溶液中三大守恒关系 高中化学三大守恒

如何写化学中三大守恒式（电荷守恒，物料守恒，质子守恒）

这三个守恒的最大应用是判断溶液中粒子浓度的大小，或它们之间的关系等式。

1、电荷守恒－－即溶液永远是电中性的，所以阳离子带的正电荷总量＝阴离子带的负电荷总量。

例：NH₄Cl溶液：c(NH4+)+ c(H⁺)=c(Cl^-)+ c(OH^-)

写这个等式要注意2点：

1）要判断准确溶液中存在的所有离子，不能漏掉。

2）注意离子自身带的电荷数目。

如：

Na₂CO₃溶液：c(Na^＋)+c(H^＋)= 2c(CO₃2－)+ c(HCO₃－)+c(OH^-)

NaHCO₃溶液：c(Na^＋)+c(H^＋)= 2c(CO₃2－) + c(HCO₃－)+c(OH^-)

NaOH溶液：c(Na^＋) + c(H^＋) =c(OH^-)

Na₃PO₄溶液：c(Na^＋) +c(H^＋) = 3c(PO₄3－) + 2c(HPO₄2－) +c(H₂PO₃－) + c(OH^-)

总结：电荷守恒式即溶液中所有阳离子的物质的量浓度与其所带电荷数乘积之和等于所有阴离子的物质的量浓度与其所带电荷数乘积之和。

2、物料守恒－－溶液中某一组分的原始浓度等于它在溶液中各种存在形式的浓度之和，也就是元素守恒，即变化前后某种元素的原子或原子团个数守恒。物料守恒实际属于原子个数守恒和质量守恒。

例：

NH₄Cl溶液：化学式中N:Cl=1:1，即得到，c(NH₄+)+c(NH₃•H₂O) = c(Cl^-)

Na₂CO₃溶液：Na:C=2:1，即得到，c(Na⁺) =2c(CO₃2－ + HCO₃－ +H₂CO₃)

NaHCO₃溶液：Na:C=1:1，即得到，c(Na⁺)= c(CO₃2－)+ c(HCO₃－) +c(H₂CO₃)

写这个等式要注意，把所有含这种元素的粒子都要考虑在内，可以是离子，也可以是分子。

3、质子守恒——即H⁺守恒，溶液中酸失去H⁺总数等于碱得到H⁺总数，利用物料守恒和电荷守恒推出。

1）Na₂CO₃溶液：

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。所以

c (OH^-)=c(HCO₃－) + 2c(H₂CO₃) +c(H⁺)

2）NaHCO₃溶液

方法一：由电荷守恒和物料守恒联立得到。

C(H⁺)+C(Na⁺)=C(HCO₃^-)+2C(CO₃^2-)+C(OH^-)这个式子叫电荷守恒

C(Na⁺)=C(HCO₃^-)+C(CO₃^2-)+C(H₂CO₃)这个式子叫物料守恒

两式相减得：

C（H⁺）+C（H₂CO₃）=C（CO₃^2-）+C(OH^-)这个式子叫质子守恒。

方法二：由路易斯酸碱质子理论。

溶液中原始物种：HCO₃^-，H₂O

消耗质子后的产物：H₂CO₃，产生质子产物CO₃^2-，OH^-

c(H⁺)=c(CO₃^2-)+c(OH^-)-c(H₂CO₃)

即c(H⁺)+c(H₂CO₃)=c(CO₃^2-)+c(OH^-)。

或者说，消耗氢离子的产物为H₂CO₃、H₃O+(即看做H⁺)，给出质子后的产物为CO₃^2-、OH-。

其浓度关系为：c(H⁺)+c(H₂CO₃)=c(CO₃^2-)+c(OH^-)

守恒关系：剩余的质子数目等于产生质子的产物数目-消耗质子的产物数目。

直接用酸碱质子理论求质子平衡关系比较简单，但要细心；如果用电荷守恒和物料守恒关系联立得到则比较麻烦，但比较保险。

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