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电离平衡是化学中的重要概念。当弱酸或弱碱溶于水时，会发生可逆的电离反应。以醋酸为例，醋酸分子可以电离产生醋酸根离子和氢离子，同时这些离子也会重新结合成醋酸分子。当电离速率等于结合速率时，系统达到动态平衡状态。此时溶液中各种粒子的浓度保持恒定，但分子和离子之间的转化仍在持续进行。
电离平衡常数是定量描述弱酸弱碱电离程度的重要参数。对于弱酸，电离平衡常数Ka等于氢离子浓度乘以酸根离子浓度，再除以未电离酸的浓度。对于弱碱，电离平衡常数Kb的表达式类似。需要注意的是，水的浓度不包含在表达式中，因为水作为溶剂，其浓度在稀溶液中基本保持不变。Ka或Kb值的大小直接反映了酸碱的强弱程度，数值越大表示电离程度越高，酸碱性越强。
电离度是衡量弱酸弱碱电离程度的重要参数，定义为已电离分子数占总分子数的百分比。电离平衡常数Ka与电离度α和初始浓度c₀之间存在定量关系：Ka等于α的平方乘以初始浓度，再除以1减α。当电离度很小时，可以近似为Ka约等于α的平方乘以初始浓度。通过这个关系式，我们可以从已知的Ka值计算电离度，或者从电离度推算Ka值。图表显示了在固定Ka值下，电离度随初始浓度变化的规律：浓度越低，电离度越高。
多元酸具有多个可电离的氢原子，可以发生逐级电离反应。以磷酸为例，它是三元酸，可以分三步电离，每一步都有对应的电离平衡常数Ka1、Ka2和Ka3。这些常数遵循Ka1大于Ka2大于Ka3的规律，这是因为随着电离的进行，负电荷增加，静电排斥作用增强，使得后续的电离变得越来越困难。通过分布系数图可以清楚地看到，在不同pH条件下，各种离子形态的分布情况。这种分析方法在实际的酸碱滴定和缓冲溶液设计中具有重要应用价值。
水的自电离是一个重要的化学平衡过程。纯水中存在微弱的自电离反应，水分子电离产生等量的氢离子和氢氧根离子。水的离子积常数Kw定义为氢离子浓度与氢氧根离子浓度的乘积，在25摄氏度时等于1.0乘以10的负14次方。我们还可以用pKw来表示，等于负对数Kw，在25摄氏度时为14。Kw随温度升高而增大，这是因为温度升高促进了水的电离。利用Kw可以方便地进行酸碱溶液中离子浓度的相互换算。