分析中的化学平衡
质量平衡
一种物质在溶解和反应时,原子既不会被创造也不会被毁灭——它们只是重新排列成不同的形态。所以无论你往溶液里放进了什么,它必定全都还在,只不过散落在它能变成的各种物种之中。质量平衡就是把这种守恒写下来的动作:一种物质所有形态的总和,等于你最初加入的量。
具体地说,你挑一种元素或一个化学基团,把它最终所处的每一种物种都核算进去。如果你溶解一种弱酸,一部分会保持为完整的酸,一部分会变成它的共轭碱,质量平衡就说这两者加起来等于你称出的总量。每一种形态都按它含有多少个被追踪单元来加权。
质量平衡是平衡系统处理法的第二根支柱,与电荷平衡并肩工作,提供足够的方程来精确求解一个多重平衡问题。它诚实的局限与电荷平衡如出一辙:它本身只告诉你各形态加起来必须等于总量,却不说总量如何在它们之间分配——要知道分配,你仍然需要支配每一步相互转化的各平衡常数。
每升溶解 0.10 摩尔乙酸。它的质量平衡是:[乙酸] + [乙酸根] = 0.10——凡是没有保持为酸的,必定以乙酸根的形式出现,没有任何东西丢失。
一种物质的每一种形态加起来,必须回到加入的总量。
质量平衡里的系数来自化学计量——被追踪的原子或基团在每种物种中出现几个——这与电荷平衡是不同的记账规则,电荷平衡里的系数是离子电荷。把这两者搞混,是建立方程时最常见的错误之一。
又称
另见