
【化】 coions effect; common ion effect
同離子效應(Common Ion Effect)是指向弱電解質溶液中加入與解離産物相同的離子時,導緻原電解質解離度降低的現象。這一概念在物理化學和溶液平衡理論中具有重要地位,其英文釋義可參考《英漢化學大詞典》中“common ion effect”詞條,定義為“the suppression of ionization when a second substance furnishes ions identical to those of the first substance”。
作用機制可通過勒沙特列原理解釋:當醋酸(CH₃COOH)溶液中加入醋酸鈉(CH₃COONa)時,鈉離子(Na⁺)和醋酸根離子(CH₃COO⁻)濃度增加,系統将逆向反應以消耗過量醋酸根,導緻醋酸解離度降低。該公式可表示為: $$ text{CH₃COOH} rightleftharpoons text{H⁺} + text{CH₃COO⁻} $$ 根據美國化學會《化學教育雜志》研究,該效應會使溶液pH值發生顯著變化,例如0.1M醋酸溶液pH為2.87,加入0.1M醋酸鈉後pH升至4.74。
實際應用包括:
中國科學技術大學化學實驗教學中心在《基礎化學實驗》課程中,使用氯化鈉與鹽酸的混合溶液驗證該效應對氫離子濃度的抑制作用。
同離子效應是化學中重要的平衡現象,主要分為以下兩類:
在弱電解質溶液或難溶物飽和溶液中,加入含相同離子的強電解質,導緻原物質的解離度降低或溶解度下降的現象。例如:
酸堿平衡體系
弱電解質(如CH₃COOH)存在電離平衡:
$$text{CH₃COOH} rightleftharpoons text{CH₃COO}^- + text{H}^+$$
加入強電解質CH₃COONa後,溶液中CH₃COO⁻濃度增加,平衡左移,降低醋酸解離度。
沉澱溶解平衡體系
以AgCl飽和溶液為例:
$$text{AgCl} rightleftharpoons text{Ag}^+ + text{Cl}^-$$
加入NaCl會增加Cl⁻濃度,使離子積超過溶度積($K_{sp}$),導緻AgCl沉澱增多。
通過增加共同離子濃度,改變體系的平衡狀态:
常用于調節溶液pH值、控制化學反應方向,以及工業上通過添加過量沉澱劑提高産品純度。
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