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摘 要:本文阐述了NH4+与常见弱酸阴离子双水解进行的程度,发现NH4+与S2-不能大量共存,与其它弱酸阴离子能共存。
关键词:铵根离子;弱酸阴离子;双水解;共存
一、问题的提出
在人教版高中化学选修4第三章第三节盐类水解中,对于NH4+和CH3COO-、HCO3-、HSO3-、SO32-、HSO3-、HS-、CO32―、HCO3―、S2-等常见弱酸阴离子可以发生双水解,但是对其双水解进行的程度阐述得不很明确,它们之间的双水解是不是像三价铁离子与碳酸根阴离子一样也能进行到底而不能大量共存呢?为此,本文对这一问题进行了探讨。
二、原理分析
假设一元弱酸HA( 表示电离平衡常数)和一元弱碱MOH( 表示电离平衡常数),A-和M+在水溶液中都会水解:
由上式可见,弱酸阴离子与弱碱阳离子的双水解平衡常数与对应酸的电离平衡常数和碱的电离平衡常数之积成反比,由于 、 是两个很的小数,其积将更小,所以双水解的平衡常数 通常较大,即双水解倾向较大,一般当 >105认为反应能够进行到底; <105不能够进行到底。
三、实例分析
在人教版高中化学选修4第三章第三节盐类水解中,对于常见的CH3COONH4、NH4HCO3、(NH4)2CO3、NH4HSO3、(NH4)2SO3、NH4HS、(NH4)2S等物质,它们在水溶液中水解程度到底有多大呢?我们可以利用上面的知识(数据见表1)分析一下它们常温下的水解平衡常数:
由此可见NH4+和CH3COO-、HCO3-、HSO3-、SO32-、HSO3-、HS-的双水解程度较小可以大量共存,NH4+和CO32-双水解程度加大了,但是高中阶段还是认为可以大量共存,只有(NH4)2S的双水解能够进行到底的,即NH4+和S2-在溶液中不能大量共存。(与北京师范大学等编《无机化学》1992上册书上107页说(NH4)2S的双水解程度高达99.9%相符)
在此,笔者只讨论了高中化学一些较常见的盐,对于其它不常见的盐,只要知道弱碱的电离平衡常数和弱酸的
电离平衡常数,也可以利用同样的方法分析对应的弱酸弱碱盐的水解程度,进而判断水解能否进行到底。
四、实验验证
1.取7支洁净的试管并依次编号①～⑦,分别加入5ml 1.0mol/LCH3COONH4溶液、NH4HCO3溶液、(NH4)2CO3溶液、NH4HSO3溶液、(NH4)2SO3溶液、NH4HS溶液、(NH4)2S溶液
2.依次加入2gNaOH固体加热,发现①～⑥中有气泡生成,而⑦中几乎没有气泡产生,说明NH4+已几乎水解完全。
五、结论
综上所述,NH4+与不是很弱的酸的阴离子发生双水解是进行的不彻底,可以大量共存,只有与水解能力很强S2-发生双水解时能进行彻底而不能大量共存。
六、反思
在高中化学离子共存的教学中,我们不能只考虑高价金属阳离子(如Fe3+、Al3+)与弱酸根阴离子(如CO32―、S2-)的双水解而不能大量共存(因为水解产物是易挥发的气体和沉淀,都会离开平衡体系,促使水解反应进行完全,因而不能大量共存),还要考虑NH4+和水解能力很强的S2-在溶液中不能大量共存。
参考文献:
[1]北京师范大学等编《无机化学》上册1992:84~107.
关键词:铵根离子;弱酸阴离子;双水解;共存
一、问题的提出
在人教版高中化学选修4第三章第三节盐类水解中,对于NH4+和CH3COO-、HCO3-、HSO3-、SO32-、HSO3-、HS-、CO32―、HCO3―、S2-等常见弱酸阴离子可以发生双水解,但是对其双水解进行的程度阐述得不很明确,它们之间的双水解是不是像三价铁离子与碳酸根阴离子一样也能进行到底而不能大量共存呢?为此,本文对这一问题进行了探讨。
二、原理分析
假设一元弱酸HA( 表示电离平衡常数)和一元弱碱MOH( 表示电离平衡常数),A-和M+在水溶液中都会水解:
由上式可见,弱酸阴离子与弱碱阳离子的双水解平衡常数与对应酸的电离平衡常数和碱的电离平衡常数之积成反比,由于 、 是两个很的小数,其积将更小,所以双水解的平衡常数 通常较大,即双水解倾向较大,一般当 >105认为反应能够进行到底; <105不能够进行到底。
三、实例分析
在人教版高中化学选修4第三章第三节盐类水解中,对于常见的CH3COONH4、NH4HCO3、(NH4)2CO3、NH4HSO3、(NH4)2SO3、NH4HS、(NH4)2S等物质,它们在水溶液中水解程度到底有多大呢?我们可以利用上面的知识(数据见表1)分析一下它们常温下的水解平衡常数:
由此可见NH4+和CH3COO-、HCO3-、HSO3-、SO32-、HSO3-、HS-的双水解程度较小可以大量共存,NH4+和CO32-双水解程度加大了,但是高中阶段还是认为可以大量共存,只有(NH4)2S的双水解能够进行到底的,即NH4+和S2-在溶液中不能大量共存。(与北京师范大学等编《无机化学》1992上册书上107页说(NH4)2S的双水解程度高达99.9%相符)
在此,笔者只讨论了高中化学一些较常见的盐,对于其它不常见的盐,只要知道弱碱的电离平衡常数和弱酸的
电离平衡常数,也可以利用同样的方法分析对应的弱酸弱碱盐的水解程度,进而判断水解能否进行到底。
四、实验验证
1.取7支洁净的试管并依次编号①～⑦,分别加入5ml 1.0mol/LCH3COONH4溶液、NH4HCO3溶液、(NH4)2CO3溶液、NH4HSO3溶液、(NH4)2SO3溶液、NH4HS溶液、(NH4)2S溶液
2.依次加入2gNaOH固体加热,发现①～⑥中有气泡生成,而⑦中几乎没有气泡产生,说明NH4+已几乎水解完全。
五、结论
综上所述,NH4+与不是很弱的酸的阴离子发生双水解是进行的不彻底,可以大量共存,只有与水解能力很强S2-发生双水解时能进行彻底而不能大量共存。
六、反思
在高中化学离子共存的教学中,我们不能只考虑高价金属阳离子(如Fe3+、Al3+)与弱酸根阴离子(如CO32―、S2-)的双水解而不能大量共存(因为水解产物是易挥发的气体和沉淀,都会离开平衡体系,促使水解反应进行完全,因而不能大量共存),还要考虑NH4+和水解能力很强的S2-在溶液中不能大量共存。
参考文献:
[1]北京师范大学等编《无机化学》上册1992:84~107.