通过计算平衡常数来探究强酸制弱酸等实验规律的本质

■宋立德

中学化学中，像强酸制弱酸这样的经验规律有很多，也被大多数人所接受，但对于这些经验规律的解释教材上只是一些模糊的定性，缺乏一个统一的有说服力的解释。下面就通过计算平衡常数来探究强酸制弱酸等实验规律的本质。

一、通过平衡常数判断反应进行的方向

只要平衡常数K＞1，该反应就可以正向自发进行。中学教科书中指出，平衡常数K＞105，则该反应进行得较为完全，平衡常数K＜10-5，则该反应较难进行，因此，通过计算平衡常数K，可以有效地判断反应进行的方向。

二、单一规律的实例与解释

1.强酸制弱酸的实例与解释

分析：K==我 们 知 道 HClO 的 酸 性 强 于，即Ka(HClO)＞Ka2(H2CO3)，所以K＞1，反应可以发生。查阅资料可得Ka(HClO)=4.0×10-8，Ka2(H2CO3)=4.7×10-11，计算得K≈8.5×102＜105，所以尽管反应可以进行，但进行得并不彻底。

(2)解释：设一元酸HA、HC的电离平衡常数分别为Ka(HA)、Ka(HC)，对于反应HA+C- == HC + A-，K==。 当Ka(HA)＞Ka(HC)时，即HA 的酸性强于HC 的时，K=，反应正向自发进行。当Ka(HA)＜Ka(HC)时，即HC 的酸性强于HA 的时，K=，反应逆向自发进行。因此，强酸制弱酸的本质规律在于两酸之间Ka的竞争。

2.沉淀转化的实例与解释

(1)实例：2AgI+S2-==Ag2S+2I-。

分析：K==而Ksp(Ag2S)，，所 以查阅资料得Ksp(Ag2S)=6.3×10-50，Ksp(AgI)=8.3×10-17，可得K≈1.1×1017≫105，说明这个反应可以进行得非常彻底。

(2)解释。沉淀转化的本质规律在于两种沉淀之间Ksp的竞争，但要注意的是，对于两种不同类型的沉淀(阴、阳离子比不同)，Ksp可能就要变成相应的次方(就像上面的实例一样)。

三、多种因素竞争的实例与解释

(1)实例：H2S+Cu2+==CuS↓+2H+。

这是中学中最经典的一个所谓“强酸制弱酸”的特例，中学对于此的解释为生成了CuS沉淀，原因确实如此，但这个解释还只是定性的模糊解释。

分析：K==而Ksp(CuS)，所 以。查阅资料得Ka1(H2S)=8.9×10-8，Ka2(H2S)=1.2×10-13，Ksp(CuS)=6.3×10-36，求得K≈1.7×1015≫105，说明这个反应可以进行得非常彻底。

(2)解释。对于这种多种因素竞争的反应，本质还是一样的，即通过各种已知常数(Ka、Kb、Kw、Ksp等)导出该反应的K，从而判断。