为什么硫酸氢钠、亚硫酸氢钠溶液呈酸性而碳酸氢钠溶液呈碱性

为什么硫酸氢钠、亚硫酸氢钠溶液呈酸性而碳酸氢钠溶液呈碱性

硫酸氢钠、亚硫酸氢钠、碳酸氢钠是高中化学中常见的三种酸式盐,但是它们水溶液的酸碱性呈现明显的不同,这是什么原因?

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在高中阶段,一般认为硫酸是二元强酸,在水溶液中完全电离:图示硫酸的酸式盐硫酸氢钠与硫酸相似在溶液中完全电离:图示。所以,在溶液中,硫酸氢钠相当于一元强酸。

亚硫酸和碳酸都是二元弱酸,它们在水溶液中分步电离。

图示

从电离平衡常数角度分析,亚硫酸的酸性大于碳酸。化学上把像亚硫酸等电离程度较大(即电离平衡常数K 值较大)的酸称为中强酸。(https://www.daowen.com)

多元弱酸的酸式盐阴离子,在水溶液中既发生电离,又发生水解。

图示

水解平衡常数K h=K w/K 1=10-14/(1.3×10-2)=7.7×10-13,明显小于亚硫酸的第二级电离常数K 2。所以,亚硫酸氢根离子的水解程度远远小于其电离程度,电离占主导地位。所以,c(H+)>c(OH-),溶液呈(弱)酸性。

图示

水解平衡常数K h=K w/K 1=10-14/(4.2×10-7)=2.4×10-8,大于碳酸的第二级电离常数K 2。所以,碳酸氢根离子的水解程度大于其电离程度,水解占主导地位,c(H+)<c(OH-),溶液呈(弱)碱性。

对多元弱酸的酸式盐,其水溶液的酸碱性总结为一般性规律:中强酸的酸式盐,电离程度大于水解程度,呈酸性;弱酸的酸式盐,电离程度小于水解程度,呈碱性。