非电解质再探讨

张青山

【摘要】高中化学中规定在水溶液和熔融状态下不发生电离的化合物是非电解质，但是实际上非电解质并不是绝对的不电解，只是电离程度太微弱了，在实际反应中没有意义，为了能更直观地探讨化学反应的本质，而被认为不电离。

【关键词】非电解质;电离

电解质和非电解质是高中化学必修一中一对非常重要的概念，非电解质主要包括非金属氧化物、NH3、绝大多数有机物如CH3CH2OH等。教材和几乎所有资料都是这样描述和讲解的，老师和学生对此也形成了一种默认。但是在必修二的一个实验却证明这种描述存在着问题。

人教版必修二乙醇性质实验中，乙醇和钠的反应有几个疑点。第一个疑点是，对比水和钠的反应，可以发现两者除了反应速率不同以外，并没有本质上的差别。如果CH3CH2OH是非电解质，不会电离出H+的话，那应该不会和钠反应生成H2。有的老师认为非电解质不电离也可以直接反应，那么乙基基团上的H为什么不反应呢？第二个疑点是，有些资料指出CH3CH2ONa显强碱性，实验证明反应后的溶液滴加酚酞溶液确实会变红，但这个性质明显是强碱弱酸盐的性质，说明CH3CH2ONa水解生成了碱，那么另一种产物乙醇是不是酸呢？第三个疑点是苯酚中同样含有-OH，为什么这两种-OH会出现这种本质上的区别呢？

在初中化学中，关于不溶物和易溶物的定义是这样的：没有绝对不溶的物质，判断一种物质是溶或不溶的标准是，溶解度小于0.01g/100g水的物质叫不溶物。结合这个定义，于是，笔者思考，会不会同样没有绝对不电离的物质，电解质和非电解质的区别在于电离程度的大小。电解质电离的本质是共价键的异裂，CH3CH2OH中氧氢单键存在著异裂的可能。

通过查阅相关资料，笔者发现CH3CH2

OH确实可以电离：

2CH3CH2OH?CH3CH2OH2++ CH3CH2O- pKa=15.9

对比电离常数，我们发现乙醇的电离程度接近于水（水的pKa=15.7），两者在数量级上是完全相同的。高中化学教材上描述水是一种极弱电解质，所以我们有理由相信，电解质和非电解质的划分标准就是水，也就是说，电离程度比水大的物质是电解质，而电离程度小于水的物质是非电解质。那么，为什么以水为分界线呢？笔者认为，可能是因为化学反应往往是在水溶液中进行的，如果电离程度比水小，那么物质提供H+的能力弱于水，参与反应的H+基本上全部来自于水，物质本身的电离可以被忽略。为了更好地研究反应的本质，就规定这部分物质不电离，为非电解质。

乙醇和水的电离程度接近，理论上来说钠分别和乙醇与水反应的剧烈程度应该也是一样的，但是真正反应的实验现象表明，钠和乙醇的反应相较钠和水的反应要温和的多，这又是为什么呢？笔者认为这可能和基团的位阻有关，在水中，H+的存在形态是H3+O，H+直接外露，很容易就可以接触到Na，从而发生置换反应。而在乙醇中H+的存在形态是CH3CH2OH2+，H+周围是非常大的基团，使得H+与Na的接触变得困难，所以，反应速率就慢了下来。在大学有机化学中，位阻效应是化学反应的重要影响因素。

既然乙醇能够电离，那么，其它的非电解质是否同样可以电离呢。通过查阅相关资料，笔者发现确实很多非电解质都可以电离，比如，NH3在液态环境中可以发生电离：

2NH3 ? NH4+ + NH2-  pKa=34

当然这个电离就更没有实际意义了，一是因为电离程度实在是太弱了，与水的电离常数相差18个数量级。二是因为NH3的电离要在液氨环境中进行，NH3在水溶液中会与水结合生成NH3·H2O，而NH3·H2O是一个弱电解质。又比如甲烷（pKa=49）、乙炔（pKa=25）均是因为电离程度太弱而被认为是非电解质。

综上所述，高中化学中非电解质并不是绝对的不电离，只是电离程度太弱了，在实际反应中没有意义，为了能更直观地探讨化学反应的本质，而规定其不电离，这或许也是大学化学教材中不再提及电解质和非电解质的原因吧。