水溶液中離子平衡的哲學思辨

甘肅

(作者單位：甘肅省天水市田家炳中學)

對于物質世界的探索，人類從未停止并已發現了數以萬計的物質并了解了其性質。化學在生命科學、空間科學、材料科學、環境科學、能源科學和信息科學等領域相互交叉、相互滲透、相互促進中協同發展，在解決人類社會發展中發揮著重要的作用。目前，普通高中開設的化學課程中，《化學反應原理》是重要的選擇性必修模塊，其主要討論了化學反應的基本原理，包括化學反應速率、反應方向及反應的最大限度；電解質在水溶液中的行為；能量轉化問題等。該教材內容豐富，規律性強，對學生認識和理解化學反應的本質起關鍵作用，更是學生形成科學思維的重要素材。

馬克思主義哲學是更徹底的唯物主義，是唯物主義與辯證法結合的完美哲學體系，是關于世界觀和方法論的科學體系。哲學和化學之間存在著必然的聯系，每個哲學原理在化學中都能找到鮮活的例子，人教版《化學反應原理》未涉及用哲學思維講解基本反應原理。

本文從馬克思主義哲學視角，以人教版《化學反應原理》第三章“水溶液中的離子平衡”為例，從五個方面對電解質在水溶液中的行為進行了哲學解讀，為師生提供一種全新的視角以便更好地理解電解質在水溶液中的變化規律，以期能夠在教學中提升學生的科學思維能力。

一、電解質在水溶液中行為的哲學思辨

1.化學現象與化學本質——自然界的物質性

馬克思主義唯物論認為物質是客觀存在的，客觀存在是它的唯一共性，人可以通過感官感知存在的物質，因此，唯物論揭示了物質的獨立性和根源性。微粒觀是化學研究的基本范疇，它充分反映了物質的組成，即原子是組成物質的最小微粒，分子是保持物質化學性質的最小粒子。物質可分為宏觀物質和微觀物質，宏觀物質是微觀物質的聚集體，而微觀物質是宏觀物質的組成單元，宏觀物質給了世界的五彩繽紛，微觀物質給了世界的復雜多變，因此，化學現象與化學本質，它們屬于事物發展中現象和本質的哲學范疇。

大部分電解質在水溶液中會解離成陰陽離子，此過程伴隨著能量的變化，常常表現為吸熱或者放熱，其本質為電解質解離成陰陽離子時吸收能量，陰陽離子與水分子結合成水合離子時釋放能量，吸收和釋放的能量不相等，導致溶液的溫度發生變化。再如，人教版《化學反應原理》第三章第三節“鹽類的水解”中，探究了NaCl、Na2CO3、(NH4)2SO4等鹽溶液的酸堿性，發現鹽溶液不都呈中性，然后通過探究得出了一些鹽的水溶液不呈中性的結論，即由鹽電離出的弱離子結合了水電離出的H+或者OH-，從而導致溶液中H+和OH-濃度不相等，使其鹽溶液呈酸性或堿性。現象是本質的外在表現，本質是現象存在的根據，兩者統一于化學反應的整個歷程中。

2.化學反應進程與最大限度——物質的運動屬性

唯物論認為運動是物質的固有屬性，運動是絕對的，無條件的，永恒的，而靜止是運動的特殊狀態，是相對的，物質世界是物質絕對運動和相對靜止的統一，是在時間上的延續和空間上的延伸。化學反應的本質是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的生成，其特征是有新物質的生成并伴有能量的變化，且化學反應遵循質量守恒定律和能量守恒定律，因此，化學反應中物質發生了變化，其實質是原子在一定的時間內空間排列上發生了變化，能量的形式只是化學能與其他形式能量的相互轉化。化學反應的快慢用化學反應速率表征，速率是運動狀態的固有屬性。當電解質在水溶液中達到溶解、電離或水解平衡狀態時，物質則達到了限制條件下的時空相統一。例如，在純水中加入少量的醋酸，起初醋酸解離成離子的速率大于離子結合成醋酸分子的速率，最后解離速率和結合速率相等，達到該條件下的相對穩定。一般情況下，化學反應都是從高能態到低能態、從有序態到無序態地自發進行。因此，化學變化的進程實質就是物質運動的過程，其反應結果也是物質運動的結果。

3.可逆過程——矛盾的對立統一性

4.與量有關的化學反應——質量互變規律

唯物辯證法認為物質是運動的，質量是物質固有的屬性，質變和量變是物質運動的不同進程，一定范圍內的量變不會引起質變，但量變是質變的前提，而質變是量的積累達到一定程度后的必然結果，質變又會引起新的量變。在酸堿中和滴定過程中，少量標準溶液的滴入不會引起溶液pH的大范圍變化，但在滴定終點附近滴入少量的標準溶液就會引起溶液pH的突變；難溶電解質AgCl的溶液中，只有c(Ag+)·c(Cl-)>Ksp(AgCl)時，溶液中Ag+(aq)和Cl-(aq)反應，才會有AgCl固體析出；向NaHCO3溶液中逐滴滴入稀鹽酸和將稀鹽酸滴入NaHCO3溶液中，現象不同，原因是它們反應時相對量不同引起的。

5.科學實驗與探究——辯證的實踐認識論

實踐是認識的基礎、認識的來源、發展的動力，實踐是檢驗真理的唯一標準，而認識對實踐具有反作用，正確的認識對實踐具有促進作用，而錯誤的認識對實踐具有阻礙作用。化學是以實驗為基礎的一門自然學科，大量的物質結構、性質和規律都是在化學實驗的基礎上認識的結果，這些結果形成的化學理論正被人類利用并改善著人們的衣食住行。物質的結構、性質、規律是客觀存在的真理，但其具有隱蔽性，只有通過實踐才能發現真理，只有通過實踐才能認識真理。真理是有條件的、相對的，離開前提條件則成為謬論。在高中教材中安排了大量的實驗和科學探究，讓學生通過實驗認識化學反應的基本規律。例如人教版《化學反應原理》第三章第一節“弱電解質的電離”中，為了理解強弱電解質的概念，教材采用實驗探究了相同濃度的鹽酸和醋酸溶液分別與鎂條反應的速率，同時測定了它們的pH。所有實驗的安排，都是使學生通過實踐發現和認識隱藏在現象中的真理，利用真理指導科學實踐。

二、水溶液中的離子平衡與馬克思主義哲學原理的內在聯系

在中學化學中，水溶液中的離子平衡，指難溶電解質的溶解平衡、弱電解質的電離平衡和鹽類的水解平衡。首先，三大平衡所涉及的物質都為電解質，這與辯證唯物論的基本觀點具有一致性；其次，三大平衡的基本特征，可簡稱為“逆”“動”“等”“定”“變”，即三大平衡都為可逆過程，它們在一定條件下達到平衡時都為動態平衡并且正逆反應速率相等，平衡后體系中各組分恒定，不發生改變，若條件改變，舊平衡被破壞，重新達到新條件下的新平衡。三大平衡的基本特征不但體現了運動是物質的基本屬性，也反映了矛盾伴隨在物質變化的整個進程中，體現了事物發展過程中事物相互聯系的辯證關系；再次，三大平衡是限制條件下的平衡，影響其平衡的因素有內因與外因，這恰恰體現了影響事物發展的主要矛盾和次要矛盾的辯證關系；最后，解決有關平衡問題的基本原理是勒夏特列原理，此原理是法國科學家勒夏特列經過反復試驗，根據大量事實總結出來的經驗規律，它適用于大部分平衡體系，但對于少數平衡體系是不適用的，這正反映了認識與實踐的辯證關系，同時也體現了真理的條件性和具體性。

三、結語