同離子效應

同離子效應

同離子效應(英文名稱:common ion effect)指兩種含有相同離子的鹽(或酸、鹼)溶於水時,它們的溶解度(或酸度係數)都會降低,這種現象叫做同離子效應。在弱電解質的溶液中,如果加入含有該弱電解質相同離子的強電解質,就會使該弱電解質的電離度降低的效應。同理,在電解質飽和溶液中,加入含有與該電解質相同離子的強電解質,也會降低該電解質的溶解度。例如:1、硫酸對硫酸鋇飽和溶液的作用。2、銀離子對醋酸銀溶解度的影響和醋酸根離子對醋酸銀溶解度的影響。3、氯離子對氯化鉛溶解度的影響。

基本信息

簡介

同離子效應同離子效應
同離子效應英文名稱:commonioneffect,在弱電解質溶液中加入跟該電解質有相同離子的強電解質,可以降低弱電解質的電離度,這種叫做同離子效應。在弱酸溶液中加入該酸的可溶性鹽(如在醋酸溶液中加入少量固體醋酸鈉),或在弱鹼溶液中加入該鹼的可溶性鹽(如在氨水中加入氯化銨),都會發生同離子效應。發生同離子效應的原理主要是加入相同離子後,使原電解質的電離平衡向生成原電解質分子的方向移動,從而降低原電解質的電離度。在電解質飽和溶液中加入跟該電解質有相同離子的強電解質,從而降低原電解質的溶解度,這種現象也叫同離子效應。這是因為增加溶液中離子的濃度,使有關離子濃度的乘積超過原電解質的溶度積常數,使原電解質沉澱下來。

種類

同離子效應有兩種,一種是降低弱電解質的電離度;另一種是降低原電解質的溶解度。即,在電解質1的飽和溶液中,加入和電解質1有相同離子的強電解質2,因而降低電解質1的溶解度的效應叫同離子效應。這種效應對於微溶電解質特別顯著,在化學分析中套用很廣。
對此現象可以這樣來理解:難溶電解質的溶解和沉澱是一種動態平衡,所以溶液中有關離子濃度的(某種!)乘積是一個常數--溶度積。例如[BiO+][Cl-]=Ksp=常數c,假定原來單純的BiOCl的飽和溶液中,[BiO+]=[Cl-];加了NaCl後,[Cl-]大大增加,常數c不變,因為[BiO+]=Ksp/[Cl-],所以[BiO+]大大降低,它無處可去,只有沉澱![BiO+]降低就意味著BiOCl的溶解度下降了。從溶解平衡角度來解釋,BiO++Cl-=BiOCl↓當Cl-增加時,平衡被打破,反應向右進行。
上面提到的降低弱電解質電離度的原理類推。
在弱電解質溶液中加入含有與該弱電解質具有相同離子的強電解質,從而使弱電解質的解離平衡朝著生成弱電解質分子的方向移動,弱電解質的解離度降低的效應稱為同離子效應。
①使弱電解質電離度減小例如,在醋酸溶液中加入醋酸鈉,由於醋酸鈉是強電解質、在水中全部電離成Na+和Ac-,溶液中Ac-濃度增大,大量的Ac-同H+結合成醋酸分子,使醋酸的電離平衡向左移動
因此,醋酸的電離度減小,溶液中H+濃度降低。在弱鹼溶液中加入弱鹼鹽,例如,在氨水中加入氯化銨,也存在同離子效應。有同離子效應時計算氫離子濃度的一般公式為:
式中Kα為弱酸的電離常數,c為濃度。同理可得:式中Kb為弱鹼的電離常數。
②使難溶鹽溶解度降低例如,硫酸鋇飽和溶液中,存在如下平衡:
在上述飽和溶液中加入氯化鋇,由於氯化鋇完全電離,溶液中[Ba2+]突然增大,[Ba2+]>KSP,原來的平衡遭到破壞,>KSP時,[Ba2+]大於BaSO4溶解在純水中的鋇離子濃度,而平衡向左移動,析出BaSO4沉澱。當溶液中再次建立新的平衡,即[Ba2+]則小於BaSO4溶解在純水中的硫酸根濃度,硫酸鋇的溶解度可用新的平衡狀態下的來量度。因此BaSO4在BaCl2溶液中的溶解度比在純水中要小。即加入含相同離子的強電解質BaCl2使難溶鹽BaSO4的溶解度降低。同離子效應也可以降低易溶電解質的溶解度。例如,在飽和的NaCl溶液中加入濃鹽酸或通入氯化氫氣體,也可以使NaCl晶體析出。

實驗

同離子效應使難溶電解質的溶解度降低

原理

在已經建立起溶解平衡的難溶電解質的溶液中,加入含有相同離子的另一強電解質溶液時,由於離子濃度的增加,會使平衡向著生成沉澱的方向進行移動,從而達到新的溶解平衡。可見相同離子效應會也使難容電解質的溶解度降低。
[用品]試管飽和硝酸銀溶液飽和醋酸銀溶液飽和醋酸鈉溶液飽和硝酸鉀溶液飽和氯化鉛溶液飽和氯化鈉溶液飽和硫酸鋇溶液硫酸

操作

1、硫酸對硫酸鋇飽和溶液的作用。
取二支盛有硫酸鋇飽和溶液的試管,在其中一試管中加入硫酸鋇的飽和溶液,另一試管中加入硫酸,可以看到,只有在加入硫酸的試管中才有渾濁現象產生。
這是由於BaSO4(s)=Ba2+(aq)+SO42-(aq)
[Ba2+][SO42-]=KSP=1.8×10-10
在上述飽和溶液中加入相同離子SO42-,使離子濃度增大,平衡向著生成沉澱的方向即降低硫酸鋇溶解度方向移動。
2.銀離子對醋酸銀溶解度的影響和醋酸根離子對醋酸銀溶解度的影響。
取兩支盛有醋酸銀飽和溶液的試管,其中一支加入飽和的硝酸銀溶液,一支加入飽和的醋酸鈉溶液,邊加邊振盪試管,會發現兩試管中都有白色沉澱析出。即銀離子、醋酸根離子都與醋酸銀有共同離子。其作用的結果是,在增大共同離子的濃度後,會使溶解平衡向著不溶的方向進行移動。
3.氯離子對氯化鉛溶解度的影響。
在一支試管中加入飽和氯化鉛溶液,用滴瓶滴入飽和氯化鈉溶液,邊滴邊搖動,直到觀察到有白色沉澱析出為止。

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