分析中的化学平衡
电荷平衡
任何你能从烧杯里倒出来的溶液,整体上都是电中性的——它不会电到你的手。这个简单的事实有一个强有力的记账后果:在这份液体里某处,所有的正电荷加起来,必须恰好等于所有负电荷加起来的总数。把这条平衡明确写下来,就是电荷平衡方程。
具体地说,你把每一种正离子的浓度、各自按它带几个电荷加权地求和,令它等于每一种负离子同样加权的求和。一个带两个电荷的离子要算作双倍,因为它给账面带来两份电荷。这不是近似,而是一条每份溶液都服从的精确定律,植根于电中性原理。
电荷平衡是平衡系统处理法的三根支柱之一,提供一个把各未知浓度联系到一起的关键方程。它诚实的局限在于,它只是一个方程,本身并不说明任何东西有多少——它只是约束各离子在电荷上保持一致。你仍然需要质量平衡和各平衡常数,才能把实际浓度钉死。
对于碳酸钠的水溶液,电荷平衡写作:[Na+] + [H+] = [OH-] + [HCO3-] + 2[CO3^2-]——注意带两个电荷的碳酸根要乘以 2。
求和之前,先把每个离子的浓度乘以它的电荷数。
一个常见的失误是忘了乘电荷数。电荷平衡里的系数来自离子的电荷(所以 2- 价离子用 2),这与质量平衡不同——质量平衡里的系数来自该原子在分子式中出现几次。两个方程看着相似,数的却是不同的东西。
又称
另见