水解平衡常数表达式是什么?

如题所述

水解平衡常数是描述溶液中水解反应程度的重要指标。对于一般的酸碱水解反应,其水解平衡常数表达式如下:

对于酸性水解反应:

Kw = [H+][OH-]

其中,Kw 是水的离子积(水解平衡常数),[H+] 是溶液中的氢离子浓度,[OH-] 是溶液中的氢氧根离子浓度。

对于碱性水解反应:

Kw = [OH-][H+]


在纯净水中(中性溶液),[H+] 和 [OH-] 浓度相等,所以水解平衡常数 Kw 等于 1×10^(-14)(在25摄氏度下)。

需要注意的是,酸、碱的水解平衡常数受温度的影响,随着温度的变化,水的离子积也会发生变化。以上是基于常温下的水解平衡常数表达式。


水解平衡常数定义

水解平衡常数是在水溶液里描述酸碱水解反应程度的一个指标。它表示酸或碱在水中的离解程度,并用于定量描述水溶液中酸碱的强弱。

对于一般的酸性水解反应:

A + H2O ⇌ HA + OH-

其中,A 是酸的离子或分子形式,HA 表示酸的水解产物,OH- 是氢氧根离子。水解平衡常数表达式可以表示为:

Ka = [HA][OH-] / [A]

其中,[HA] 是酸的水解产物的浓度,[OH-] 是氢氧根离子的浓度,[A] 是酸的起始浓度(或活度)。

对于碱性水解反应:

B + H2O ⇌ BH+ + OH-

其中,B 是碱的离子或分子形式,BH+ 表示碱的水解产物,OH- 是氢氧根离子。水解平衡常数表达式可以表示为:

Kb = [BH+][OH-] / [B]

其中,[BH+] 是碱的水解产物的浓度,[OH-] 是氢氧根离子的浓度,[B] 是碱的起始浓度(或活度)。

水解平衡常数越大,表示水解反应越向右偏移,酸或碱的水解程度越大;反之,水解平衡常数越小,表示水解反应越向左偏移,酸或碱的水解程度越小。水解平衡常数的大小决定了酸碱的强弱性质。


水解平衡常数在化学中的应用

1. 酸碱性质确定

水解平衡常数可以用来判断溶液中的物质是酸性还是碱性。当水解平衡常数大于1时,表示水解反应向右偏移,表明物质是酸性;当水解平衡常数小于1时,表示水解反应向左偏移,表明物质是碱性。

2. pH计算

水解平衡常数与溶液中的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相关。通过水解平衡常数,可以计算出溶液的pH值,进而了解溶液的酸碱度。

3. 缓冲溶液制备

水解平衡常数可以用于设计和制备缓冲溶液。通过选择合适的酸碱对,可以根据其水解平衡常数控制溶液的酸碱性,使得溶液可以在一定pH范围内保持稳定。

4. 金属离子配位化学

水解平衡常数在金属离子的配位化学中有重要应用。它可以描述金属离子与配体之间的配位平衡,根据水解平衡常数可以预测配合物的稳定性和解离程度。

5. 酶活性研究

在生物化学中,水解平衡常数可以用于研究酶的活性和底物、产物浓度之间的关系。通过测定水解平衡常数,可以评估酶催化反应的效率和速率。


水解平衡常数的例题

问题:对于酸性水解反应 CH3COOH ⇌ CH3COO- + H+, 已知在特定条件下,酸的起始浓度为 0.1 M,水解产物 CH3COO- 的浓度为 0.05 M。求该酸性水解反应的水解平衡常数 Ka。

解答:根据酸性水解反应的化学方程式 CH3COOH ⇌ CH3COO- + H+,我们可以写出水解平衡常数 Ka 的表达式:

Ka = [CH3COO-][H+] / [CH3COOH]

已知 [CH3COO-] = 0.05 M,[CH3COOH] = 0.1 M,因此代入上述表达式计算 Ka 值:

Ka = (0.05 M)([H+]) / (0.1 M)

这里需要注意的是,水的离子浓度在酸性溶液中可以忽略不计。

所以,根据酸碱离子浓度的关系([H+] + [OH-] = 10^-14 M),我们可以得到 [H+] = 10^-14 M / [OH-],将其代入上式:

Ka = (0.05 M)(10^-14 M / [OH-]) / (0.1 M)

最终简化为:

Ka = 5 × 10^-16 / [OH-]

这样我们就得到了该酸性水解反应的水解平衡常数 Ka 的表达式。

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第1个回答  2022-01-19

水解平衡常数表达式是kh=kw/ka。

以NH4+铵离子水解为例。NH4+ + H2O ==== NH3.H2O + OH-Kb =[NH3.H2O].[ OH-] / [NH4+]Kb分母中无水的浓度项(水作为纯溶剂不出现,或规定为1)。

氯化铵溶液中水解平衡常数表达式:nh4++h2o==nh3·h2o+h+k=c(nh3·h2o)*c(h+)/c(nh4+)。

溶度积规则:

离子积IP(ion product):任一条件下离子浓度幂的乘积。Ksp表示难溶电解质的饱和溶液中离子浓度幂的乘积,仅是IP的一个特例。

数值分析:IP=Ksp表示溶液是饱和的。这时溶液中的沉淀与溶解达到动态平衡,既无沉淀析出又无沉淀溶解。IP<Ksp 表示溶液是不饱和的。溶液无沉淀析出,若加入难溶电解质,则会继续溶解。

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第2个回答  2023-07-16
水解平衡常数(Hydrolysis equilibrium constant)是描述水解反应的平衡状态的化学常数。它用于表示溶液中某种物质与水反应生成酸或碱的平衡程度。

对于一般的水解反应:

A + H2O B + C

其中,A表示待水解的物质,B和C表示水解生成的酸或碱。水解平衡常数(K_hyd)可以用以下表达式表示:

K_hyd = [B] * [C] / [A]

其中,[A]、[B]和[C]分别表示在反应平衡时的物质A、B和C的浓度(或摩尔浓度)。

水解平衡常数的值反映了水解反应的倾向性。如果K_hyd的值大于1,说明水解反应在平衡时生成的酸或碱的浓度较高,水解反应倾向向右进行;如果K_hyd的值小于1,说明水解反应在平衡时生成的酸或碱的浓度较低,水解反应倾向向左进行。水解平衡常数的大小还可以提供关于反应速率和反应条件的信息。
第3个回答  2023-07-22
水解平衡常数表达式表示了溶液中发生水解反应的平衡程度。对于一般的水解反应,其水解平衡常数(Kw)表达式为:

Kw = [H+][OH-]

其中,[H+]表示溶液中氢离子(酸性离子)的浓度,[OH-]表示溶液中氢氧根离子(碱性离子)的浓度。

在纯水中,水分子自发地发生水解反应,产生氢离子和氢氧根离子,而这两种离子的浓度相等。因此,对于纯水,可以用[H+]来代表[OH-]的浓度,Kw的数值为:

Kw = [H+][OH-] = [H+]^2

在25摄氏度下,纯水的水解平衡常数Kw约为10^-14。这意味着在纯水中,[H+]和[OH-]的浓度各自为10^-7摩尔/升。

当溶液中存在酸性或碱性物质时,水解反应会被影响,导致[H+]和[OH-]的浓度不再相等。水解平衡常数Kw仍然可以用上述表达式来表示,只需根据实际的[H+]和[OH-]的浓度值计算即可。

需要注意的是,水解反应的平衡常数Kw在不同温度下会有微小的变化,因此在不同温度下计算Kw时需要考虑温度对其数值的影响。本回答被网友采纳
第4个回答  2023-07-18
水解平衡常数(又称为水解常数或酸碱离子常数)是指在水中发生水解反应时形成氢离子(H+)或氢氧根离子(OH-)的平衡态反应的平衡常数。水解平衡常数可以表示为Ka(酸解离常数)或Kb(碱解离常数),具体取决于所讨论的是酸性物质还是碱性物质。

对于酸解离常数Ka:
对于一般酸HA,其水解平衡常数可表示为:
Ka = [H+][A-] / [HA]
其中[H+]代表氢离子的浓度,[A-]代表酸根离子的浓度,[HA]代表酸的浓度。

对于碱解离常数Kb:
对于一般碱B,其水解平衡常数可表示为:
Kb = [OH-][HB+] / [B]
其中[OH-]代表氢氧根离子的浓度,[HB+]代表原子化学中名为既成离子的阴离子的浓度,[B]代表碱的浓度。

需要注意的是,水解平衡常数常用以表示酸碱反应的强弱程度,数值越大说明水解反应越偏向生成H+(或OH-),反之,数值越小说明水解反应越偏向生成HA(或B)。
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