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关于碳酸氢钠溶液中离子浓度的计算_刘宗寅
&&关于碳酸氢钠溶液中离子浓度的计算_刘宗寅
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碳酸氢钠溶液中氢离子浓度大于碳酸根浓度为什么HCO3-
生成H+和CO3(2-)
这个电离过程是很弱的
因为这个电离过程产生的H+ 和CO3（2-）是1：1的
再加上水有小部分电离产生H+所以H+的浓度是大于 CO3(2-)的 但是碳酸氢根离子会水解消耗的H+三楼你没考虑到啊
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2楼的的回答太含糊其辞了 1）溶液里大量的是HCO3- 溶液里几乎没有CO3-的水解 而是HCO3-的电离 2）你说的“这样导致本来与氢离子数目一样多的碳酸根离子部分被消耗” 这句话根本就是没根据的 你怎么会知道原来是一样多的 溶液里是HCO3- 这是一个集团 不是简单的 H+ 和CO3（2-）的相加 这点不要误导人正确解释应该是由于 HCO3- 电离 生成H+和CO3(2-) 这个电离过程是很弱的 因为这个电离过程产生的H+ 和CO3（2-）是1：1的 再加上水有小部分电离产生H+所以H+的浓度是大于 CO3(2-)的 哦刚看了楼主的补充问题 你先要知道什么是水解 水解就是和水的反映 所以方程式应该是H2O+HCO3- ==OH- + H2CO3 这里是水参加反应的 而不是 H+ 正因为有这个反映溶液才显出碱性的 所以和H+是无关的
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碳酸氢钠溶液中各离子浓度大小比较(颠覆传统观点)!!!!收藏
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传统观点认为&NA+&HCO3-&OH-&(H2CO3)&CO32-&H+其中有这样的论述:
&由于碳酸根离子仅由碳酸氢根电离产生，而氢离子除碳酸氢根电离生成外，还有一部分来自于水的电离，故在溶液中，氢离子浓度大于碳酸根离子浓度&本人对该讲解提出严重质疑
这一说法有个很大的漏洞,未加碳酸氢钠前,水中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度等于10^-7(25度时)加碳酸氢钠后AQ显碱性&氢离
子小于10^-7&很明显上述说法不正确&根本原因是会有更多的碳酸氢根水解产生氢氧根(HCO3-水解大于电离)&而氢氧根与氢离子浓度积一定&所以必然会有氢氧根中和氢离子&&定性分析一下&碳酸氢钠浓度越大&碱性越强&氢离子浓度越小&同时电离产生的碳酸根浓度越大&这样就会存在碳酸根大于氢离子的情况&我用碳酸一二级电离常数计算过&
25度时当氢离子等于碳酸根时(分界点)&碳酸氢钠浓度非常非常小(10的负8次方数量级)&因此正常情况下碳酸根大于氢离子.
具体方法比较麻烦&在此不列出(用到数学函数等计算)&以上陈述足以证明我的论断是对的,用这样的方法我还算出&一般正常浓度碳酸氢钠溶液中
Na+&HCO3-&(H2CO3)&CO3&2-&OH-&H+&这与高中课上讲的有很大不同
&(但老师也无法否认我的计算结果与推理过程)请慎重使用&如果有不同意见&欢迎与我讨论
另外还可以这样考虑:2HCO3-=======H2CO3+CO32-
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未加碳酸氢钠前,水中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度等于10^-7(25度时)加碳酸氢钠后AQ显碱性,&氢离子小于10^-7&很明显上述说法不正确?????
显碱性还会大于10^-7不成？
&根本原因是会有更多的碳酸氢根水解产生氢氧根(HCO3-水解大于电离)&而氢氧根与氢离子浓度积一定&所以必然会有氢氧根中和氢离子&
必然会有氢氧根中和氢离子&？？？
什么是水解，水解是促进水的电离！是HCO3-极少部分结合水电离出来的H+，必然会有另一部分OH—释放出来
出现了循环论证
注意问题的出发点。从水的电离出发来思考？
按你所说会有氢氧根中和氢离子&是抑制了水的电离
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首先碱性环境下&OH-浓度大于10^-7&H+浓度小于10^-7&这个楼上有什么&疑问吗?
再次&怪我没说明白&我所说的中和是指这个意思:HCO3-水解产生OH-&还有一些HCO3-电离产生H+&在此基础上&如果这两部分不发生中和的话&OH-和H+的浓度都会大于10^-7&这样其浓度积大于
10^-14&这是不可能的&因为它俩乘积是定值&只与温度有关&
25度时是10^-14&这是高中知识&楼上不会不知道吧
所以我所说的中和是分步来考虑的&假设HCO3-电离和水解程度相同(实际水解大于电离)&则溶液中的OH-和H+浓度不变&
在此基础上再有一部分水解&则OH-浓度升高&H+浓度降低&
因此说&碳酸根离子仅由碳酸氢根电离产生，而氢离子除碳酸氢根电离生成外，还有一部分来自于水的电离，故在溶液中，氢离子浓度大于碳酸根离子浓度&不正确&还有什么疑问吗?
首先碱性环境下&OH-浓度大于10^-7&H+浓度小于10^-7&这个楼上有什么&没有问题，看错了。不好意思&
故在溶液中，氢离子浓度大于碳酸根离子浓度&也很正常&。&
传统也是这样的呀
碳酸氢钠溶液点&NA+&HCO3-&OH-&H+&CO32-&
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你不会告诉我&我上面说的都白说了吧&还是你没看明白?
你说H+&CO32-的根据是:HCO3-电离产生了CO32-和H+&它俩相等
但H+还有水电离这一来源&所以H+&CO32-&没错&我看过的网上资料都这么说&我们老师开始也这么讲&
但我说了这明显不对啊&因为HCO3-水解要结合H+&这一点你根本就没考虑嘛&我们可以考虑HCO3-电离出的H+直接被HCO3-结合&这样
CO32-浓度增加&而H+浓度未增加(应该是减少)&我们再考虑个具体情况&随着我增加NAHCO3的量&CO32-浓度会增大吧(这个你要不信就去网上其他地方找找资料,我是找过了)&我们可以使CO32-的浓度增大到正好是10^-7mol/L&这样一来H+浓度小于10^-7mol/L
怎么样&还是CO32-大吧&
我是高三学生&出于热情具体算过&就如同1楼所述&其浓度大小确实应该和NAHCO3的量有关&所用数据是H+*HCO3-/H2CO3=4.3*10^-7
&H+*CO32-/HCO3-=5.6*10^-11&Kw=10^-14(都是浓度积)
具体过程很烦琐&我没有时间和精力现在在这里打出来&我确实只是想把问题弄明白&你是吧主&相信水平不会比我低&如果不赞同希望你能找出我叙述中的错误或根据&不要用什么传统观点来妄下论断&(我认为我写得很详细啊~~~~没看懂吗?????)
今天晚上有时间&下次再上要到周六晚上&很高兴能与你在此探讨
还有就是谁要是支持我的观点&请留个言&我好有个底&不支持也关系&有本事就来说服我~~~!!~~~!!(-``-)!
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还有还有&能置个顶或加个精什么的就更好了&弄几天也好&
其实我在别的吧也发了这个贴&不过没人回啊&都沉了~
你这样的情况在有些高三的学生中也出现过，属于正常情况。
问题是你自己理一下分析思路。
HCO3-的存在水解与电离情况，这两种是一对矛盾。
在同时存在的情况下，要抓住问题的主要矛盾。忽略次要矛盾。
因为HCO3-水解要结合H+&这一点你根本就没考虑属于次要矛盾
在种情况下可以不与考虑，如果考虑了当然结果会相反的
这一部分学习是要用一些方法论的
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你这样写考试肯定错
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单就HCO2-的电离来说，他是会抑制水的电离的（原因你不该不知道），因此水的离子积不变，而且你也说了，他的水解程度&电离程度，在不考虑其他的情况下，可以理解为电离出的H+&由水解而导致水电离出的OH-，所以溶液显碱性
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传统观点的前提当然是碳酸氢钠的浓度比较“正常”，否则设置一种极端情况——1L水中只有1个HCO3-和1个Na+，显然[H+]=10^-7mol/L&&[HCO3-]，甚至大于[Na+]。这样的情况显然不需考虑，传统的观点仍是十分有效的一个结论。
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楼主我顶你，上面的帖子第5条给出了“正常浓度（0.1mol/L）”下定量的结论，和你的是一样的。至于你关于H+的论证，我觉得很有道理。但是为什么CO32-&OH-呢？虽然计算结果摆在眼前，我还是想不出原因。
我顶你！！！！！！！！老师给我解释了多次我总是感觉有问题！！！！！！！！！
我支持LZ，以前看过一个有计算过程的，觉得也很有道理，有时间再翻出来看一下！
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我今年上高三，今天正好遇见这问题，而且好多资料都写的氢离子浓度大于碳酸根浓度（质疑），在网上查正好有贴吧，发表下自己的看法，不足请大家见量！通过查阅可知道（碳酸氢钠电离常数K=4.8x10^-11&&0.1mol/L溶液PH为8.4)假设溶液为0.1mol/L.参加过化学竞赛的同学都应该知道，可近似算除碳酸跟为1.2x10^-3可见碳酸根浓度大于氢离子浓度。
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哥顶你 我和老师就你这点争了半天没结果
我有这么一个疑问，高考中考过NaHCO3的质子守恒吗？
碳酸氢根电离程度极弱比水的电离还小，故碳酸氢根会先与水的电离出的氢离子反应。虽然lz的论点错误，但很欣赏你的质疑精神。
我也看过一篇文章，是正规杂质发表的，通过浓度积常数和水的离子积常数对比，计算分析了不同浓度的NaHCO3溶液的离子浓度大小关系。NA+&HCO3-&OH-&(H2CO3)&CO32-&H+这个是盐浓度较大的时候的，具体浓度忘记了。然后随着小苏打浓度的下降，水的电离开始不能忽略，而到了某个浓度的时候HCO3-与OH-浓度相等。浓度再小下去就是OH-多了。所以高中的这些浓度比较大小的题目应该都有浓度前提才科学。不过在高中是不可能和学生解释这些的，除非竞赛。
这个问题值得质疑，23楼的观点比较有说服力，顶
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氢氧根的浓度也小于碳酸根？
实验证明一切
我认为也是这样
其实，是这样的，我们老师的观点是Na+&HCO3-&OH-&CO3 2-&H+前面Na HCO3 OH就不说了的，氢离子除碳酸氢根电离生成外，还有一部分来自于水的电离，故在溶液中，氢离子浓度大于碳酸根离子浓度 这句话是不多对的。大家都知道，此物显碱性，在酸碱滴定平衡，多滴一滴，少滴一滴PH值改变4点多。可见虽然只是OH根多一点，但实际已经超过10000倍的差距了，所以H根的浓度已大大降低，比碳酸根低得多，毕竟碳酸根虽然只是部分电离出的，但OH根抑制H根电离，实际上H根已经减少极多。所以碳酸根大于H根
我也是在这个问题上没搞清楚！！！看书看到想不通。。。。。。。。。。。。问老师他说的是h2o还有h+电离出来我靠！！！
我老师说的除了本身电离外还有水电离的
这让我想起了今年省赛那道关于分类讨论氢氮制氨气平衡的题目
你说的是对的，支持你，碳酸氢根的电离程度比水大
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碳酸氢钠溶液中氢离子活度的计算
&由于电解质理论还欠成熟，所谓的溶液中离子活度的计算也略显粗糙，故在无机化学与分析化学教学中都很少涉及到这类计算。在这里仅试着计算几个不同浓度碳酸氢钠溶液中的氢离子活度。
一、酸式盐溶液中氢离子活度的计算公式推导
对浓度为c的两性物质NaHA，计算其溶液中[H+]时，有可能会用到如下的3个计算公式，即如下面依次给出的精确式、近似式与最简式[1]。
它们是否能直接或间接用于碳酸氢钠溶液中氢离子活度的计算呢？
答案是，不行的！即使是用精确式求出该溶液中的[H+] ，然后再乘以其活度系数（γ）也不行。因为，从本质上看上述3个式子中的Ka都是浓度平衡常数。而氢离子活度应该直接与热力学平衡常数相关。
为得到氢离子活度的计算公式，可推导如下：
对分析浓度为c的NaHCO3溶液，若选择HCO3-、H2O为质子参考水准，则质子条件为
（要注意，这是一个严格的浓度关系式，其中的各项都是平衡浓度；对活度而言，溶液中如有离子相互间的作用，这个等式就是不成立的）
通常我们都是再将水的离子积、及分布分数和，同时代入质子条件，就可以得到精确式。
但对活度计算公式的推导，不能直接使用这些分布分数。因为，这两个分布分数表示还是平衡浓度与分析浓度间的关系，并不是严格意义上的离子活度间的关系。
为得到精确的离子活度关系式，就要对上述有较多平衡浓度成分的分布分数进行改造，即将各平衡浓度项都要用活度来替代。具体的过程为：
分布分数来源于物料平衡[CO32-]
+ [H2CO3]=
c。由这个平衡直接就有&
用的关系式，及热力学平衡常数，关系；再考虑到将电中性分子的活度系数看做是1时，近似有。这样可将上式改写为：
将δ1与δ0代入质子条件[H+]
[H2CO3]，有&
&&由此，可整理出计算氢离子活度的如下的精确式：
&&这个式子很长，但与求[H+]的精确式比较，方次与项数完全一样，只是多了几种离子的活度系数来做修饰而已。适用范围都应该是完全相同的。
当，溶液的分析浓度不很小时，精确式中有一些项在计算中是不起作用的。略去这些有红色下划线的项，就有近似式：
再略去绿色下划线项，有最简式。
可见，对碳酸氢钠之类的两性物质溶液来说，与[H+]计算公式相似，也有这几个计算误差不等的氢离子活度计算公式。
二、由[H+]计算公式直接推导氢离子活度计算公式
由于两性物质溶液的氢离子活度计算公式与其[H+]计算公式极为相似，只是多了一些活度系数项。可以设想，从[H+]计算公式也能直接导出氢离子活度计算公式。
为此，试着推导如下：
对最简式，其中。
结果与上面导出的计算氢离子活度的最简式完全相同。
对近似式，还用如上的几个关系：
这也与上面导出的计算氢离子活度的近似式完全相同。
可见，对两性物质溶液来说，用[H+]计算公式是可以直接导出氢离子活度计算公式的。
三、碳酸氢钠溶液中氢离子活度的计算
从上面几个计算氢离子活度的公式可以看出，使用某公式的先决条件是，要先确定出该公式与哪些离子的活度系数相关，并知道这些离子的活度系数是多少。如，欲使用最简式来计算，就必须要先得到（该公式中有这个活度系数）。
为此，要先求出溶液的离子强度。
设NaHCO3溶液的分析浓度为c（mol·L-1，不考虑其与质量物质的量浓度间的差别），则该溶液的离子强度为：
&（mol·L-1）。由于Na+及HCO3-所带的电荷都是1，所以溶液的离子强度与其浓度在数值上完全相等。
由《离子的值》表查得CO32-的值为500。
这样，在已知某溶液的离子强度（I）的情况下，对于（小于0.1
mol·L-1）这样的低浓度电解质溶液，就可以用德拜-休克尔公式来计算该离子的活度系数（其中B为常数0.00328，z为离子的电荷数）。
1. 0.01 mol·L-1碳酸氢钠溶液
对该溶液，可以用最简式来计算。
先求CO32-离子的活度系数，有，得到γ=0.67。
代入氢离子活度计算的最简式，有，
溶液的pH=8.23。
2. 0.1 mol·L-1碳酸氢钠溶液
可用最简式来计算。
其CO32-离子的活度系数为，γ=0.37。
代入氢离子活度计算的最简式，有，
溶液的pH=8.10。
与前面的0.01
mol·L-1碳酸氢钠溶液相比较，这一溶液的分析浓度更大，但溶液的碱性反而更弱了。
CO32-离子活度系数变小，导致氢离子活度变大，是其碱性减弱的最主要原因。
3. 0.5及1.0
mol·L-1碳酸氢钠溶液
都用最简式来计算。
但由于I=0.50及I=1.0的溶液都属于“离子强度值大的溶液”，溶液中某离子的离子强度要用台维斯经验公式（&&）来计算（或直接查表而得出）。&
当I=0.50时，有γ=0.500，从而溶液的pH=8.16.
当I=1.0时，有γ=0.960，从而溶液的pH=8.31.
但，与德拜-休克尔公式相比较，台维斯经验公式的可信度是值得怀疑的。
一是，它完全忽略了不同离子的体积参数（）影响。如H+离子的该值为900、而OH-离子的该值为300，两者是3倍的关系，能不考虑吗？况且，有些离子的值还会更大或更小。
其次，溶液的离子强度再大些，离子的活度系数就会大于或远大于1。如I=2.0时，用台维斯经验公式来计算时，对CO32-离子有γ=4.72，对一价离子也有γ=1.47，对三价离子更是有γ=32.8。这是不太可能的。
所以这两个数据，与前面的计算数据无从比较。也就是看看罢了。
[1] 武汉大学等校编.
无机化学（第五版）.
高等教育出版社.2006年
[2] 杭州大学化学系分析化学教研室.
分析化学手册第一分册（第二版）.
化学工业出版社.1997年
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