CO32-水解引發(fā)的思考
? ? ? ? 多元弱酸根離子水解,其第一步水解程度往往大于第二步。如Na2CO3是強(qiáng)堿弱酸鹽,CO32-+H2O→HCO3-+OH- (1), HCO3-+H2O→H2CO3+OH-(2), 則H2CO3比HCO3-少許多。
? ? ? 高中化學(xué)選修4是從可逆和守恒思想出發(fā)的,水解平衡常數(shù)Kh1=[HCO3-][OH-][H+]/[CO32-][H+]=KW/Ka1?(3), Kh2=[H2CO3][OH-][H+]/[HCO3-][H+]=KW/Ka2 ?(4).
這就是說,CO水解程度為水的離子積常數(shù)除以電離平衡常數(shù)。又因?yàn)闇囟纫欢〞r(shí),水的離子積守恒,越容易電離的物質(zhì),其電離產(chǎn)物水解程度越小。又因?yàn)镠CO3-電離度比H2CO3小,故其產(chǎn)物CO32-水解度比HCO3-大。
? ? ? ?但除了化學(xué)課本的平衡常數(shù)理論,我認(rèn)為這個(gè)問題還可用靜電學(xué)知識量化解釋。CO32-帶兩個(gè)單位負(fù)電荷,HCO3-只有一個(gè)單位負(fù)電荷。根據(jù)庫倫定律F=kQ1Q2/r2可知,當(dāng)酸根離子和氫離子距離一定時(shí),CO32-與H+間庫侖力是HCO3-和H+間庫侖力的2倍,所以更容易發(fā)生正負(fù)電荷中和而水解。因此CO32-第一步水解程度大于第二步。
? ? ??可見,用物理方法可以深化我們對化學(xué)問題的理解,反過來讓我們更好的應(yīng)用所學(xué)的知識。當(dāng)然,這也不是說做一道化學(xué)題一定要用到許多物理公式。平衡、可逆、差量和守恒依然是高中化學(xué)的思想結(jié)晶。