弱电解质在稀释过程中离子浓度大小的变化

曹光生

我们来看一个例题：将0.1mol·L-1醋酸溶液加水稀释，下列说法正确的是（ ）。

A.溶液中c（H+）和c（OH-）都减小

B.溶液中c（H+）增大

C.醋酸电离平衡向左移动

D.溶液的pH增大

这里的答案明显选D。学生问：将0.1mol·L-1换成2mol·L-1或0.8mol·L-1，加水稀释后的浓度也不知道，答案的选项还是一样的吗？为什么题目总是把数据限定为0.1mol·L-1？为了解决这个问题，下面来进行探讨。

首先介绍弱电解质电离度概念：当弱电解质在溶液中达到电离平衡时，溶液中已经电离的电解质分子数占原来总分子数（包括电离的和未电离的）的百分数，用符号α表示。

α=已电离的电解质分子数溶液中原有电解质的分子总数×100%

电离度可以表示弱电解质的相对强弱。

电离度不仅跟电解质的性质有关，还跟溶液的浓度、温度有关。越稀越电离；越热越电离。

【讨论】电解质的电离度大，是否它的溶液的导电能力一定强？我们以CH3COOH为例：

导电能力与离子浓度成正比（当然也与离子所带电荷有关），c（H+）=Cα。

由此公式可知，溶液的电离度大，其导电能力不一定强，应分情况：

①同T，同C的不同弱电解质，α大→C（离）增大→导电能力强。

②同T，稀释浓的弱电解质时（如冰醋酸），起始，α增大，C（离）增大→导电能力增强，但稀释到一定程度后，再稀释，尽管α增大，但V（aq）增大变为主要因素→C（离）减小→溶液导电性减小，即c（H+）=n（H+）V（aq）。

看起来似乎解决了问题，但是这是定性的，也是模糊的。此类问题能否定量化？查阅有关实验数据（教参高中化学第二册P59表3-1）：

不同浓度的CH3COOH溶液的电离度和电离常数（25℃）（部分内容）

我们尝试探究方法以求得这个浓度变化的临界点，在临界点以上稀释，c（H+）增大，在临界点以下稀释，c（H+）减小，从而达到量化的目的。经过多年的思考，笔者把具体算法做如下归纳，仅供参考。

我们以c（H+）为纵坐标，以加水量为横坐标，对冰醋酸进行稀释，由于计算出的c（H+）太小，所以我们将纵坐标c（H+）扩大104倍，这样作图方便一些，图像也更清晰。

根据此图像可粗略认为0.2mol·L-1是CH3COOH在25℃时的浓度临界点，即c（CH3COOH）>0.2mol·L-1时，加一定量的水稀释后其浓度仍大于0.2mol·L-1，c（H+）随水量增加而增大；当c（CH3COOH）<0.2mol·L-1，加水稀释后，c（H+）减少。

由于25℃同浓度氨水的电离度和醋酸的几乎一致，所以氨水的临界点也是c（NH3·H2O）=0.2mol·L-1即c（NH3·H2O）>0.2mol·L-1时，加一定量的水稀释后且氨水浓度仍大于0.2mol·L-1，c（OH-）随水量增加而增加，当c（NH3·H2O）<0.2mol·L-1，加水稀释后，c（OH-）减少。

因此，命题者为了体现严谨，总是将数据定为0.1mol·L-1，而且比0.2mol·L-1小些，此时加水稀释后c（H+）一定减小，以避免出错。上述例题若将数据换成2mol·L-1或0.8mol·L-1，加水后选什么项，那还要看加水稀释后的浓度是大于还是小于0.2mol·L-1，大于0.2mol·L-1选B，溶液中c（H+）增大；小于0.2mol·L-1，c（H+）是先增后减，不好回答。

此临界点有利于我们划清界限，有助于教师准确命题，学生清楚做题。不同的弱电解质其临界值是不同的，中学化学教学只对CH3COOH和NH3·H2O作要求。

这里使用了一个重要的方法——实验数据图像化，该法方便综合分析，这是大学教材里最常见的处理实验数据的方法，我们可以借鉴使用。

（责任编辑 罗 艳）endprint

我们来看一个例题：将0.1mol·L-1醋酸溶液加水稀释，下列说法正确的是（ ）。

A.溶液中c（H+）和c（OH-）都减小

B.溶液中c（H+）增大

C.醋酸电离平衡向左移动

D.溶液的pH增大

这里的答案明显选D。学生问：将0.1mol·L-1换成2mol·L-1或0.8mol·L-1，加水稀释后的浓度也不知道，答案的选项还是一样的吗？为什么题目总是把数据限定为0.1mol·L-1？为了解决这个问题，下面来进行探讨。

首先介绍弱电解质电离度概念：当弱电解质在溶液中达到电离平衡时，溶液中已经电离的电解质分子数占原来总分子数（包括电离的和未电离的）的百分数，用符号α表示。

α=已电离的电解质分子数溶液中原有电解质的分子总数×100%

电离度可以表示弱电解质的相对强弱。

电离度不仅跟电解质的性质有关，还跟溶液的浓度、温度有关。越稀越电离；越热越电离。

【讨论】电解质的电离度大，是否它的溶液的导电能力一定强？我们以CH3COOH为例：

导电能力与离子浓度成正比（当然也与离子所带电荷有关），c（H+）=Cα。

由此公式可知，溶液的电离度大，其导电能力不一定强，应分情况：

①同T，同C的不同弱电解质，α大→C（离）增大→导电能力强。

②同T，稀释浓的弱电解质时（如冰醋酸），起始，α增大，C（离）增大→导电能力增强，但稀释到一定程度后，再稀释，尽管α增大，但V（aq）增大变为主要因素→C（离）减小→溶液导电性减小，即c（H+）=n（H+）V（aq）。

看起来似乎解决了问题，但是这是定性的，也是模糊的。此类问题能否定量化？查阅有关实验数据（教参高中化学第二册P59表3-1）：

不同浓度的CH3COOH溶液的电离度和电离常数（25℃）（部分内容）

我们尝试探究方法以求得这个浓度变化的临界点，在临界点以上稀释，c（H+）增大，在临界点以下稀释，c（H+）减小，从而达到量化的目的。经过多年的思考，笔者把具体算法做如下归纳，仅供参考。

我们以c（H+）为纵坐标，以加水量为横坐标，对冰醋酸进行稀释，由于计算出的c（H+）太小，所以我们将纵坐标c（H+）扩大104倍，这样作图方便一些，图像也更清晰。

根据此图像可粗略认为0.2mol·L-1是CH3COOH在25℃时的浓度临界点，即c（CH3COOH）>0.2mol·L-1时，加一定量的水稀释后其浓度仍大于0.2mol·L-1，c（H+）随水量增加而增大；当c（CH3COOH）<0.2mol·L-1，加水稀释后，c（H+）减少。

由于25℃同浓度氨水的电离度和醋酸的几乎一致，所以氨水的临界点也是c（NH3·H2O）=0.2mol·L-1即c（NH3·H2O）>0.2mol·L-1时，加一定量的水稀释后且氨水浓度仍大于0.2mol·L-1，c（OH-）随水量增加而增加，当c（NH3·H2O）<0.2mol·L-1，加水稀释后，c（OH-）减少。

因此，命题者为了体现严谨，总是将数据定为0.1mol·L-1，而且比0.2mol·L-1小些，此时加水稀释后c（H+）一定减小，以避免出错。上述例题若将数据换成2mol·L-1或0.8mol·L-1，加水后选什么项，那还要看加水稀释后的浓度是大于还是小于0.2mol·L-1，大于0.2mol·L-1选B，溶液中c（H+）增大；小于0.2mol·L-1，c（H+）是先增后减，不好回答。

此临界点有利于我们划清界限，有助于教师准确命题，学生清楚做题。不同的弱电解质其临界值是不同的，中学化学教学只对CH3COOH和NH3·H2O作要求。

这里使用了一个重要的方法——实验数据图像化，该法方便综合分析，这是大学教材里最常见的处理实验数据的方法，我们可以借鉴使用。

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我们来看一个例题：将0.1mol·L-1醋酸溶液加水稀释，下列说法正确的是（ ）。

A.溶液中c（H+）和c（OH-）都减小

B.溶液中c（H+）增大

C.醋酸电离平衡向左移动

D.溶液的pH增大

这里的答案明显选D。学生问：将0.1mol·L-1换成2mol·L-1或0.8mol·L-1，加水稀释后的浓度也不知道，答案的选项还是一样的吗？为什么题目总是把数据限定为0.1mol·L-1？为了解决这个问题，下面来进行探讨。

首先介绍弱电解质电离度概念：当弱电解质在溶液中达到电离平衡时，溶液中已经电离的电解质分子数占原来总分子数（包括电离的和未电离的）的百分数，用符号α表示。

α=已电离的电解质分子数溶液中原有电解质的分子总数×100%

电离度可以表示弱电解质的相对强弱。

电离度不仅跟电解质的性质有关，还跟溶液的浓度、温度有关。越稀越电离；越热越电离。

【讨论】电解质的电离度大，是否它的溶液的导电能力一定强？我们以CH3COOH为例：

导电能力与离子浓度成正比（当然也与离子所带电荷有关），c（H+）=Cα。

由此公式可知，溶液的电离度大，其导电能力不一定强，应分情况：

①同T，同C的不同弱电解质，α大→C（离）增大→导电能力强。

②同T，稀释浓的弱电解质时（如冰醋酸），起始，α增大，C（离）增大→导电能力增强，但稀释到一定程度后，再稀释，尽管α增大，但V（aq）增大变为主要因素→C（离）减小→溶液导电性减小，即c（H+）=n（H+）V（aq）。

看起来似乎解决了问题，但是这是定性的，也是模糊的。此类问题能否定量化？查阅有关实验数据（教参高中化学第二册P59表3-1）：

不同浓度的CH3COOH溶液的电离度和电离常数（25℃）（部分内容）

我们尝试探究方法以求得这个浓度变化的临界点，在临界点以上稀释，c（H+）增大，在临界点以下稀释，c（H+）减小，从而达到量化的目的。经过多年的思考，笔者把具体算法做如下归纳，仅供参考。

我们以c（H+）为纵坐标，以加水量为横坐标，对冰醋酸进行稀释，由于计算出的c（H+）太小，所以我们将纵坐标c（H+）扩大104倍，这样作图方便一些，图像也更清晰。

根据此图像可粗略认为0.2mol·L-1是CH3COOH在25℃时的浓度临界点，即c（CH3COOH）>0.2mol·L-1时，加一定量的水稀释后其浓度仍大于0.2mol·L-1，c（H+）随水量增加而增大；当c（CH3COOH）<0.2mol·L-1，加水稀释后，c（H+）减少。

由于25℃同浓度氨水的电离度和醋酸的几乎一致，所以氨水的临界点也是c（NH3·H2O）=0.2mol·L-1即c（NH3·H2O）>0.2mol·L-1时，加一定量的水稀释后且氨水浓度仍大于0.2mol·L-1，c（OH-）随水量增加而增加，当c（NH3·H2O）<0.2mol·L-1，加水稀释后，c（OH-）减少。

因此，命题者为了体现严谨，总是将数据定为0.1mol·L-1，而且比0.2mol·L-1小些，此时加水稀释后c（H+）一定减小，以避免出错。上述例题若将数据换成2mol·L-1或0.8mol·L-1，加水后选什么项，那还要看加水稀释后的浓度是大于还是小于0.2mol·L-1，大于0.2mol·L-1选B，溶液中c（H+）增大；小于0.2mol·L-1，c（H+）是先增后减，不好回答。

此临界点有利于我们划清界限，有助于教师准确命题，学生清楚做题。不同的弱电解质其临界值是不同的，中学化学教学只对CH3COOH和NH3·H2O作要求。

这里使用了一个重要的方法——实验数据图像化，该法方便综合分析，这是大学教材里最常见的处理实验数据的方法，我们可以借鉴使用。

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