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摘 要:“盐类水解”是中等卫生职业学校化学学科的基础理论之一,涉及了电离理论、化学平衡移动原理、弱电解质及水的离子积常数等多方面的知识,内容抽象、知识面广、综合性强,学生感觉有一定的难度。本文通过讲解盐类水解的实质入手,逐层揭开其特点、规律,并以口诀法辅助记忆,取得了较好的教学效果。
关键词:盐类水解 电离平衡 化学平衡 弱电解质
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)03(b)-0064-02
由酸碱中和反应得到的盐是不是都呈中性呢?酸式盐是不是都显酸性呢?为了让学生亲自得出问题的结论,教师在课堂上首先安排一组演示实验:将NaCl,CH3 COONa,NaHCO3,NH4Cl,CH3COONH4分别装在5支试管中,加足量蒸馏水制成溶液,用pH试纸分别测定5种溶液的pH值并记录,如表1所示。
通过实验现象由学生得出结论:并不是所有盐溶液都呈中性,有的盐溶液呈酸性,有的盐溶液呈碱性。为什么会出现这样的结果呢?这是因为有些盐发生了水解,而盐能否水解取决于盐中是否含有可引起水解的离子。
1 盐类水解的实质
盐类水解涉及到盐的电离、水的电离平衡的移动,以CH3COONa为例,其水解过程[1]如下:
CH3COONa ==== Na++CH3COO-(盐的电离)
+
H2OOH-+H+(水的电离平衡)
CH3COOH
醋酸钠在溶液中呈碱性是因为CH3COO-与H+结合生成难电离的CH3COOH分子,从而破坏了水的电离平衡,使水繼续电离,在建立新的平衡时,溶液中的[OH-]>[H+],故显碱性,而CH3COONa中弱酸阴离子CH3COO-正是引起水解的离子。在此基础上概括盐类水解的实质就是:水的电离平衡发生移动。
2 盐类水解的规律
盐的水解规律可以用口诀概括为:水解看组成,无弱不水解;越弱越水解,都弱都水解;谁强显谁性,同强显中性,规律要记清[2]。
2.1 无弱不水解
盐中有弱酸阴离子或弱碱阳离子才水解,若没有,则是强酸强碱盐,不发生水解反应,该盐显中性,如NaCl,Na2SO4等。
2.2 越弱越水解
弱酸阴离子对应的酸越弱,水解程度越大;弱碱阳离子对应的碱越弱,其水解程度越大。
2.3 都弱都水解
弱酸弱碱盐电离出的弱酸阴离子和弱碱阳离子都发生水解,且互相促进,使水解程度增大。水解后溶液的酸碱性由水解所生成酸、碱的相对强弱决定。表1中的弱酸弱碱盐CH3COONH4是因为水解生成的弱酸CH3COOH和弱碱NH3·H2O强度相当,才显中性。弱酸弱碱盐的酸碱性情况如表2所示。
2.4 谁强显谁性
当盐中的阴离子对应的酸比阳离子对应的碱更容易电离时,水解后盐溶液显酸性,反之,显碱性,即强酸弱碱盐显酸性,强碱弱酸盐显碱性。
2.5 酸式盐的酸碱性
酸式盐是显酸性还是碱性,要看其电离和水解的相对强弱。若电离能力比水解能力强(如NaHSO4、NaH2PO4),则水溶液呈酸性,NaHSO4只电离不水解也显酸性。若水解能力超过电离能力(如NaHCO3,NaHS),则水溶液显碱性。
学生通过对口诀的背诵并加以理解,可以比较迅速地掌握盐类水解的规律,在课堂上再加以练习和巩固,学生感觉容易掌握。
3 盐类水解的特点
盐类水解的特点可用“弱、微、动”三个字来概括。
3.1 弱者水解
盐类水解实质就是水的电离平衡移动,溶液中弱酸根阴离子或弱碱阳离子才能与H+或OH-结合生成难电离的物质,使水的电离平衡发生移动。从而使溶液中H+或OH-浓度发生变化,溶液显示不同的酸碱性。
3.2 水解微弱
中和反应的逆反应就是水解反应,在一定条件下两者可以互相转化。在盐溶液中存在中和与水解的平衡,但由于水的电离常数很小,所以中和与水解的平衡总是强烈地移向中和反应一方,因而盐类水解程度较小,水解产物很少,一般不生成气体或沉淀。
3.3 动态平衡
盐类水解是一个动态平衡。在盐类水解过程中存在水的电离平衡,也存在着弱电解质的电离平衡。由于弱电解质的电离平衡存在,从而打破了水的电离平衡,建立了新的水解平衡。
用“弱、微、动”这三个字剖析水解特点,使学生能够在纷繁复杂的现象中很快抓住实质,对本知识点做到全面的理解。
4 影响盐类水解的因素[3]
影响盐类水解的主要因素是盐本身的性质,组成盐的酸根对应当酸越弱(或阳离子对应的碱越弱),水解程度越大。另外还受温度、浓度、酸度和外加盐等外在因素的影响。
4.1 温度
盐的水解是吸热反应,因此升高温度,水解程度增大。
4.2 浓度
稀释盐溶液,可以促进水解。盐的浓度越小,电解质离子相互碰撞结合成电解质分子的几率越小,水解程度越大。
4.3 酸度
外加酸碱能促进或抑制盐的水解。例如水解呈酸性的盐溶液,若加入碱,就会中和溶液中的H+,使平衡向水解方向移动而促进水解,若加酸则抑制水解。
4.4 外加盐
(1)加入水解后酸碱性相反的盐,盐的水解互相促进;加入水解后酸碱性相同的盐,盐的水解互相抑制。
(2)加入不参加水解的固态盐,对水解平衡无影响;加入不参加水解的盐溶液,相当于对原盐溶液稀释,盐的水解程度增大。
5 盐类水解的意义
盐的水解在日常生活和医药卫生方面都具有重要意义。生活中用于净水的明矾KAl(SO4)2·12H2O,就是利用它水解生成的Al(OH)3胶体具有较大表面积,可以吸附水中的杂质后发生凝聚沉入水底,达到净化的目的。临床上治疗胃酸过多或酸中毒时使用碳酸氢钠或乳酸钠,也是利用它们水解后显弱碱性的作用。碱中毒时使用氯化铵则是因为它水解后显示弱酸性。对于容易水解变质的药物则应密闭保存在干燥处。
盐类水解一直因为其涉及知识面宽、思维抽象,被认为是中等卫生职业学校化学学科中的一个难点。通过实验引入课题,由学生得出结论,再由教师由表及里从实质到规律再到特点加以剖析,用朗朗上口的口诀辅助记忆,并在课堂上及时练习加以巩固,在教学实践中取得了很好的效果。
参考文献
[1] 张锦楠.化学[M].北京:人民卫生出版社,2001
[2] 王后雄.化学反应原理[M].广西:接力出版社,2013.
[3] 刁凤兰.无机化学[M].北京:人民卫生出版社,2002.
关键词:盐类水解 电离平衡 化学平衡 弱电解质
中图分类号:G4 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2014)03(b)-0064-02
由酸碱中和反应得到的盐是不是都呈中性呢?酸式盐是不是都显酸性呢?为了让学生亲自得出问题的结论,教师在课堂上首先安排一组演示实验:将NaCl,CH3 COONa,NaHCO3,NH4Cl,CH3COONH4分别装在5支试管中,加足量蒸馏水制成溶液,用pH试纸分别测定5种溶液的pH值并记录,如表1所示。
通过实验现象由学生得出结论:并不是所有盐溶液都呈中性,有的盐溶液呈酸性,有的盐溶液呈碱性。为什么会出现这样的结果呢?这是因为有些盐发生了水解,而盐能否水解取决于盐中是否含有可引起水解的离子。
1 盐类水解的实质
盐类水解涉及到盐的电离、水的电离平衡的移动,以CH3COONa为例,其水解过程[1]如下:
CH3COONa ==== Na++CH3COO-(盐的电离)
+
H2OOH-+H+(水的电离平衡)
CH3COOH
醋酸钠在溶液中呈碱性是因为CH3COO-与H+结合生成难电离的CH3COOH分子,从而破坏了水的电离平衡,使水繼续电离,在建立新的平衡时,溶液中的[OH-]>[H+],故显碱性,而CH3COONa中弱酸阴离子CH3COO-正是引起水解的离子。在此基础上概括盐类水解的实质就是:水的电离平衡发生移动。
2 盐类水解的规律
盐的水解规律可以用口诀概括为:水解看组成,无弱不水解;越弱越水解,都弱都水解;谁强显谁性,同强显中性,规律要记清[2]。
2.1 无弱不水解
盐中有弱酸阴离子或弱碱阳离子才水解,若没有,则是强酸强碱盐,不发生水解反应,该盐显中性,如NaCl,Na2SO4等。
2.2 越弱越水解
弱酸阴离子对应的酸越弱,水解程度越大;弱碱阳离子对应的碱越弱,其水解程度越大。
2.3 都弱都水解
弱酸弱碱盐电离出的弱酸阴离子和弱碱阳离子都发生水解,且互相促进,使水解程度增大。水解后溶液的酸碱性由水解所生成酸、碱的相对强弱决定。表1中的弱酸弱碱盐CH3COONH4是因为水解生成的弱酸CH3COOH和弱碱NH3·H2O强度相当,才显中性。弱酸弱碱盐的酸碱性情况如表2所示。
2.4 谁强显谁性
当盐中的阴离子对应的酸比阳离子对应的碱更容易电离时,水解后盐溶液显酸性,反之,显碱性,即强酸弱碱盐显酸性,强碱弱酸盐显碱性。
2.5 酸式盐的酸碱性
酸式盐是显酸性还是碱性,要看其电离和水解的相对强弱。若电离能力比水解能力强(如NaHSO4、NaH2PO4),则水溶液呈酸性,NaHSO4只电离不水解也显酸性。若水解能力超过电离能力(如NaHCO3,NaHS),则水溶液显碱性。
学生通过对口诀的背诵并加以理解,可以比较迅速地掌握盐类水解的规律,在课堂上再加以练习和巩固,学生感觉容易掌握。
3 盐类水解的特点
盐类水解的特点可用“弱、微、动”三个字来概括。
3.1 弱者水解
盐类水解实质就是水的电离平衡移动,溶液中弱酸根阴离子或弱碱阳离子才能与H+或OH-结合生成难电离的物质,使水的电离平衡发生移动。从而使溶液中H+或OH-浓度发生变化,溶液显示不同的酸碱性。
3.2 水解微弱
中和反应的逆反应就是水解反应,在一定条件下两者可以互相转化。在盐溶液中存在中和与水解的平衡,但由于水的电离常数很小,所以中和与水解的平衡总是强烈地移向中和反应一方,因而盐类水解程度较小,水解产物很少,一般不生成气体或沉淀。
3.3 动态平衡
盐类水解是一个动态平衡。在盐类水解过程中存在水的电离平衡,也存在着弱电解质的电离平衡。由于弱电解质的电离平衡存在,从而打破了水的电离平衡,建立了新的水解平衡。
用“弱、微、动”这三个字剖析水解特点,使学生能够在纷繁复杂的现象中很快抓住实质,对本知识点做到全面的理解。
4 影响盐类水解的因素[3]
影响盐类水解的主要因素是盐本身的性质,组成盐的酸根对应当酸越弱(或阳离子对应的碱越弱),水解程度越大。另外还受温度、浓度、酸度和外加盐等外在因素的影响。
4.1 温度
盐的水解是吸热反应,因此升高温度,水解程度增大。
4.2 浓度
稀释盐溶液,可以促进水解。盐的浓度越小,电解质离子相互碰撞结合成电解质分子的几率越小,水解程度越大。
4.3 酸度
外加酸碱能促进或抑制盐的水解。例如水解呈酸性的盐溶液,若加入碱,就会中和溶液中的H+,使平衡向水解方向移动而促进水解,若加酸则抑制水解。
4.4 外加盐
(1)加入水解后酸碱性相反的盐,盐的水解互相促进;加入水解后酸碱性相同的盐,盐的水解互相抑制。
(2)加入不参加水解的固态盐,对水解平衡无影响;加入不参加水解的盐溶液,相当于对原盐溶液稀释,盐的水解程度增大。
5 盐类水解的意义
盐的水解在日常生活和医药卫生方面都具有重要意义。生活中用于净水的明矾KAl(SO4)2·12H2O,就是利用它水解生成的Al(OH)3胶体具有较大表面积,可以吸附水中的杂质后发生凝聚沉入水底,达到净化的目的。临床上治疗胃酸过多或酸中毒时使用碳酸氢钠或乳酸钠,也是利用它们水解后显弱碱性的作用。碱中毒时使用氯化铵则是因为它水解后显示弱酸性。对于容易水解变质的药物则应密闭保存在干燥处。
盐类水解一直因为其涉及知识面宽、思维抽象,被认为是中等卫生职业学校化学学科中的一个难点。通过实验引入课题,由学生得出结论,再由教师由表及里从实质到规律再到特点加以剖析,用朗朗上口的口诀辅助记忆,并在课堂上及时练习加以巩固,在教学实践中取得了很好的效果。
参考文献
[1] 张锦楠.化学[M].北京:人民卫生出版社,2001
[2] 王后雄.化学反应原理[M].广西:接力出版社,2013.
[3] 刁凤兰.无机化学[M].北京:人民卫生出版社,2002.