电离平衡常数计算公式

电离平衡常数的计算公式根据电解质类型有所不同,以下是主要情况:

一、一般弱电解质的电离平衡常数(Ka/Kb)

  1. 酸的电离平衡常数(Ka)

    对于弱酸HA(如醋酸)的电离反应:
    $$HA \rightleftharpoons H^+ + A^-$$

    公式为: $$K_a = \frac{[H^+][A^-]}{[HA]}$$

    其中,$[H^+]$和$[A^-]$分别为电离产生的氢离子浓度和酸根离子浓度,$[HA]$为未电离的酸浓度。

  2. 碱的电离平衡常数(Kb)

    对于弱碱BOH(如氨水)的电离反应:
    $$BOH \rightleftharpoons B^+ + OH^-$$

    公式为: $$K_b = \frac{[B^+][OH^-]}{[BOH]}$$

    其中,$[B^+]$和$[OH^-]$分别为电离产生的阳离子浓度和氢氧根离子浓度,$[BOH]$为未电离的碱浓度。

二、盐类(如酸式盐、碱式盐)的电离平衡常数(Ksp)

对于盐类AB(如$AgCl$、$Fe(OH)_3$)的电离反应:
$$AB \rightleftharpoons A^+ + B^-$$

公式为:
$$K_{sp} = [A^+][B^-]$$

例如:

  • 氯化银的电离常数:$K_{sp}(AgCl) = [Ag^+][Cl^-]$

  • 氢氧化铁的电离常数:$K_{sp}(Fe(OH)_3) = [Fe^{3+]][OH^-]^3$

三、水的电离平衡常数(Kw)

水的电离反应为: $$2H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + OH^-$$

公式为: $$K_w = \frac{[H_3O^+][OH^-]}{[H_2O]}$$

在298K时,$K_w = 1.0 \times 10^{-14}$

四、注意事项

  1. 浓度表示 :公式中的浓度需使用电离平衡时的瞬时浓度,而非初始浓度。

  2. 温度影响 :电离常数随温度变化,吸热反应的$K_a$或$K_b$随温度升高而增大,放热反应则相反。

  3. 特殊物质 :如弱酸弱碱的$K_a$或$K_b$需通过实验测定,例如醋酸的$K_a \approx 1.8 \times 10^{-5}$。

通过以上公式,可定量描述电解质在水溶液中的电离程度,是化学平衡和溶液酸碱性的重要理论工具。

提示:本内容不能代替面诊,如有不适请尽快就医。
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