弱酸中加水稀釋的3種圖象例析

◇ 湖北 方小平

弱酸在水溶液中有少量分子電離為離子，存在電離平衡.在加水稀釋過(guò)程中，弱酸分子繼續(xù)電離，電離程度不斷增大.本文主要討論弱酸中加水稀釋時(shí)溶液導(dǎo)電性、pH 等隨溶液體積的增大而變化的圖象.

1 溶液導(dǎo)電性變化

溶液的導(dǎo)電性與溶液中自由移動(dòng)離子濃度和電荷數(shù)有關(guān).溶液中離子濃度越大、電荷數(shù)越高，溶液的導(dǎo)電性越強(qiáng).因此酸中加水稀釋?zhuān)芤旱膶?dǎo)電性隨溶液體積增大而減弱.

例1一定溫度下，向弱酸HM 中不斷加水稀釋?zhuān)芤簩?dǎo)電能力隨著水量增加的變化情況如圖1所示，下列說(shuō)法不正確的是( ).

圖1

A.“O”點(diǎn)導(dǎo)電能力為0，說(shuō)明HM 沒(méi)有電離

B.a 到b導(dǎo)電能力增強(qiáng)，證明溶液中離子濃度增大

C.b 點(diǎn)導(dǎo)電能力最強(qiáng)，說(shuō)明此時(shí)HM 的電離程度最大

D.a 到b 溶液的pH 減小，b 到c溶液的pH 增大

分析 純?nèi)跛嶂袥](méi)有水，沒(méi)有發(fā)生電離，隨著水的加入，弱酸開(kāi)始電離，溶液中離子濃度增大，導(dǎo)電能力增強(qiáng)；加水量增大到一定量后，再加入水相當(dāng)于稀釋?zhuān)m然電離程度增大，但溶液體積增大的效應(yīng)抵消了電離程度增大，因此溶液中離子濃度減小，溶液導(dǎo)電能力減弱.答案為C.

2 不同溶液中pH 變化

酸溶液中加水稀釋?zhuān)岬碾婋x程度增大，但溶液中c(H＋)減小，溶液的pH 增大.

例2同溫下，將pH和體積均相同的2 種酸HA、HB溶液分別加水稀釋?zhuān)鋚H 隨加水體積的變化如圖2 所示.下列敘述正確的是( ).

圖2

A.酸性：HB＞HA

B.水的電離程度：a＞b

C.導(dǎo)電能力：c＞b

D.a、c 兩點(diǎn)中 和NaOH 的 能力：a＞c

分析pH 相同的兩種酸溶液，酸越弱溶液濃度越大，稀釋過(guò)程中c(H＋)變化越小，pH 變化越小.將pH 和體積均相同的兩種酸HA、HB 溶液，隨著加水量的增多，HA 的pH 變化大于HB，因此酸性：HA＞HB，選項(xiàng)A 錯(cuò)誤；a 點(diǎn)pH 小于b 點(diǎn)，a 點(diǎn)c(H＋)大于b 點(diǎn)，對(duì)水的電離抑制程度大，水的電離程度：b＞a，選項(xiàng)B 錯(cuò) 誤；b 點(diǎn)pH 小 于c 點(diǎn)，b 點(diǎn)c(H＋)大 于c 點(diǎn)，因此導(dǎo)電能力：b＞c，選項(xiàng)C 錯(cuò)誤；因酸性：HA＞HB，pH 和體積均相同的兩種酸HA、HB 溶液中，n(HB)多，中和NaOH 的能力：a＞c，選項(xiàng)D正確.

3 溶液稀釋時(shí)pH 定量變化

酸溶液稀釋過(guò)程中c(H＋)減小，pH 增大，對(duì)于強(qiáng)酸來(lái)說(shuō)溶液體積增大10倍，溶液的pH 增大1個(gè)單位，而對(duì)于弱酸來(lái)說(shuō)，溶液體積增大10倍，溶液的pH增大不到1個(gè)單位.

例3常溫下，體積均為V0、濃度均為0.1 mol·L－1的HX、HY 兩種酸溶液，分別加水稀釋至體積V，pH 隨的變化關(guān)系如圖3所示.

圖3

(1)相同條件下，NaX和NaY 溶液的pH 大小為：NaXNaY(填“＞”“＜”或“＝”).

分析根據(jù)酸溶液稀釋的定量變化可判斷酸的強(qiáng)弱，溶液體積增大10倍，pH 增大1個(gè)單位的是強(qiáng)酸，不到1個(gè)單位的是弱酸.(1)HY 酸溶液稀釋10倍，pH 增大1，因此HY 是強(qiáng)酸；HX 的pH 變化小于1，HX 是弱酸.根據(jù)鹽的水解，NaX 水解顯堿性，NaY不水解，因此相同條件下，NaX 和NaY 溶液的pH 大小為NaX＞NaY.(2)HX 是弱酸，部分電離；HY 是強(qiáng)酸，全部電離，因此時(shí)，c(X－)＜c(Y－).

總之，弱酸在水溶液中存在電離平衡，加水稀釋過(guò)程向電離方向移動(dòng)，溶液越稀，弱酸的電離程度越大，溶液中離子濃度減小，pH 越大.