应。发生同离子效应的原理主要是加入相同离子后,使原电解质的电离平衡向生成原电解质分子的方向移动,从而降低原电解质的电离度。在电解质饱和溶液中加入跟该电解质有相同离子的强电解质,从而降低原电解质的溶解度,这种现象也叫同离子效应。这是因为增加溶液中离子的浓度,使有关离子浓度的乘积超过原电解质的溶度积常数,使原电解质沉淀下来。[1]

折叠 编辑本段 种类

同离子效应有两种,一种是降低弱电解质的电离度;另一种是降低原电解质的溶解度。即,在电解质1的饱和溶液中,加入和电解质1有相同离子的强电解质2,因而降低电解质1的溶解度的效应叫同离子效应。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:难溶电解质的溶解和沉淀是一种动态平衡,所以溶液中有关离子浓度的(某种!)乘积是一个常数--溶度积。例如[BiO+][Cl-]=Ksp=常数c,假定原来单纯的BiOCl的饱和溶液中,[BiO+]=[Cl-];加了NaCl后,[Cl-]大大增加,常数c不变,因为[BiO+]=Ksp / [Cl-],所以[BiO+]大大降低,它无处可去,只有沉淀![BiO+]降低就意味着BiOCl的溶解度下降了。从溶解平衡角度来解释,BiO+ + Cl- = BiOCl ↓ 当Cl-增加时,平衡被打破,反应向右进行。

上面提到的降低弱电解质的电离度的原理类推。

在弱电解质溶液中加入含有与该弱电解质具有相同离子的强电解质,从而使弱电解质的解离平衡朝着生成弱电解质分子的方向移动,弱电解质的解离度降低的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,由于醋酸钠是强电解质、在水中全部电离成Na+和Ac-,溶液中Ac-浓度增大,大量的Ac-同H+结合成醋酸分子,使醋酸的电离平衡向左移动

因此, 醋酸的电离度减小,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。有同离子效应时计算氢离子浓度的一般公式为:

同离子效应同离子效应

式中Kα为弱酸的电离常数,c为浓度。

同理可得:

同离子效应同离子效应

式中Kb为弱碱的电离常数。

②使难溶盐溶解度降低 例如,硫酸钡饱和溶液中,存在如下平衡:

在上述饱和溶液中加入氯化钡,由于氯化钡完全电离,溶液中[Ba2+]突然增大,[Ba2+]>KSP,原来的平衡遭到破坏,>KSP时,[Ba2+]大于BaSO4溶解在纯水中的钡离子浓度,而平衡向左移动,析出BaSO4沉淀。当溶液中再次建立新的平衡,即[Ba2+]则小于BaSO4溶解在纯水中的硫酸根浓度,硫酸钡的溶解度可用新的平衡状态下的来量度。因此BaSO4在BaCl2溶液中的溶解度比在纯水中要小。即加入含相同离子的强电解质BaCl2使难溶盐BaSO4的溶解度降低。同离子效应也可以降低易溶电解质的溶解度。例如,在饱和的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。

折叠 编辑本段 实验

同离子效应使难溶电解质的溶解度降低

折叠 原理

在已经建立起溶解平衡的难溶电解质的溶液中,加入含有相同离子的另一强电解质溶液时,由于离子浓度的增加,会使平衡向着生成沉淀的方向进行移动,从而达到新的溶解平衡。可见相同离子效应会也使难容电解质的溶解度降低。

[用品] 试管、饱和硝酸银溶液、饱和醋酸银溶液、饱和醋酸钠溶液、饱和硝酸钾溶液、饱和氯化铅溶液、饱和氯化钠溶液、饱和硫酸钡溶液、硫酸。

折叠 操作

1、硫酸对硫酸钡饱和溶液的作用。

取二支盛有硫酸钡饱和溶液的试管,在其中一试管中加入硫酸钡的饱和溶液,另一试管中加入硫酸,可以看到,只有在加入硫酸的试管中才有浑浊现象产生。

这是由于BaSO4(s)=Ba2+(aq)+SO42-(aq)

[Ba2+][SO42-]=KSP=1.8×10-10

在上述饱和溶液中加入相同离子SO42-,使离子浓度增大,平衡向着生成沉淀的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的影响和醋酸根离子对醋酸银溶解度的影响。

取两支盛有醋酸银饱和溶液的试管,其中一支加入饱和的硝酸银溶液,一支加入饱和的醋酸钠溶液,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。其作用的结果是,在增大共同离子的浓度后,会使溶解平衡向着不溶的方向进行移动。

3.氯离子对氯化铅溶解度的影响。

在一支试管中加入饱和氯化铅溶液,用滴瓶滴入饱和氯化钠溶液,边滴边摇动,直到观察到有白色沉淀析出为止。

参考资料

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