
【化】 coions effect; common ion effect
同离子效应(Common Ion Effect)是指向弱电解质溶液中加入与解离产物相同的离子时,导致原电解质解离度降低的现象。这一概念在物理化学和溶液平衡理论中具有重要地位,其英文释义可参考《英汉化学大词典》中“common ion effect”词条,定义为“the suppression of ionization when a second substance furnishes ions identical to those of the first substance”。
作用机制可通过勒沙特列原理解释:当醋酸(CH₃COOH)溶液中加入醋酸钠(CH₃COONa)时,钠离子(Na⁺)和醋酸根离子(CH₃COO⁻)浓度增加,系统将逆向反应以消耗过量醋酸根,导致醋酸解离度降低。该公式可表示为: $$ text{CH₃COOH} rightleftharpoons text{H⁺} + text{CH₃COO⁻} $$ 根据美国化学会《化学教育杂志》研究,该效应会使溶液pH值发生显著变化,例如0.1M醋酸溶液pH为2.87,加入0.1M醋酸钠后pH升至4.74。
实际应用包括:
中国科学技术大学化学实验教学中心在《基础化学实验》课程中,使用氯化钠与盐酸的混合溶液验证该效应对氢离子浓度的抑制作用。
同离子效应是化学中重要的平衡现象,主要分为以下两类:
在弱电解质溶液或难溶物饱和溶液中,加入含相同离子的强电解质,导致原物质的解离度降低或溶解度下降的现象。例如:
酸碱平衡体系
弱电解质(如CH₃COOH)存在电离平衡:
$$text{CH₃COOH} rightleftharpoons text{CH₃COO}^- + text{H}^+$$
加入强电解质CH₃COONa后,溶液中CH₃COO⁻浓度增加,平衡左移,降低醋酸解离度。
沉淀溶解平衡体系
以AgCl饱和溶液为例:
$$text{AgCl} rightleftharpoons text{Ag}^+ + text{Cl}^-$$
加入NaCl会增加Cl⁻浓度,使离子积超过溶度积($K_{sp}$),导致AgCl沉淀增多。
通过增加共同离子浓度,改变体系的平衡状态:
常用于调节溶液pH值、控制化学反应方向,以及工业上通过添加过量沉淀剂提高产品纯度。
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