張榮榮 馮長君
(徐州工程學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院 江蘇徐州221111)
多元弱酸分子(HnA)在水中是分步解離的,對應(yīng)的各級電離常數(shù)(,n=1、2、…、等,代表級數(shù))是逐級銳減的,即相差多在105倍以上。對此,在許多高等學(xué)校無機化學(xué)教材中都有解釋,但多存在不完善之處。例如作者參編的《新編無機化學(xué)》[1]中對H2S的給出的解釋如下:原因為二,(1)帶有兩個負電荷的S2-對H+的吸引比帶一個負電荷的HS-對H+的吸引要強得多;(2)第一級電離出來的離子對第二級電離平衡產(chǎn)生同離子效應(yīng),從而抑制了第二級電離。
我們查閱了一些高等學(xué)校的無機化學(xué)教材[2-3](僅舉兩本為例),歸納了這些教材對此銳減現(xiàn)象的解釋:一是從帶負電荷越多的含氫酸根離子中電離出H+;受到的靜電引力越大,越難電離。二是前一級電離出的H+對后一級電離平衡有抑制作用;即前一級電離出的H+產(chǎn)生的同離子效應(yīng)抑制了后一級電離,致使逐級電離常數(shù)減小。
作者認為,導(dǎo)致多元弱酸分子逐級電離常數(shù)銳減的真正原因,一是電離過程,即從帶負電荷越多的含氫酸根離子中電離出H+,受到其靜電引力越大,越難電離,平衡難于右移;如從和中依次電離出H+,受到這些分子或離子的靜電引力依次增大,致使電離愈加困難。二是接受質(zhì)子過程,即帶負電荷越多的(含氫)酸根離子與水溶液中H+之間的庫侖引力越強,越易接受質(zhì)子形成含氫酸根離子,致使平衡左移;如水溶液中H+與等離子的庫侖引力依次減弱,致使、越難電離。
由此可見,此二過程中的庫侖力都會阻礙帶有較多負電荷的陰離子生成,而多元弱酸分子的逐級電離是使(含氫)酸根離子所帶負電荷逐漸增大的過程,因此,其逐級電離常數(shù)必然是遵循遞減規(guī)律,即
多元弱酸分子的逐級電離常數(shù)屬于化學(xué)平衡常數(shù),是表征弱電解質(zhì)分子電離限度大小的特性常數(shù)。其熱力學(xué)定義為:
[1]王玲君,王英杰,劉振江.新編無機化學(xué).沈陽:遼寧教育出版社,1990
[2]天津大學(xué)無機化學(xué)教研室.無機化學(xué).第4版.北京:高等教育出版社,2010
[3]北京師范大學(xué)無機化學(xué)教研室等.無機化學(xué).第4版.北京:高等教育出版社,2002