溶液中的粒子守恒之“质子守恒”

虞玲

盐类水解知识的学习过程中，涉及到溶液中的粒子问题的时候，很多学生的第一反应是太难！既有电离又有水解，既有浓度计算又有浓度大小比较，还有各种各样的守恒，确实，如果沒有掌握好里边的关系，学生就好比一头扎进“溶液”的海洋里，万般挣扎而不会游泳的人一般，只能被淹死。那么，如何才能解决这些问题呢？在此，我就关于溶液中最容易考且最容易出错的“质子守恒”作一下讲解。

课本中关于质子守恒的基本概念我们一般有两种理解。

第一种理解是：由水电离出的H+总数永远等于由水电离出的OH-总数。根据这种理解，我们可以有等式如下：

在强碱弱酸盐溶液当中有：C（OH-）==C（H+）+C（酸式弱酸根离子）+C（弱酸分子）。

在强酸弱碱盐溶液中有：C（H+）==C（OH-）+C（弱碱分子）。

例如：在Na2CO3的水溶液中，碳酸钠首先会完全电离乘Na+和CO32-离子，而任意水溶液中都存在着H2O[]H++OH-，则有水给的H+等于水给的OH-，而CO32-又会结合H+形成HCO3-和H2CO3，于是就有等式：

C（H+）==C（OH-）+C（H2CO3）+C（HCO3-）

这就是碳酸钠水溶液中的质子守恒。又如在NH4Cl水溶液中同理有质子守恒为：

C（H+）==C（OH-）+C（NH3·H2O）

第二种理解是：电解质溶液中分子或离子得到或失去质子（H+）物质的量是相等的。根据这种理解，我们可以有等式如下：

C（得到H+所得产物）==C（失去H+所得的产物）

若某产物是得了n个质子得来的，则该产物的浓度前应乘个n倍系数。

例如：在碳酸氢钠的水溶液中，存在的微粒有如下关系：

从表格中可以看出，失去质子得到的是CO32-和OH-，而得到质子后得的是H2CO3和H3O+（H+），所以有等式：

C（OH-）+C（CO32-）==C（H+）+C（H2CO3）

即可以理解为左侧微粒浓度相加等于右侧微粒浓度相加（注意得到（或失去）n个质子才得到的微粒的浓度前应乘个n倍系数）。

上面两种理解，第二种更容易写出质子守恒。

笔者在教学过程中，往往是先按概念理解来讲解，可是学生理解的并不是很好，而学生应用“物料守恒—电荷守恒=质子守恒”时，往往因为耗费时间而慌乱写错，所以后来在教学中，我总结出以下方法来写质子守恒，达到了事半功倍的效果。

具体方法如下：以NaH2PO4溶液为例，根据水解电离知识，我们很快可以罗列出该溶液中的除H2O以外的所有微粒：Na+、H2PO4-、H+、OH-、H3PO4、HPO42-、PO43-

在所有的微粒中，去除盐自身电离出的离子后为：H+、OH-、H3PO4、HPO42-、PO43-，然后初写等式C（H+）==C（OH-），之后把余下的微粒与原始微粒（这个例子中就是H2PO4-）作对比，比原始微粒少质子的放在C（OH-）的那一边，少几个系数则为几，比原始微粒多质子的放在C（H+）的那一边，多几个系数则为几，于是得到等式为：

C（H3PO4）+C（H+）==C（OH-）+C（HPO42-）+2C（PO43-）

这种方法已被实践证明好理解好掌握，应用起来正确率也很高。

以上是针对单一溶液的质子守恒问题，可是在实际应用中，我们往往遇到一些特殊的混合溶液，比如等物质的量浓度的醋酸和醋酸钠溶液，它的质子守恒又怎么来写呢？还是可以用我的简便方法。

方法是：先初写等式2C（H+）==2C（OH-）【注意这时系数为2，你可以理解成两种水溶液相加】，对比后添加粒子，此种情况只会有两种粒子，弱酸分子和弱酸根（或者弱碱分子和弱碱阳离子），根据电荷一致去放离子，分子放在另一边。

则有：

C（CH3COOH）+2C（H+）==2C（OH-）+C（CH3COO-）

以上所讲方法是笔者的实践总结，主要是根据最常见的教学内容总结而来，可能对某些情况不能适用，若有不妥，欢迎批评指正，感激之至。