浅析弱酸式盐质子守恒式写法
2009-09-07赵颖
赵 颖
对于正盐三种守恒是式(物料守恒式、电荷守恒式、质子守恒式),许多课外资料都有较详细的介绍,而对于弱酸式盐水解的质子守恒式写法还少见。
例1、 写出NaHCO3溶液中的质子守恒式
解法一
[分析]质子守恒式是根据水所电离出的H+和OH-相等得到的。而弱酸式盐本身能电离出H+,水解能生成OH-,而且两者的程度又不同,所以溶夜中的H+不是全部由水电离产生,造成不守恒。这和正盐质子守恒式是不同,因此写弱酸式盐质子守恒式时必须减去弱酸式盐本身能电离出H+,盐类水解守恒式在高中化学课程中,既是重点又是难点,并且在近几年高考中出现较多,
在NaHCO3溶液中存在下列方程式和离子方程式
H2OH++ OH- (H+和OH-由水电离产生)
HCO3-H2CO3+OH- (H2CO3中两个H+中一个是由水电离产生,OH-是由水电离产生)
HCO3-H++CO32- (H+由弱酸式盐电离产生)
根据质子守恒式的含义:是由水电离出的H+和OH-相等得到的,所以H+浓度总减去由酸式盐电离产生的H+,再加上由水解产生H2CO3中的1个H+为水电离出的H+,在溶液中,OH-全部由水电离产生,包括由水电离产生的OH-和HCO3-水解产生的OH-。
因此,碳酸氢钠溶液中的质子守恒式为:C(OH-) =C(H+)-C(CO32-)+C(H2CO3)
整理得C(OH-)+C(CO32-) =C(H+)+C(H2CO3)
解法二
在碳酸氢钠溶液中:
1.物料守恒式:C(Na+) =C(HCO3-)+C(H2CO3)+C(CO32-)
2.电荷守恒式:C(H+)+C(Na+) =C(HCO3-)+2C(CO32-)+C(OH-)
因为是在同一溶液中,所以各粒子浓度是相同的,根据钠离子浓度相等,将两式联并得。
C(HCO3-)+C(H2CO3)+C(CO32-) =C(HCO3-)+2C(CO32-)+C(OH-)-C(H+)
整理得:
C(H2CO3)+C(H+) =C(CO32-)+C(OH-)
得到的等式与解法一碳酸氢钠质子守恒式相同,所以,该方法也能正确解出弱酸式盐的质子守恒式。
解法三:
在碳酸氢钠溶液中:
1.物料守恒式:C(Na+) =C(HCO3-)+C(H2CO3)+C(CO32-)
2.电荷守恒式:C(H+)+C(Na+) =C(HCO3-)+2C(CO32-)+C(OH-)
因为是在同一溶液中,所以各粒子浓度是相同的,根据钠离子浓度相等,将两式相减得。
由2-1得
C(H+) =C(CO32-)+C(OH-)-C(H2CO3)
整理得
C(H+)+C(H2CO3) =C(CO32-)+C(OH-)
该式与解法一、二得到的碳酸氢钠溶液质子守恒式相同,因此,弱酸式盐的质子守恒式也可以通过电荷守恒式减去物料守恒式得到,即:
电荷守恒式—物料守恒式=质子守恒式
该等式不仅适用于弱酸式盐,而且也适用正盐。该等式也可变形,已知任意两个就
解出第三个守恒式。
例2、写出Na2HPO4和NaH2PO4的质子守恒式
(1)在Na2HPO4溶液中
1.物料守恒式:C(Na+)=2C(HPO42-)+2C(PO43-)+2C(H2PO4-)+2C(H3PO4)
2.电荷守恒式:C(H+)+C(Na+) =3C(PO43-)+2C(HPO42-)+C(H2PO4-)+C(OH-)
所以Na2HPO4溶液的质子守恒式为:
2-1,得
C(H+) =C(PO43-)-C(H2PO4-)+C(OH-)-2C(H3PO4)
整理 得
2C(H3PO4)+C(H+)+C(H2PO4-) =C(PO43-)+C(OH-)
(2)在NaH2PO4溶液中
1.物料守恒式:C(Na+) =C(H2PO4-)+C(H3PO4)+C(HPO42-)+C(PO43-)
2.电荷守恒式:C(H+)+C(Na+) =C(H2PO4-)+2C(HPO42-)+3C(PO43-)+C(OH-)
所以NaH2PO4溶液的质子守恒式为:
2-1,得
C(H+)=C(HPO42-)+2C(PO43-)+C(OH-)-C(H3PO4)
整理 得
C(H+)+C(H3PO4)=C(HPO42-)+C(PO43-)+C(OH-)
在写弱酸式盐质子守恒式时,一定要细心正确地写出其物料守恒式和电荷守恒式,两式相减不要丢小符号。通过解法一、二、三可以看出,解法一是基础,是根据质子守恒式原理推出得到,而解法二和三是在解题和实践中得到,比较容易掌握。
(河北省临城县职业技术教育中心)