NaHCO₃溶液浓度改变引起的支配质子转移反应变化：从HCO₃^-质子自递反应到HCO₃^-水解反应

摘要

NaHCO₃水溶液中存在多个质子转移反应和多重化学平衡。随溶液浓度改变，各质子反应所占的相对比重将发生变化，与质子转移相关的产物H₂CO₃、H⁺、OH^-和CO₃^2-的相对含量也会发生变化。绘制了[H₂CO₃]、[H⁺]、[OH^-]和[CO₃^2-]随溶液浓度c变化的动态图。从动态图上，可以直观地观察到哪些酸碱组分是主要组分，哪些组分是次要组分。较浓溶液中，[H₂CO₃]≈[CO₃^2-]>>[OH^-]>>[H⁺]，表明能够产生H⁺或OH^-的质子反应占据次要地位，质子反应HCO₃^-+HCO₃^-?H₂CO₃+CO₃^2-占据支配地位。9.1×10^-6 mol·L^-1溶液中，[OH^-]≈[H₂CO₃]>>[H⁺]≈[CO₃^2-]，表明质子反应H₂O+HCO₃^-?H₂CO₃+OH^-占据支配地位。极稀溶液中，[OH^-]≈[H⁺]>>[H₂CO₃]>[CO₃^2-]，表明H₂O?H⁺+OH^-占据支配地位。溶液的酸碱性质主要由起支配作用的质子转移反应控制。

关键词

碳酸氢钠溶液 / 多重平衡 / 支配反应 / 反应产物含量图

基金资助

国家自然科学基金(21773072); 华南理工大学教研教改项目(C9233073)