電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒綜述

1、電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒綜述電荷守恒物料守恒質(zhì)子守恒同為溶液中的三大守恒關(guān)系。這三個(gè)守恒的最大應(yīng)用是判斷溶液中粒子濃度的大小，或它們之間的關(guān)系等式。電荷守恒：是指溶液中所有陽(yáng)離子所帶的正電荷總數(shù)與所有陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)相等。即溶液永遠(yuǎn)是電中性的，所以陽(yáng)離子帶的正電荷總量＝陰離子帶的負(fù)電荷總量1.溶液必須保持電中性，即溶液中所有陽(yáng)離子所帶的電荷數(shù)等于所有陰離子所帶的的電荷數(shù)2.除六大強(qiáng)酸，四大強(qiáng)堿外都水解，多元弱酸部分水解。產(chǎn)物中

2、有分步水解產(chǎn)物。3.這個(gè)離子所帶的電荷數(shù)是多少，離子前就寫幾。例如：Na2CO3：c(Na)c(H)=c(OH)c(HCO3)2c(CO32)因?yàn)樘妓岣鶠閹蓚€(gè)單位負(fù)電荷，所以碳酸根前有一個(gè)2。在下列物質(zhì)的溶液中CH3COONa：c(Na)c(H)=c(CH3COO)c(OH)Na2CO3：c(Na)c(H)=c(OH)c(HCO3)2c(CO32)NaHCO3：c(Na)c(H)=c(HCO3)2(CO32)c(OH)Na3PO4：c

3、(Na)c(H)=3c(PO43)2c(HPO42)c(H2PO4)c(OH)電荷守恒定律：物理學(xué)的基本定律之一。它指出，對(duì)于一個(gè)孤立系統(tǒng)，不論發(fā)生什么變化，其中所有電荷的代數(shù)和永遠(yuǎn)保持不變。電荷守恒定律表明，如果某一區(qū)域中的電荷增加或減少了，那么必定有等量的電荷進(jìn)入或離開該區(qū)域；如果在一個(gè)物理過(guò)程中產(chǎn)生或消失了某種符號(hào)的電荷，那么必定有等量的異號(hào)電荷同時(shí)產(chǎn)生或消失。注意：1正確分析溶液中存在的陰、陽(yáng)離子是書寫電荷守恒式的關(guān)鍵，需要結(jié)合

4、電解質(zhì)電離及鹽類的水解知識(shí)，尤其是對(duì)多級(jí)電離或多級(jí)水解，不能有所遺漏。如Na2CO3溶液中存在如下電離和水解平衡：Na2CO32NaCO32；CO32H2OHCO3OH；HCO3H2OH2CO3OH；H2OHOH。所以溶液中陽(yáng)離子有：Na、H，陰離子有：CO32、HCO3、OH。2結(jié)合陰陽(yáng)離子的數(shù)目及其所帶的電荷可以寫出：N(Na)N(H)=2N(CO32)N(HCO3)N(OH)3將上式兩邊同時(shí)除以NA得：n(Na)n(H)=2n(C

5、O32)n(HCO3)n(OH)；再同時(shí)除以溶液體積V得：C(Na)C(H)=2C(CO32)C(HCO3)C(OH)，這就是Na2CO3溶液的電荷守恒式。電荷守恒式即溶液中所有陽(yáng)離子的物質(zhì)的量濃度與其所帶電荷乘積之和等于所有陰離子的物質(zhì)的量濃度與其所帶電荷的絕對(duì)值乘積之和。寫等式注意2點(diǎn)：1、要判斷準(zhǔn)確溶液中存在的所有離子，不能漏掉。2、注意離子自身帶的電荷數(shù)目。如：Na2CO3溶液：C（Na）C（H）=2C（CO32）C（HCO3）

6、C（OH）NaHCO3溶液：C（Na）C（H）=2C（CO32）C（HCO3）C（OH）Na3PO4溶液：C（Na）C（H）=3C（PO43）2C（HPO42）C（H2PO4）C（OH）NH4Cl溶液：C（NH4）C（H）=C（Cl）C（OH）NaOH溶液：C（Na）C（H）=C（OH）物料守恒：溶液中某一組分的原始濃度應(yīng)該等于它在溶液中各種存在形式的濃度之和。也C(Na)=C(HCO3)C(CO32)C(H2CO3)｛物料守恒｝兩式相

7、減得C（H）C（H2CO3）=C（CO32）C(OH)這個(gè)式子叫質(zhì)子守恒。方法二：由酸堿質(zhì)子理論例1：NaHCO3溶液原始物種：HCO3，H2O消耗質(zhì)子產(chǎn)物H2CO3，產(chǎn)生質(zhì)子產(chǎn)物CO32，OHC（H）=C（CO32）C(OH)C（H2CO3）即C（H）C（H2CO3）=C（CO32）C(OH)關(guān)系：剩余的質(zhì)子數(shù)目等于產(chǎn)生質(zhì)子的產(chǎn)物數(shù)目消耗質(zhì)子的產(chǎn)物數(shù)目直接用酸堿質(zhì)子理論求質(zhì)子平衡關(guān)系比較簡(jiǎn)單，但要細(xì)心；如果用電荷守恒和物料守恒關(guān)系聯(lián)立

8、得到則比較麻煩，但比較保險(xiǎn)例2：NaH2PO4溶液原始物種：H2PO4，H2O消耗質(zhì)子產(chǎn)物：H3PO4產(chǎn)生質(zhì)子產(chǎn)物：HPO42（產(chǎn)生一個(gè)質(zhì)子），PO43（產(chǎn)生二個(gè)質(zhì)子），OH所以：c（H）=c(HPO42)2c(PO43)c(OH)c（H3PO4）快速書寫質(zhì)子守恒的方法：第一步：確定溶液的酸堿性，溶液顯酸性，把氫離子濃度寫在左邊，反之則把氫氧根離子濃度寫在左邊。第二步：根據(jù)溶液能電離出的離子和溶液中存在的離子，來(lái)補(bǔ)全等式右邊。具體方法是

9、，判斷溶液能直接電離出的離子是什么。然后選擇能電離產(chǎn)生氫離子或者水解結(jié)合氫離子的離子為基準(zhǔn)，用它和它電離或者水解之后的離子（這里稱為對(duì)比離子）做比較，是多氫還是少氫，多N個(gè)氫，就減去N倍的該離子（對(duì)比離子）濃度。少N個(gè)氫離子，就減去N倍的該離子（對(duì)比離子）。如碳酸氫鈉溶液（NaHCO3）:溶液顯堿性，所以把氫氧根離子濃度寫在左邊，其次。判斷出該溶液直接電離出的離子是鈉離子和碳酸氫根，而能結(jié)合氫離子或電離氫離子的是碳酸氫根。其次以碳酸氫根

10、為基準(zhǔn)離子（因?yàn)樘妓釟溻c直接電離產(chǎn)生碳酸根和鈉離子，而鈉離子不電離也不水解。）減去它電離之后的離子濃度，加上它水解生成的離子濃度。便是：C（OH）=C(H2CO3)C(CO32)C(H)例1：NH4Cl溶液，電荷守恒，NH4H=ClOH物料守恒，C（NH4）C（NH3.H2O）=C（Cl）質(zhì)子守恒，處理一下，約去無(wú)關(guān)的Cl，得到，C（H）=C（OH）C（NH3.H2O），分析水電離H=OH，但是部分OH被NH4結(jié)合成NH3.H2O，而且