電荷守恆

電荷守恆定律對應規範變換的不變性

電荷守恆和物料守恆，質子守恆一樣同為溶液中的三大守恆關係。

1. 化合物中元素正負化合價代數和為零

2.溶液呈電中性：所有陽離子所帶正電荷總數等於陰離子所帶負電荷總數

3.除六大強酸，四大強鹼外都水解，多元弱酸部分水解。產物中有部分水解時產物

4.溶液濃度計算中這個離子所帶的電荷數是多少，離子前寫幾。

例如：NaHCO₃：c(Na⁺)+c(H⁺)=c(OH^-)+c(HCO₃^-)+2c(CO₃^2-)

因為碳酸根為帶兩個單位的負電荷，所以碳酸根前有一個2。

例如:在 0.1mol/L 下列溶液中

Ⅰ.CH₃COONa： c(Na⁺)+c(H⁺)=c(CH₃COO^-)+c(OH^-)

Ⅱ.Na₂CO₃：c(Na⁺)+c(H⁺)=c(OH^-)+c(HCO₃^-)+2c(CO₃^2-)

Ⅲ.NaHCO₃： c(Na⁺)+c(H⁺)=c(HCO₃^-)+2c(CO₃^2-)+c(OH^-)

Ⅳ.Na₃PO₄： c(Na⁺)+c(H⁺)=3c(PO₄^3-)+2c(HPO₄ ^2-)+c(H₂PO₄^-)+c(OH^-)

所謂電荷守恆是指溶液中所有陽離子所帶的正電荷總數與所有陰離子所帶的負電荷總數相等。

1． 正確分析溶液中存在的陰陽離子是書寫電荷守恆式的關鍵，需要結合電解質電離及鹽類的水解知識，尤其是對多級電離或多級水解，不能有所遺漏。

如Na2CO3溶液中存在如下電離和水解平衡：

Na₂CO₃=2Na⁺+CO₃^2-；CO₃^2-+ H₂O≒HCO₃^-+OH^-；HCO₃^- +H₂O≒H₂CO₃+OH^-；H₂O≒H⁺+OH^- 。所以溶液中陽離子有：Na⁺、H ⁺，陰離子有：CO₃^2—、 HCO₃^—、OH^—。

2． 結合陰陽離子的數目及其所帶的電荷可以寫出：

N(Na⁺) +N(H ⁺) = 2N(CO₃^2—) + N( HCO₃^—) + N(OH^—)

3．將上式兩邊同時除以NA得：n(Na⁺) +n(H ⁺) = 2n(CO₃^2—) + n( HCO₃^—) + n(OH^—)；再同時除以溶液體積V得：C(Na⁺) +C(H ⁺) = 2C(CO₃^2—) + C( HCO₃^—) + C(OH^—)，這就是Na₂CO₃溶液的電荷守恆式。

電荷守恆式即溶液中所有陽離子的物質的量濃度與其所帶電荷乘積之和等於所有陰離子的物質的量濃度與其所帶電荷的絕對值乘積之和。

電荷守恆定律是物理學的基本定律之一 。它指出，對於一個孤立系統，不論發生什麼變化 ，其中所有電荷的代數和永遠保持不變。電荷守恆定律表明，如果某一區域中的電荷增加或減少了，那麼必定有等量的電荷進入或離開該區域；如果在一個物理過程中產生或消失了某種符號的電荷，那麼必定有等量的異號電荷同時產生或消失。