电解质溶液的浓度越大其导电性能力一定越强这句话为什么是错的?
电解质溶液的导电性取决于该溶液的电荷浓度,即:
离子电荷浓度=离子电荷数×离子浓度
然后将各种离子的电荷浓度相加,得到溶液的电荷浓度。
通常情况下,浓度升高,电荷浓度上升,但有些情况下电荷浓度反而会下降。
我们知道,氢离子H⁺就是一个裸露的质子,其亲电子性非常强,在溶液中不能单独存在,都是以水合氢离子H₃O⁺的形式存在。
以硫酸溶液为例:
硫酸是强酸,在稀硫酸中,硫酸完全电离(其实硫好闷如酸的二级电离并不完全):
H₂SO₄ = 2H⁺ + SO₄²⁻
根据氢离子在溶液中的存在形式,该电离方程式实际应该是:
H₂SO₄ + 2H₂O = 2H₃O⁺ + SO₄²⁻
也就是说,一分子硫酸完全电离,需要两分子水。
如果硫酸浓度过高,硫酸分子与水分子的摩尔比>1:2,则硫酸的二级电离无法完成,部分硫酸只能以硫酸氢根离子的形式存在:
H₂SO₄ + H₂O = H₃O⁺ + HSO₄⁻
如果硫酸浓度继续升高,硫酸分子与水分子的摩尔比>1:1,则有部分硫酸连一级电离都无法完成,只能以硫酸分子的形式存在。
从上述分析可以看出:
当硫酸浓度低时,硫酸分子基本上可以完全电离,因此浓度越高导电性越强;
当硫酸浓度高时,硫酸分子不能完全电离,而且罩姿是浓度越高电离程度反而越低,因此浓度越高导电性反而越弱。
【扩展一】
其实硫酸在溶液中以水合硫酸分子的方式存在,不论是硫酸分子、硫酸氢根离子、硫酸根离子,都是以水合分子/离子形式存在。而且,水合分子/离子的优先级>电离出水合氢离子的优先级。
水合硫酸分子:H₂SO₄·H₂O;
水合硫酸氢根离子:[HSO₄·H₂O]⁻;
水合硫酸根离子:[SO₄·H₂O]²⁻。
【扩展二】
在浓度超过98%的浓硫酸中,实际上存在少数硫酸以如下方式电离,但比例非常少,该种电离是可逆的,具有一定的平衡常数:
2H₂SO₄ ⇌ H₃SO₄⁺ + HSO₄⁻
【扩展三】
硫酸强烈的水合友启倾向,以及硫酸强烈的电离倾向,二者共同作用,导致了浓硫酸具有极强的脱水能力。不但可以从含水物体中吸水,甚至可以将物质中含有的氢、氧两种原子以2:1的比例脱出来,导致无机物分解,或者导致有机物碳化。
2023-07-20 广告