关于碳酸氢钠溶液组成及一些问题的研究 &对碳酸氢钠溶液组成及一些问题的研究（一） 一般应从两个方面对某类化学物质的性质来进行研究。一是比较多个物种的性质找出其共性，以便得出一些有价值的规律；再者是深入剖析某一个案，通过它来得到对该类物质的更深刻了解。人们往往忽略后一方面的工作是因为，有代表性的物种比较难于选取，同时这种工作的量也往往要更大，加之所获取的信息会夹有较大比例的“无价值的”信息。 但近来对属于酸式盐的NaHCO3溶液的讨论较多，加之Ecexel表提供了一个解高次方程及进行程序计算的利器，所以对NaHCO3溶液进行一个全面分析还是不算麻烦的。 一、碳酸氢钠溶液基本数据的获取 由文献查得,对浓度为c mol·L-1的两性物质MHB溶液，求其[H+]的精确式为[1]：& 代入各常数的数值Ka1=4.2&10-7，Ka2=5.6&10-11，有 对上式（2），当规定出一个c值时，就可以用Ecexel表解得一个[H+] 值，如下面的表一： 注：c为规定值，可以满足任意的精度。但Ka1与Ka2都只有两位有效数字，这样求出的[H+]也应只有两位有效数字。但考虑到这会导致较大的计算误差，所以对[H+]取了四位有效数字。 将上表改为负对数的形式有： 可见，当NaHCO3溶液的浓度较大时，pH有一个恒定值8.31。当溶液浓度较小并不断减小时，pH将逐渐趋近于7。其变化情况可以形象地用如下的pH- pc图（即图一）表示出来： 为获取溶液中其余各物种浓度的数值，还要借助于以下几个公式： 水的离子积 [OH-] =Kw 分布分数：、 将不同c值及对应的[H+] 值，代入上述的4个式子，就可以求出其余三种离子及H2CO3的浓度如下面的表二： 注：由于[H+]为四位有效数字，表中其余数字也应该不超过四位有效数字。但为使[H2CO3]与[CO32-]的细小数值差别也能体现出来（如第一行最右端的2个数），在这里对它们取了五位有效数字。 验算，对第一行的数据有[HCO3-]+[H2CO3]+ [CO32-]=9.7743&10-1+1.1287&10-2+1.1286&10-2=1.000003，似乎与c=1不符。但这实际远远超出了我们原来预想的吻合度。因为[HCO3-]只有五位有效数字，0.97743中的第五位的“3”已经是可疑数字，这样1.000003中小数点后第五位能是“0”，已经是一个不错的结果。说明上述数据是一个很可靠的计算结果。 由表二还可以求出各物种的分布分数如下面的表三： 从表三中的数据可看出，随碳酸氢钠浓度的降低其解离的程度是在不断加大的，但解离的程度有限。当碳酸氢钠浓度低至c = 1&10-8时，其解离的程度也才是19.12%（剩余80.88%）。 且解离的形式也有很大的变化。在第一行中完全是HCO3-间的自身争夺质子的可逆反应。而最下一行则几乎完全是HCO3-的水解（碱式解离）。 这些数据是我们分析一些问题的基础。 二、两性物质溶液中[H+]变化情况的理论分析 一般质子酸碱溶液的pH值，都是随酸（或碱）浓度的增大，[H+]（或[OH-]）要增多。这可以用，当一元酸的Ka不很小，且浓度不很低时，要用来进行计算，给予说明。 但两性物质溶液则不是这样。其[H+]随盐浓度的变化要分为几种情况来说明。 自身间的质子争夺反应是决定溶液[H+]基本不变的主要原因 对NaHCO3浓度较大的溶液来说，HCO3-在水溶液中有电离过程（表现为质子酸）、及水解过程（表现为质子碱），及自身间的质子争夺反应。 从以下这三个反应平衡常数的数值不难看出，自身间质子争夺反应（下述3个反应中的最下面一个）的平衡常数，要远远大于其余两个反应。 HCO3-作为质子酸的解离，HCO3-& = H++ CO32-的Ka2=5.6&10-11……（3） HCO3-作为质子碱的解离，HCO3- + H2O= H2CO3 + OH-的 & &Kb2=Kw/ Ka1=1.0&10-14/4.2&10-7=2.4&10-8……（4） HCO3-的自身间的质子争夺反应，HCO3-& + HCO3- = H2CO3 + CO32-的 Ka1=5.6&10-11/4.2&10-7=1.3&10-4……（5） 正是由于自身间质子争夺反应的式（5）是该体系中最主要的反应，溶液中才有[H2CO3]与[CO32-]基本相等，从而有比值[H2CO3] /[HCO3-]与[CO32-]/[ HCO3-]也基本相等，从而导致[H+]基本不变的现象。 这样由[H2CO3] /[HCO3-]= [H+]/ Ka1，及[CO32-]/[ HCO3-]= Ka2/[H+]。就可以直接写出[H2CO3] /[HCO3-]= [H+]/ Ka1= [CO32-]/[ HCO3-]= Ka2/[H+]。 即[H+]2 = Ka1·Ka2。这就是两性物质溶液中[H+]的近似计算公式。 在上式中完全无浓度项c的位置。也就是说，NaHCO3溶液的浓度，对溶液中的[H+]无显著的影响。那种认为NaHCO3浓度越大，溶液的[OH-]就应该越大的看法，显然是没有根据的。 也就是说，无论是在0.10、0.50、还是1.0 mol·L-1的NaHCO3溶液中（都属于一般浓度），都应该有相同的算式： & & &（mol·L-1）。 即，这三种不同浓度的NaHCO3溶液应该都有[H+]= 4.8&10-9 mol·L-1，这样一个不变的浓度数值。 这一阶段在图一中是由pH=8.31的水平直线段体现出来的。 2. HCO3-的质子碱作用逐渐体现出来的阶段 当NaHCO3浓度逐渐降低时，HCO3-作为质子碱的作用逐渐增强，而清晰地显现出来。其标志性的信号是，溶液中的无法再保持[H2CO3]与[CO32-]的基本相等，而是显著地有[H2CO3] & [CO32-]。如表二中第四行c =0.01时的数据那样。 在这一阶段HCO3-作为质子酸的作用还是无从谈起。 反应HCO3- + H2O= H2CO3 + OH-显著进行的原因，是由于盐的分析浓度c对水解反应（4），及自身间质子争夺反应（5）的影响是不同的。 这两个反应的平衡常数表达式分别为： & &……（6） 及……（7） 从仅这两个平衡常数的数值看，式（7）似乎更容易进行。但当c 很小，如为1&10-4时（这时仍c可以用其来替代[ HCO3-]），则情况要发生变化。因为将[ HCO3-]=1&10-4代入后： 式（6）变为[OH-][ H2CO3]= 2.4&10-12……（8） 而式（7）变为[H2CO3][CO32-]= 1.3&10-12……（9） 式（8）的数值反而大于式（9），说明溶液中的[ H2CO3]受HCO3-水解反应的影响会更大些。在相关数据行也可以找到，这时已有[OH-]& [CO32-]这样的现象。 盐的浓度c对不同解离方式的影响，是通过在各自平衡常数表达式中[HCO3-]的幂指数的不同、即方次的不同来实现的。在式（6）中[HCO3-]有一次方。在（7）中是二次方。 在图一中，这一阶段有如中间从左上到右下的曲线所示。 3.水的解离占主导地位的阶段 如图一中pH=7的水平直线段所示。 当HCO3-的浓度极稀时，[OH-]要从原来较大的方向无限地趋近于1.0&10-7。水的解离逐渐占据主导地位。 此时，HCO3- + H2O= H2CO3 + OH-也提升到仅次于水的解离的地步。而HCO3-间质子争夺反应和HCO3-的酸式解离，都处于可以忽略不计的位置。 可以再计算一下，当盐的浓度为1.0&10-11时、及1.0&10-13时，溶液的组成为。 此时竟基本有[HCO3-]：[H2CO3]：[CO32-] = 80.733：19.222：0.045 ，这样固定不变的比例。 不难看出，这个比值实际上就是，当pH=7时这三个物种的分布分数之比。可以将相关数值代入分布分数，验算一下： &&可见，溶液的组成不变，是[H+]基本不变造成的，是pH无限趋近于7在作祟。 三、酸式盐溶液[H+]的近似计算 对两性物质NaHA,其浓度为c。其[H+]的近似计算一般有以下3个近似计算公式[1] &……（10） & &&……（11） & &……（12） 式（12）被称为最简式，式（11）被称为近似式。但式（10）似乎还没有名称，给使用造成了许多不便。考虑到（10）式既然与Kw有关，肯定会适用于盐的浓度很稀的情况，所以建议称之为极稀式。 关于这些近似计算公式的适用范围，有两个如下的表述体系： 规则一，允许计算误差为2%的.情况： 原文为：当cKa2≥10-12.60时，如pKa1≤pc，须pKa2≥pc + 2.85；pc + 1.7 ≥pKa1≥pc，须参照%︱E︱- pKa2曲线选用；pKa1 ≥ pc+ 1.7，均可使用近似式。 在符合使用近似式的条件下，当c/ Ka1≥101.40时，可选用最简式。 表述方式与逻辑关系都让人摸不着头脑。可改写如下： 1. 近似式使用的先决条件是cKa2≥2.51&10-13。（这是从Ka2的角度给c设了一个允许的最小值，c≥25.1Kw/ Ka1对c的限制则要将c分3段来讨论（如---- 0.02c ---- c ----所示这样的3段）。 当处于最右的c≤Ka1段时，还要满足Ka2≤1.41&10-3c，才能使用近似式； 当处于最左的Ka1≤0.02c段时，则可使用近似式。 当处于中间的0.02c≤Ka1≤c段时，则要参照不同盐浓度下的计算误差-- pKa2曲线（只在该文献中才有的两个图）来判断能否使用近似式（一般情况下难于实施）。 2. 若在满足cKa2≥25.1Kw的条件下，还满足c/ Ka1≥25.1），则可用最简式。 规则二，允许计算误差为5%的.情况： 1. 近似式适用条件为，Ka2c＞10Kw。 最简式适用条件为，在上基础上，还要满足c＞10 这两个规则的最大不足之处是只考虑了最简式与近似式，而没有涉及极稀式。此外，从规则一的条件之苛刻，可见对这类溶液正确选取合适近似计算公式是一件有多么大难度的工作。从两个规则的要求相差之大，也可以知道还有许多的研究工作要做。 不过，在这里并不打算定量地讨论这些近似计算公式在什么浓度情况下对碳酸氢钠溶液才是适用的。而只想针对表一的数据来用这些近似计算公式实地验算一下，使大家能感受一下这些平时很少用到公式。下面将用各式计算出的[H+]数值汇总于下面的表四。 注：其中用红色标注的数字都有超过2%的计算方法误差。 从中可看出： 在计算NaHCO3溶液的[H+]时，近似式对最简式似乎没有任何改进，看不出近似式的存在意义。 当允许计算误差为2%时，极稀式的适用范围明显地大于前两个式子。但有一较为特殊的现象，即当NaHCO3浓度达某数值（1&10-6附近）时，方法误差才会有极大值。 当允许计算误差放宽为5%后，极稀式更是有极为突出的表现，对任何浓度的NaHCO3溶液都可以使用。 对规则一的验证： 1. 要满足条件“cKa2≥2.51&10-13=25.1Kw”，即必须有c≥2.51&10-13/5.6&10-11 =4.48&10-3。 由如上的先决条件“c≥4.48&10-3”可知“0.02c≥8.96&10-5”。这样三段的实际分界情况为“----8.96&10-5 ---- 4.48&10-3----”。 而Ka1=4.2&10-7是处在该区间的最左段，属于可直接使用近似式的范围。所以要在c≥4.48&10-3的情况下使用近似式。 从上表第4行的数据看当c=0.01&4.48&10-3时，近似式确实还好用；而上表第5行的数据为c=1&10-3＜4.48&10-3时，近似式马上就不好用了。情况与规则一的条件要求吻合。 条件“c/ Ka1≥25.1”即“4.48&10-3/25.1= 1.78&10-4≥Ka1”也能得到满足。最简式在c≥4.48&10-3时，也好用。 对规则二的验证： 1.满足“Ka2c＞10Kw”。即“c＞1.79&10-3”，才能用近似式，与计算的结果吻合（c=1.0&10-3时，近似式不好用，有大于5%的方法误差）。 Ka1”即“c＞4.2&10-6”。在满足条件一的条件下，这一条也能得到满足。最简式也好用。 已投稿到： 以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。安多夫是一种嫩肉粉，其主要成分碳酸氢钠（NaHCO3）可破坏肉质纤维结构、促进肉类吸收水分，从而使肉质松软，达到鲜嫩爽滑的目的．小青发现将拌了安多夫粉的肉类放到锅中并加入食醋等调料烧煮时产生了大量气体，他对此颇感兴趣，决定对其进行探究．Ⅰ．小于对气体的成分进行了猜测：气体中除了醋酸气体之外，还可能含有水蒸气和CO2．他设法收集气体样品并除去醋酸气体后，用右图实验装置进行探究．（气体依次通过A、B两试剂瓶，已知浓硫酸具有吸水性）实验现象：A瓶质量增加、B瓶中有白色浑浊物产生．实验结论：该气体中一定含有；Ⅱ．小于对二氧化碳的来源作了两种猜测：猜测①：；猜测②：二氧化碳可能是由碳酸氢钠受热分解产生的．针对以上猜测，小于设计了以下实验：（请你完成下列表格中的空白） &实验步骤实验现象实验结论实验1&&猜想①正确实验2取碳酸氢钠样品少许加入试管中，加热，并把产生的气体通往澄清的石灰水试管口有小水滴产生，有使澄清的水会水变浑浊的气体产生猜想②正确实验结论：NaHCO3和醋酸溶液反应有二氧化碳生成，NaHCO3受热分解也有二氧化碳产生．Ⅲ．查阅资料：在百度网页中输入碳酸氢钠的化学性质，可以获得，碳酸氢钠受热易分解，产物中有碳酸钠生成，再根据实验2写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式；Ⅳ．实验2中有白色粉末剩余，请用物理方法来验证其不是氢氧化钠固体，用化学方法来验证其可能碳酸钠固体；（1）物理方法：；（2）化学方法：．Ⅴ．结论应用：在蒸馒头时，我们通常在发酵后的面团中加入小苏打（NaHCO3），加入NaHCO3的目的是． 提 示 请您或之后查看试题解析 惊喜：新移动手机注册无广告查看试题解析、半价提问1、0.01mol的醋酸和0.01molNaOH混合后显什么性?我知道是显碱性,但是我想问醋酸不是弱酸吗,他的氢离子不是不能完全电力吗,不是还要有一些氢离子没反映么,所以我想问为什么不是显酸性2、碳酸根离子和碳酸氢根离子_百度作业帮 1、0.01mol的醋酸和0.01molNaOH混合后显什么性?我知道是显碱性,但是我想问醋酸不是弱酸吗,他的氢离子不是不能完全电力吗,不是还要有一些氢离子没反映么,所以我想问为什么不是显酸性2、碳酸根离子和碳酸氢根离子的水解为什么能相互抑制?3、为什么碳酸氢钠显碱性所以碳酸氢根离子水解程度大于其电离程度?（我记得碳酸氢钠是可以完全电离的啊,为什么还说水解程度大于电离程度?）我化学底子差,请学长们说得详细点,现在学的化学反应原理晕死了 首先第一问.由于氢氧化钠是强碱,因此在1:1的情况下是完全反应,和醋酸的电离没关系.反应生成醋酸钠和水,而醋酸钠是强碱弱酸盐,电离后钠离子是完全电离,而反应完后由于醋酸钠的水解,使溶液中存在醋酸分子和氢氧根离子,（电离出来的一部分氢离子和醋酸根离子结合导致溶液中游离的氢离子数量少于氢氧根离子）溶液呈弱碱性.因为使溶液显酸碱性的并不是酸碱分子,而是氢离子和氢氧根离子.在这个反应中由于氢离子和氢氧根离子的平衡偏向于氢氧根离子,因此溶液才会是弱碱性而不是弱酸性.第二问.因为碳酸根是二价弱酸根,存在碳酸根碳酸氢根的可逆反应,因此有相互抑制的现象很正常,包括其他的二价或者三价弱酸根离子或者中强酸酸根离子如磷酸根和磷酸氢根以及磷酸二氢根都是一样的.第三问.所谓的碳酸氢钠的完全电离,主要是指钠离子的完全电离,而由于碳酸氢根是弱酸根并且化学性质不稳定,因此溶液是存在一个氢氧根和氢离子的一个平衡,还有一个碳酸根离子和碳酸氢根离子与碳酸之间的平衡,溶液呈弱碱性.强碱弱酸盐基本上都是弱酸根离子的水解程度大于电离程度的 1、醋酸是一元酸，弱酸，不能完全解离；而酸性是指解离的游离的氢离子的，所以即使醋酸没有完全解离，但是不会显酸性；而碱未能完全反应完，故溶液呈碱性。其实是形成了醋酸－醋酸钠的缓冲溶液，大学里面会讲到。2、你可以把这两种离子水解方程式写出来，就清楚了：碳酸氢根离子既是产物又是反应物呢。平衡移动原理。3、这个是属于大学化学的内容的，其实是可以计算水解和电离的平衡常数，计算结果前者大于... 1、显碱性。就是因为醋酸难以电离，在溶液中的氢离子少，它才是弱酸。酸的强弱是按可电离的氢离子的多少来算的，可电离的越多酸性越强，不可电离部分是不显酸性的。按你的推论那氢气是最酸的气体了，它在水中基本不电离。2、（你这问说得不明不白的，什么相互抑制？是放在一起水解，还是怎么的，所以和第三问一起回答吧）水解:是分解成氢氧根离子，显碱性电离：是指氢离子的电离，显酸性