高福嘉
如何更好地理解電離平衡常數(shù)與水解平衡常數(shù)的關系呢?筆者用等效平衡的方法來理解。
HA表示弱酸,MOH表示強堿,MA則表示它們生成的強堿弱酸鹽,那么MA的水解的離子方程式為:
A-+H2OHA+OH-
(平衡體系中存在大量的MA,微量的HA、MOH)K水解=c(HA)c(OH-)c(A-) ①
其實上述平衡可等效于在稀HA中加入MA使得電離平衡
HAH++A-
逆向移動 ,再加與HA等量的MOH使電離平衡正向移動的結(jié)果。
此時Ka=c(A-)c(H+)c(HA)(Ka為弱酸電離平衡常數(shù))
則c(HA)=c(A-)c(H+)Ka ②
將②代入①中得: K水解=c(OH-)c(H+)Ka
又因為在水溶液中Kw=c(OH-)c(H+)
則K水解=KwKa
同理對于強酸弱堿鹽我們可以得出相同的結(jié)論即:
K水解=KwKb(Kb為弱堿電離平衡常數(shù))
由以上結(jié)論我們可以知道:
1.K水解、K電離成反比,即弱電解質(zhì)電離越弱,弱離子的水解程度越大(越弱越水解)。本質(zhì)上講電離是弱電解質(zhì)拆出H+或OH-的過程,而水解則是弱離子與水分子電離出的H+或OH-結(jié)合的過程,拆出H+或OH-的能力越弱,反之結(jié)合H+或OH-的能力就越強。
2.對于K水解=Kw/K電離,由于常溫時Kw=1×10-14可知K水解很小,水解通常是很微弱的,其為中和反應的逆反應,進行的程度很小。以醋酸為例,其常溫下電離程度若為1%則其K電離=1×10-4則醋酸根離子水解的K水解=1×10-10。若在等濃度的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液中,電離應大于水解,溶液顯酸性。同樣NH3·H2O的電離程度與CH3COOH差不多,因此相同濃度的NH3·H2O與NH4Cl的混合溶液中電離大于水解,溶液顯堿性。
(收稿日期:2014-10-13)