一、電荷守恒
電解質(zhì)溶液中不論存在多少種離子，溶液總是呈電中性的，就是說陽離子所帶的正電荷總數(shù)一定等于陰離子所帶負(fù)電荷的總數(shù)，這就是電荷守恒規(guī)律。在應(yīng)用這個定律時，要明確溶液呈電中性和溶液呈中性是兩個不同的概念，因為只有當(dāng)c(H+)＝c(OH－)時，溶液才呈中性。
例如：NaHCO3溶液中存在著：c (Na+) + c (H+) ＝ c (HCO3－) + c (OH－) + 2c (CO32—)
解析：溶液中存在有以下電離：NaHCO3＝Na+ ＋ HCO3－、HCO3－H+ ＋ CO32－、H2OH+ ＋ OH－和水解：HCO3－ ＋H2OH2CO3 ＋OH－，所以溶液中存在Na+、H+、HCO3－、CO32－、OH－ 這些離子，陽離子所帶正電荷總數(shù)為：c (Na+) + c (H+)，由于CO32－帶兩個單位負(fù)電荷，故陰離子所帶電荷總數(shù)為 c (HCO3－) + c (OH－)+ 2c (CO32—)。根據(jù)電荷守恒，必然有如下關(guān)系：c (Na+) + c (H+) ＝ c (HCO3－) + c (OH－) + 2c (CO32—)
電荷守恒的應(yīng)用舉例：
例題1.某地的雨水呈酸性，取其少量進(jìn)行檢測，其中含各離子的物質(zhì)的量濃度分別為：c (Na+)＝5.0×10－5mol·L－1，c(Cl－)＝7.1×10－5mol·L－1， c(SO42－)＝4.5×10－6mol·L－1，c (NH4+)＝1.0×10－6mol·L－1，則雨水中氫離子的物質(zhì)的量濃度是多少？
解析：該題可采用電荷守恒法：c (Na+) + c (NH4+)+ c (H+)酸+ c (H+)水 ＝ c (OH－)水 + c(Cl－) +2c (SO42－)，由于溶液顯酸性，c (OH－)水 很小，且有：c (H+)水 ＝ c (OH－)水 ，即由水電離出來的氫離子和氫氧根離子的數(shù)目相等，故可以略去不計。代入數(shù)據(jù)有：
5.0×10－5mol·L－1＋1.0×10－6mol·L－1＋c (H+)
＝7.1×10－5mol·L－1＋2×4.5×10－6mol·L－1，解得：c (H+) ＝2.9×10－5mol·L－1
答案：c (H+) ＝2.9×10－5mol·L－1
點撥：在解答此題時有的學(xué)生往往列出：c (Na+) + c (NH4+)+ c (H+)＝c(Cl－) ＋c (SO42－)而導(dǎo)致計算產(chǎn)生錯誤，究其原因是對電荷守恒沒有理解透徹。電荷守恒是用離子的濃度或物質(zhì)的量來表示電荷關(guān)系的，所以不僅要考慮離子的濃度或物質(zhì)的量，還要考慮離子所帶的電荷。
二、物料守恒
在電解質(zhì)溶液中，由于某些離子能夠水解，離子的種類可能增多，但原子總是守恒的。例如Na2S溶液中，存在如下電離：Na2S＝2Na+ + S2－、H2OH+ + OH－和水解：
S2－+H2OHS－ + OH－、HS－+H2OH2S + OH－，因此S元素以S2－、HS－、H2S三種形式存在，但不管如何，Na原子的物質(zhì)的量總是S原子物質(zhì)的量的2倍。根據(jù)物料守恒，必然有：c (Na+) ＝2[ c (S2－) + c (HS－) + c (H2S) ]＝ 2 c (S2－) + 2c (HS－) + 2c (H2S)
例題2. 寫出K3PO4 溶液中存在的物料守恒關(guān)系式___________________。
解析：在K3PO4 溶液中，PO43－部分水解成HPO42－、H2PO4－、H3PO4，其物料守恒關(guān)系式為：c(K+) ＝3[c (PO43－) + c (HPO42－) + c (H2PO4－) + c (H3PO4)]
＝3c (PO43－)+ 3c (HPO42－) + 3c (H2PO4－) + 3c (H3PO4)
答案：c(K+) ＝3c(PO43－)+ 3c(HPO42－) + 3c(H2PO4－) + 3c(H3PO4)
三、質(zhì)子守恒
質(zhì)子守恒是指電解質(zhì)溶液中的粒子電離出的H+的總數(shù)等于粒子接收的H+的總數(shù)再加上游離的H+的總數(shù)�；蛘呃斫鉃殡娊赓|(zhì)溶液中的分子或離子得到或失去的質(zhì)子的物質(zhì)的量相等。如Na2S溶液中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移示意圖：
由上圖不難看出質(zhì)子守恒的關(guān)系式為：
c (H3O＋) + c (HS－) + 2c (H2S) ＝ c (OH－)或 c (H＋) + c (HS－) + 2c (H2S) ＝ c (OH－)
實際上，質(zhì)子守恒也可根據(jù)電荷守恒和物料守恒聯(lián)合求出：
在Na2S溶液中的電荷守恒： c (Na+) + c (H+) ＝ c (OH－) + c (HS－) + 2 c (S2－)
在Na2S溶液中的物料守恒： c (Na+) ＝ 2 c (S2－) + 2c (HS－) + 2c (H2S)
將這兩式合起來化簡得： c (OH－) ＝ c (H+) + c(HS－) + 2c (H2S)
例題3. 寫出K3PO4 溶液中存在的質(zhì)子守恒關(guān)系式___________________。
解析：在K3PO4 溶液中，PO43－結(jié)合一個質(zhì)子成HPO42－、結(jié)合倆個質(zhì)子成H2PO4－、結(jié)合叁個成H3PO4，而水結(jié)合一個質(zhì)子成H3O＋、失去一個質(zhì)子成OH－，因此質(zhì)子守恒的關(guān)系式是：c (OH－) ＝ c (H+) + c (HPO42－) + 2c (H2PO4－) + 3c (H3PO4)。
答案：c (OH－) ＝ c (H+) + c (HPO42－) + 2c (H2PO4－) + 3c (H3PO4)。
例題4. 在K2CO3溶液中，下列等量關(guān)系正確的是：
A. c (OH－) ＝ c (H+) + c (HCO3－) + c (H2CO3)
B. 2c (Na+) ＝ c (CO32－) + c (HCO3－) + c (H2CO3)
C. c (Na+) + c (OH－) ＝ c (H+) + 2c (CO32－) + 3c (HCO3－) + 4c (H2CO3)
D. c (Na+) + c (H+) ＝c (HCO3－) + c (CO32－) + c (OH－)
解析：由質(zhì)子守恒知：A項正確的是 c (OH－) ＝ c (H+) + c (HCO3－) + 2c (H2CO3)，由物料守恒知：B項正確的是 c (Na+) ＝ 2c (CO32－) + 2c (HCO3－) + 2c (H2CO3)，由質(zhì)子守恒和物料守恒聯(lián)合推出C項正確，由電荷守恒知：D項正確的是c (Na+) + c (H＋) ＝c (HCO3－) + 2c (CO32－) + c (OH－)。
答案：C
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