淺議化學平衡與分析化學的入門

王 娜 胡曉文

（日照職業技術學院 山東 日照 276826）

分析化學是一門非常重要的大學化學課程，它以無機化學的相關理論知識為基礎， 以具體的實驗室操作技術為依托，以四大滴定技術為核心內容，綜合理論與實踐，劃分出的一門實用性極強的化學分支學科。 本人在長期的教學實踐中，對于分析化學課程的講授總結出一些教學心得。 其中，系統地、科學地講好化學平衡這一基礎章節，對于引導學生建立良好的思維形態，掌握分析化學的學習技巧，順利入門，意義深遠。

化學平衡是分析化學這一課程的基礎篇章，學生們在高中化學階段就已經簡單地學習過關于化學平衡的內容，因此具備一定的理論基礎，講授起來學生很容易理解和接受。 講述化學平衡應達到兩個目標層次：第一，把知識點講清楚，使學生能夠熟練掌握化學平衡規律及其運用來解題，這是最基本也是最重要的教學目的。 第二，從思維形態上將知識點總結并引申，提升學生的理論層次，啟發和引導學生將化學平衡與后面各章節滴定分析技術的原理和應用聯系起來。 本文從以下三個方面剖析化學平衡的講授，幫助學生順利進入分析化學的入門學習。

1 化學反應的狀態分析

大學化學和高中階段的化學相比，在思維模式上有一個質的變化，體現在重視狀態分析。 高中化學側重于整個化學變化的過程，不論給出何種解題條件，總體上均要求出最終產物是什么、含量是多少，或者推斷這種物質是什么及其含量等，總之，對應的過程是完整的；大學化學則是突出具體的一個或者某些環節，研究各個狀態下，產生怎樣的化學變化及結果。 因此，從化學平衡這一基礎知識就體現出狀態分析。具體說來， 對于一個化學反應， 應列出并分析如下項目：首先，初始狀態下（即始態）各物質的量或者濃度；然后，達到某一時刻， 各物質參與反應的物質的量或者濃度 （即變化的量）；再者，達到化學平衡時，每種物質的物質的量或者平衡濃度（即平衡態的量或者終態的量）。

科學準確地劃分狀態，并進行分析，既是解題的需要，同時也反映出化學思維的提高。 研究化學反應速率和化學平衡需要分析狀態，以后的各種滴定分析，更是需要清晰準確的狀態分析。 例如，我們在繪制酸堿滴定的滴定曲線時，需要做實驗并分析大量的數據，每一組數據包括加入的滴定劑的體積和此時溶液的PH 值，都代表著不同的狀態，把多組數據連接起來就組成一條酸堿滴定曲線，因此，分析酸堿滴定曲線，其實就是分析不同的狀態。 其中，最有研究意義的四個狀態分別是：滴定前，化學計量點前0.1%，化學計量點，計量點后0.1%。 通過對這四個狀態的分析，可以進行不同濃度，不同種類酸堿互相滴定的比較研究。

事實上， 狀態分析滲透至分析化學主要內容的方方面面，已經成為一種分析研究問題所必備的方法，因此，從講述化學平衡就開始提高學生進行狀態分析的水平，打下堅實的基礎，對于分析化學入門來說十分重要。

2 可逆反應

可逆反應這一概念在高中化學已經講過，化學平衡針對的是可逆反應，是一個動態的過程，這是學生們對于可逆反應和化學平衡的最初認識。 在大學化學里繼續講可逆反應，重在對可逆反應這一知識點的延伸及應用，即可逆反應的方向及其限度問題。 化學反應從數量上比較，不可逆的反應少，可逆的反應多。 因此，我們要研究并掌控可逆反應的方向和限度，使其被作用于生產實際，同時盡可能提高轉化率和產率。 與此對應的知識點就是反應商判據，通過比較反應商和平衡常數的大小來判斷反應的方向以及平衡移動的方向。

以上是對于理論層面的介紹，實際教學中將可逆反應和狀態分析結合起來， 使學生明確如下內容：對于任意的可逆反應，參與的每種物質以及各種生成物在達到平衡時濃度都不會為零，都有其平衡態的濃度；我們可以根據反應商判據改變一些條件，使平衡朝著需要的方向移動。 具體到滴定分析時，可以舉沉淀——溶解平衡為例，使理論更加形象化：難溶物質（即沉淀）的溶解過程和析出沉淀過程互為可逆過程， 沒有完全不溶解的沉淀，只有溶解度大小之區別，對于一種難溶物質的溶液，根據計算得出的反應商（即離子積）與其平衡常數（即溶度積）的大小關系來判斷此時的溶液——沉淀體系所處狀態。 這樣講述既做到不拘泥于課本上的例子，又能提前令學生接觸到沉淀滴定的相關知識，有助于培養學生探索新知的積極性。

3 平衡常數

平衡常數是化學平衡的核心知識點，更是繼續學習和研究分析化學的重要工具。 每一種類型的滴定分析都是以各自的化學反應平衡為基礎的，每種類型的化學平衡都對應著特定的化學平衡常數。 例如，酸堿滴定中有弱酸弱堿及其對應鹽類以及指示劑的解離平衡常數；氧化還原滴定技術中有標準平衡常數與電池電動勢的對應關系；配位滴定中有各物質的穩定平衡常數；沉淀分析技術中有沉淀溶解平衡常數。 可見，平衡常數滲透至分析化學各個領域。

因此， 在講述化學平衡常數時一定要將標準平衡常數、濃度平衡常數和壓力平衡常數 （后兩者屬于經驗平衡常數）三者的區別和聯系講透徹，嚴格區分三種類型平衡常數的書寫方法，加強練習。 在介紹標準平衡常數時，對于什么是物質的標準態從定義上把好關，避免混淆。 結合反應商判據的知識點，不同類型的平衡常數又有相應形式的反應商，練好反應商的書寫基本功。

4 結束語

以上分別從三個層面論述了化學平衡章節講授的具體方案。 化學平衡作為基礎理論對于分析化學教學的重要意義不言而喻。 因此，從根源上打好堅實的基礎，合理適度地引導并啟發學生接受新的思維模式，在學習分析化學的核心內容時將起到事半功倍的效果，對于幫助學生完成分析化學的入門學習意義深遠。

［1］武漢大學.分析化學[M].4 版.北京：高等教育出版社，2000：65-77.

［2］葉芬霞.無機及分析化學[M].北京：高等教育出版社，2004：19-28.