全文發(fā)表陰離子結(jié)合質(zhì)子能力的分析法

陳建峰 林世進(jìn)

摘要：陰離子結(jié)合質(zhì)子能力體現(xiàn)了氫離子能在不同陰離子之間轉(zhuǎn)化，掌握好規(guī)律，學(xué)生便能快速分析出結(jié)論，對(duì)教師的教學(xué)也有較好的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：質(zhì)子、 電離程度、 平衡常數(shù)

氫原子變成氫離子的過(guò)程是氫原子失去最外層電子的過(guò)程，由于氫原子的最外層只有一個(gè)電子，失去電子后的氫離子實(shí)際上就是一個(gè)“裸露”的質(zhì)子，因此一個(gè)氫離子就是一個(gè)質(zhì)子。陰離子結(jié)合質(zhì)子能力的強(qiáng)弱，即陰離子結(jié)合氫離子能力的強(qiáng)弱。

陰離子結(jié)合質(zhì)子能力的強(qiáng)弱可以從以下三個(gè)方面入手分析。

一、從“電離程度”的角度分析

判斷陰離子結(jié)合子能力的強(qiáng)弱可以通過(guò)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的電離程度來(lái)判斷。如判斷Cl—、CH3COO—結(jié)合質(zhì)子能力的強(qiáng)弱，可由這兩種離子對(duì)應(yīng)的酸分別為HCl和CH3COOH在水溶液中的電離程度來(lái)判斷。鹽酸為強(qiáng)電解質(zhì)，即鹽酸在水溶液中是完全電離為H+和Cl—，而不存在HCl分子，那么就是說(shuō)溶液中Cl—與H+并沒(méi)有結(jié)合。而醋酸為弱電解質(zhì)，即醋酸在水溶液中只是部分電離電離成CH3COO—和H+，而大量存在著CH3COOH分子，也就是說(shuō)CH3COO—和H+仍大量的結(jié)合在一起，因此CH3COO—結(jié)合質(zhì)子的能力比Cl—強(qiáng)。而水的電離程度比醋酸更小，即水中OH—與H+的濃度非常少，主要是以O(shè)H—與H+結(jié)合成水分子的形式存在，也就說(shuō)明OH—結(jié)合質(zhì)子能力則比更CH3COO—強(qiáng)。因此可以得出結(jié)論弱酸根結(jié)合質(zhì)子能力大于強(qiáng)酸根，并且酸性越弱的酸對(duì)應(yīng)的酸根結(jié)合質(zhì)子的能力就越強(qiáng)。

二、從“化學(xué)反應(yīng)”的角度分析

判斷陰離子結(jié)合子能力的強(qiáng)弱也可以通過(guò)物質(zhì)之間發(fā)生的反應(yīng)來(lái)判斷。初中教材在實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳一節(jié)對(duì)于反應(yīng)是這么解釋的，2HCl+CaCO3=CaCl2+H2CO3 ，碳酸不穩(wěn)定易分解，H2CO3 =CO2↑+ H2O。對(duì)這塊知識(shí)學(xué)生非常熟悉且記憶深刻。該反應(yīng)中碳酸根奪取了鹽酸中的H+生成了H2CO3，也就是CO32—結(jié)合質(zhì)子能力強(qiáng)于Cl—。再如反應(yīng)CH3COOH+ClO—=CH3COO—+HClO，ClO—奪去了CH3COOH中的H+生成了HClO，即ClO—結(jié)合質(zhì)子能力強(qiáng)于CH3COO—。對(duì)于其他較強(qiáng)酸與弱酸鹽反應(yīng)生成弱酸的反應(yīng)一樣可以理解為鹽中的弱酸根奪取了較強(qiáng)酸中的H+。同理，反應(yīng) OH—+CH3COOH=H2O+CH3COO—中OH—奪取了CH3COOH中的H+生成了H2O，即OH—結(jié)合質(zhì)子能力強(qiáng)于CH3COO—。反應(yīng)OH—+NH4+ H2O+NH3↑中，OH—奪取了NH4+中的H+生成了NH3，說(shuō)明著OH—結(jié)合質(zhì)子的能力比NH3強(qiáng)。這也同時(shí)解釋了弱酸根與H+不能大量共存的原因就是弱酸根能大量結(jié)合H+使的氫離子濃度大量減少，即弱酸根與H+發(fā)生反應(yīng)了，而強(qiáng)酸根與H+能大量共存是因?yàn)閺?qiáng)酸根與H+不結(jié)合，即強(qiáng)酸根與H+不反應(yīng)。因此從化學(xué)反應(yīng)的角度同樣可以說(shuō)明離子結(jié)合質(zhì)子能力的大小。

三、從“平衡常數(shù)”的角度分析

判斷陰離子結(jié)合子能力的強(qiáng)弱可以通過(guò)物質(zhì)電離平衡常數(shù)大小來(lái)判斷。平衡常數(shù)的大小為物質(zhì)的電離程度提供了理論依據(jù)，通過(guò)書(shū)本不難查到一些常見(jiàn)物質(zhì)的電離平衡常數(shù)。如250C時(shí)，下列各物質(zhì)的電離平衡常數(shù)如下表[1]：

CH3COOH HCN HF

Ka= 1.7×10—5mol·L—1 Ka= 6.2×10—10mol·L—1 Ka= 6.8×10—4mol·L—1

由平衡常數(shù)的表達(dá)式可知下列反應(yīng)的平衡常數(shù)與上面電離平衡常數(shù)互為倒數(shù)，即：

CH3COO—+ H+=CH3COOH H++CN—=HCN H++F—=HF

K= 5.9×104 L · mol—1 K= 1.6×109 L · mol—11 K= 1.5×103 L · mol—1

平衡常數(shù)越大，反應(yīng)正向進(jìn)行的程度就越大，即酸結(jié)合H+的能力就越強(qiáng)，因此可判斷結(jié)合質(zhì)子能力的大小為CN— > CH3COO—> F— 。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王明召，高盤(pán)良，王磊，魯科版《化學(xué)反應(yīng)原理》2011.07：110