一、碳酸氢钠物料守恒
物料守恒其实关键在于,尽管碳酸氢根在加入水中后发生水解和电离,但是溶液中碳元素是守恒的,这样c(hco3-)+c(h2co3)+c(co32-)=c0(hco3-)=c0(na+)
二、怎样理解物料守恒?并给我几个例子?
物料守恒可以理解为原子守恒的另一种说法.就是说“任一化学反应前后原子种类(指原子核中质子数相等的原子,就是元素守恒)和数量分别保持不变”,可以微观地应用到具体反应方程式,就是左边带电代数和等于右边.其中的也可以理解为原子核,因为外围电子数可能有变,这时候可以结合电荷守恒来判断问题.可以微观地应用到具体反应方程式,就是左边(反应物)元素原子(核)个数种类与总数对应相等于右边(生成物)(当然也不会出现种类不同的情况).物料守恒和电荷守恒,质子守恒一样同为溶液中的三大守恒关系.
举例
对于溶液中微粒浓度(或数目)的比较,要遵循两条原则:一是电荷守恒,即溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数;二是物料守恒,即溶液中某一组分的原始浓度应该等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和.(物料守恒实际属于原子个数守恒和质量守恒.) 用NaHCO3溶液为例 如果HCO3-没有电离和水解,那么Na+和HCO3-浓度相等.现在HCO3-会水解成为H2CO3,电离为CO32-(都是1:1反应,也就是消耗一个HCO3-,就产生一个H2CO3或者CO32-),那么守恒式中把Na+浓度和HCO3-及其产物的浓度和画等号(或直接看作钠与碳的守恒):即c(Na+) == c(HCO3-) + c(CO32-) + c(H2CO3) 再例:在0.1mol/L的H2S溶液中存在如下电离过程:H2S=(H+) +(HS-) (HS-)=(H+)+(S2-) H2O=(H+)+(OH-) 可得物料守恒式c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)==0.1mol/L,(在这里物料守恒就是S元素守恒--描述出有S元素的离子和分子即可) 例3 :Na2CO3溶液的电荷守恒、物料守恒、质子守恒 碳酸钠:电荷守恒 c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-) 上式中,阴阳离子总电荷量要相等,由于1mol碳酸根电荷量是2mol负电荷,所以碳酸根所带电荷量是其物质的量的2倍.物料守恒 c(Na+)是碳酸根离子物质的量的2倍,电离水解后,碳酸根以三种形式存在所以 c(Na+)=2[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)] 质子守恒 水电离出的c(H+)=c(OH-) 在碳酸钠水溶液中水电离出的氢离子以(H+,HCO3-,H2CO3)三种形式存在,其中1mol碳酸分子中有2mol水电离出的氢离子 所以c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)
三、怎样理解物料守恒? 并给我几个例子?
电荷守恒简单,就是溶液的电中性原理,因为电离的时候原来是中性,电离后还是中性溶液中正电荷数等于负电荷数。
物料守恒可以理解为原子守恒的另一种说法。就是说“任一化学反应前后原子种类(指原子核中质子数相等的原子,就是元素守恒)和数量分别保持不变”,可以微观地应用到具体反应方程式,就是左边带电代数和等于右边。其中的也可以理解为原子核,因为外围电子数可能有变,这时候可以结合电荷守恒来判断问题。可以微观地应用到具体反应方程式,就是左边(反应物)元素原子(核)个数种类与总数对应相等于右边(生成物)(当然也不会出现种类不同的情况)。物料守恒和电荷守恒,质子守恒一样同为溶液中的三大守恒关系。
举例
对于溶液中微粒浓度(或数目)的比较,要遵循两条原则:一是电荷守恒,即溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数;二是物料守恒,即溶液中某一组分的原始浓度应该等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和。(物料守恒实际属于原子个数守恒和质量守恒。)
用NaHCO3溶液为例
如果HCO3-没有电离和水解,那么Na+和HCO3-浓度相等。
现在HCO3-会水解成为H2CO3,电离为CO32-(都是1:1反应,也就是消耗一个HCO3-,就产生一个H2CO3或者CO32-),那么守恒式中把Na+浓度和HCO3-及其产物的浓度和画等号(或直接看作钠与碳的守恒):
即c(Na+)
==
c(HCO3-)
+
c(CO32-)
+
c(H2CO3)
再例:在0.1mol/L的H2S溶液中存在如下电离过程:
H2S=(H+)
+(HS-)
(HS-)=(H+)+(S2-)
H2O=(H+)+(OH-)
可得物料守恒式c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)==0.1mol/L,
(在这里物料守恒就是S元素守恒--描述出有S元素的离子和分子即可)
例3
:Na2CO3溶液的电荷守恒、物料守恒、质子守恒
碳酸钠:电荷守恒
c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)
上式中,阴阳离子总电荷量要相等,由于1mol碳酸根电荷量是2mol负电荷,所以碳酸根所带电荷量是其物质的量的2倍。
物料守恒
c(Na+)是碳酸根离子物质的量的2倍,电离水解后,碳酸根以三种形式存在所以
c(Na+)=2[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)]
质子守恒
水电离出的c(H+)=c(OH-)
在碳酸钠水溶液中水电离出的氢离子以(H+,HCO3-,H2CO3)三种形式存在,其中1mol碳酸分子中有2mol水电离出的氢离子
所以c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)
四、NaHco3的质子守恒怎么理解?
NaHco3的质子守恒理解:根据物料守恒和电荷守恒即可得出。碳酸氢钠中物料守恒为[Na^+]=[HCO3^-]+[CO3^2-]+[H2CO3],电荷守恒为[Na^+]+[H^+]=[HCO3^-]+2[CO3^2-]+[OH^-],两个式子约去钠离子即可得到质子守恒。
质子守恒就是酸失去的质子和碱得到的质子数目相同,质子守恒和物料守恒,电荷守恒一样同为溶液中的三大守恒关系。
C(H+)+C(Na+)=C(HCO3-)+2C(CO32-)+C(OH-) {电子守恒}。
C(Na+)=C(HCO3-)+ C(CO32-)+C(H2CO3) {物料守恒}。
两式相减得 C(H+)+C(H2CO3)=C(CO32-)+C(OH-) 这个式子叫质子守恒。
解读
一般情况下,很少单独考虑质子守恒,实际上在盐(水)溶液中存在的质子守恒可看作是物料守恒与电荷守恒的叠加项,所谓的质子守恒,实质是从水的电离出发,考虑弱酸根离子结合水电离出的H+或弱碱阳离子结合水电离出的OH-,然后在溶液中寻找H+和OH-的“藏身”之所,而列出的等式关系。常用于盐溶液中粒子浓度关系的比较。
以上内容参考:百度百科-质子守恒